同會敏
摘 要: 數(shù)學文化是《數(shù)學課程標準》的一大亮點。從課程論的角度講,數(shù)學文化由數(shù)學知識和數(shù)學觀念兩部分組成,其中數(shù)學知識包含數(shù)學命題、數(shù)學語言、數(shù)學方法和數(shù)學問題等;數(shù)學觀念包含數(shù)學思想、數(shù)學精神、數(shù)學意識和數(shù)學美學等?!稊?shù)學課程標準》對數(shù)學文化的滲透提出了明確要求。本文主要介紹了數(shù)學文化的內涵,以及在教學中滲透數(shù)學文化的原因和滲透數(shù)學文化的途徑。
關鍵詞: 數(shù)學課堂教學 數(shù)學文化 滲透途徑
“數(shù)學是人類文化的重要組成部分,數(shù)學課程要體現(xiàn)數(shù)學的文化價值”?!读x務教育數(shù)學課程標準(2011版)》(下稱《課標》)已經(jīng)把“體現(xiàn)數(shù)學的文化價值”置于課程設計的基本理念之中。在數(shù)學教學實踐中,教師應該充分認識到數(shù)學文化在教學中的重要價值,能有效利用數(shù)學文化承載并實現(xiàn)其教育功能。在數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化,使學生在數(shù)學學習過程中體驗數(shù)學文化,感悟數(shù)學文化,理解數(shù)學文化。
一、數(shù)學文化的涵義
黃秦安曾對“數(shù)學文化”作如下論述:第一,數(shù)學文化作為一種科學文化,不等同于一般的文化,它是包含并超越了數(shù)學科學范圍的數(shù)學觀念、意識、心理、歷史、事件、人物與數(shù)學傳播的總和;第二,數(shù)學文化不等同于數(shù)學歷史,它是在數(shù)學歷史發(fā)展的長河中,人們從事數(shù)學研究動所形成的共同規(guī)范或準則,即一定意義上的數(shù)學傳統(tǒng),而不是一種孤立的、與現(xiàn)實幾乎毫無關系的考古、考證、史料和文獻研究;第三,在數(shù)學課程中的數(shù)學文化應與數(shù)學課程總體的目標相一致,體現(xiàn)出對于數(shù)學前進方向和數(shù)學思想方法的引導和歸結,并與學習者的既有文化系統(tǒng)相契合。劉詠梅等人把數(shù)學文化解釋為一種理性精神,它是一種使人乃至使整個社會減少盲目和迷信,增強理智和文明的精神力量。他們將數(shù)學文化理解為數(shù)學精神和數(shù)學思想。
綜合觀之,數(shù)學文化可看成是意識形態(tài)中的數(shù)學的方法、思想、精神、觀念等,它是凌駕于對數(shù)學知識的理解和應用之上的思想意識、經(jīng)驗方法,它不像數(shù)學知識那么具體形象,但是始終伴隨于數(shù)學知識的傳播過程中。
二、課堂中滲透數(shù)學文化對于學生發(fā)展的意義
1.培養(yǎng)科學精神
數(shù)學是自然科學中的基礎科學,其他科學無不以數(shù)學的發(fā)展為動力和支撐。而對于數(shù)學的發(fā)展又促進其他科學技術的發(fā)展。而新世紀的人才來說,不僅需要廣博的知識背景和深厚的專業(yè)知識,更需要一絲不茍刻苦鉆研不求回報的科學精神。科學精神是作為人才素養(yǎng)的重中之重和核心競爭力,更是學習和研究所必需的精神動力基礎和永恒不竭的追求。我們教師有必要也必須在課堂中融入數(shù)學文化,介紹數(shù)學史,潛移默化地滲入科學精神,為學生全面發(fā)展奠定基礎。
2.感受數(shù)學之美
一次給學生上課,講完一個定理,問學生:大家覺得美嗎?眾人皆笑。什么是數(shù)學的美呢?我理解的數(shù)學的美是:“用簡潔的語言或符號闡述不同數(shù)學量的內部聯(lián)系?!北热鐨W拉公式、泰勒展開式、二項式、勾股定理等。數(shù)學中蘊含著最普遍和最華美的原理。還有理發(fā)師悖論(也叫羅素悖論):某村只有一人理發(fā),且該村的人都需要理發(fā),理發(fā)師規(guī)定,給且只給村中不自己理發(fā)的人理發(fā)。試問:理發(fā)師給不給自己理發(fā)?如果理發(fā)師給自己理發(fā),則違背了自己的約定;如果理發(fā)師不給自己理發(fā),那么按照他的規(guī)定,又應該給自己理發(fā)。這樣,理發(fā)師陷入了兩難的境地。課堂教學中穿插這樣的數(shù)學文化知識,不僅能提高學生學習數(shù)學的興趣,更能使學生感受數(shù)學的魅力,使數(shù)學課堂不再枯燥。
3.鍛煉思維能力
數(shù)學可以說是思維最嚴密的科學,一些學生總在抱怨定理太難理解,習題太難解答,數(shù)學思想太難想到,數(shù)學精神難以領會。但是,這些抱怨的背后,不能忽視的是在學習過程中已經(jīng)逐漸鍛煉了學生的數(shù)學思維和邏輯思維能力、推理能力、分析和綜合能力。雖然這種培養(yǎng)是循序漸進、潛移默化、進展緩慢的,但是最終將會培養(yǎng)學生的思維能力,從而提高學生對其他科目學習的能力。
三、數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化的原則
數(shù)學文化教育是指在數(shù)學知識、技能、能力教育的基礎上,強調數(shù)學思想、數(shù)學方法、數(shù)學創(chuàng)造、數(shù)學經(jīng)驗、數(shù)學品質,以及理性精神和科學態(tài)度的教育。為在教學中有效滲透數(shù)學文化,樹立數(shù)學文化觀,體現(xiàn)數(shù)學教育的科學教育功能和文化教育功能,需要貫徹以下原則。
1.體現(xiàn)數(shù)學的文化價值
王梓坤先生提出:“數(shù)學的文化價值是對數(shù)學知識、技能、能力和素質等概念的高度概括。”要在數(shù)學教學中有效滲透數(shù)學文化,應當使學生充分認識到數(shù)學文化的價值所在,了解到通過對數(shù)學的學習可以認識科學、認識世界、體會真理和美感,才能更好地理解數(shù)學的本質,跳出初等數(shù)學學習中常見的“題海戰(zhàn)術”和一味的“技巧訓練”,領會深刻的文化內涵。
2.加強數(shù)學史思想的滲透
龐加萊說:“若想預見數(shù)學的將來,正確的方法是研究它的歷史和現(xiàn)狀?!睌?shù)學文化觀念指導下,數(shù)學史對于數(shù)學教育的作用不僅體現(xiàn)在表面的史料層次,還體現(xiàn)出數(shù)學的進一步發(fā)展中體現(xiàn)的人類思維發(fā)展的邏輯性、系統(tǒng)性、完整性和連續(xù)性,以及數(shù)學知識、思想、方法和思維對于人類的作用等文化內涵,是在前一層次基礎上的深化。需要注意的問題有:加入教學設計中的數(shù)學史內容應該有助于學生的數(shù)學學習;教學方式較傳統(tǒng)而言,應該為學生提供更多的“參與”機會;數(shù)學史取材應盡量廣泛;盡量在學生已有的知識基礎之上,使學生學習新知識。
3.加深對數(shù)學美的認識
對美的追求和感知是人的天性,也是教育的目的,數(shù)學中的美不同于繪畫、音樂等直觀的美學形式,是對自然規(guī)律的抽象與統(tǒng)一,就中學數(shù)學而言,其間蘊藏了數(shù)學的簡潔美、對稱美、和諧美,這需要教師從系統(tǒng)和整體中把握,向學生展現(xiàn)數(shù)學美,培養(yǎng)學生的數(shù)學審美觀。
四、數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化的途徑
1.以數(shù)學史為載體的數(shù)學文化滲透
將數(shù)學史融入數(shù)學課堂教學就是進行數(shù)學文化滲透的有效途徑之一。透過數(shù)學史了解數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,讓學生親近數(shù)學,數(shù)學史研究數(shù)學概念、數(shù)學方法和數(shù)學思想的起源和發(fā)展及其與社會政治經(jīng)濟和一般文化的聯(lián)系。數(shù)學史展示了數(shù)學產(chǎn)生和發(fā)展的歷史,成為數(shù)學知識、數(shù)學思想和數(shù)學方法的集中體現(xiàn)。對數(shù)學史的介紹可以幫助學生了解數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,使學生把握數(shù)學發(fā)展的脈絡,加深對數(shù)學概念、思想方法的理解。
2.以數(shù)學應用為觸角的數(shù)學文化滲透
張奠宙教授在《數(shù)學的明天》中指出:“搞數(shù)學應用教育,非不能也,乃不為也。數(shù)學教育理論若不正視這一問題,不給予充分的研究,實在不能稱為真正的理論。”《普通高中數(shù)學課程標準(實驗)》中對數(shù)學應用提出了具體要求:“高中數(shù)學課程應提供基本內容的實際背景,反映數(shù)學的應用價值,開展‘數(shù)學建模’的學習活動,設立體現(xiàn)數(shù)學某些重要應用的專題課程。高中數(shù)學課程應力求使學生體驗數(shù)學在解決實際問題中的作用,數(shù)學與日常生活及其他學科的聯(lián)系,促進學生逐步形成和發(fā)展數(shù)學應用意識,提高實踐能力。”美國數(shù)學家哈爾莫斯指出:“所有數(shù)學都是來源于真實世界的客觀事物?!睌?shù)學教育就是數(shù)學文的教育,數(shù)學教育的意義就是培養(yǎng)學生的思維習慣和數(shù)學文化修養(yǎng)。數(shù)學教師的責任就是把隱藏在數(shù)學“冰冷的美麗”背后的“火熱的思考”展現(xiàn)給學生,還原一個有血有肉的數(shù)學。將數(shù)學應用觸角深入課堂教學中,可以縮小“形式化”的數(shù)學與現(xiàn)實之間的差距,引導學生從數(shù)學角度思考,提出、構造問題,形成數(shù)學能力。
3.以數(shù)學美為指導的數(shù)學文化滲透
數(shù)學美是構成數(shù)學文化的重要內容,數(shù)學美是數(shù)學文化的重要組成部分,《普通高中課程標準(實驗)》中提出:“數(shù)學課程應適當反映……數(shù)學的美學價值。”《全日制普通高中數(shù)學教學大綱(試驗修訂版)》在教學目的中指出:“良好的個性品質主要指:正確的學習目的,學習數(shù)學的積極性、信心和毅力,實事求是的科學態(tài)度,勇于探索的科學精神,欣賞數(shù)學的美學價值?!睌?shù)學文化的美學觀對數(shù)學教育有重要影響。
通過數(shù)學文化在數(shù)學課堂中的滲透,可以讓學生在數(shù)學史中領悟數(shù)學文化,形成數(shù)學思維;在數(shù)學應用中感受數(shù)學的宏大氣魄,體會數(shù)學的應用之美,在數(shù)學美學理念的指導下品味數(shù)學美的內涵。在數(shù)學課堂濃厚的文化氛圍中,產(chǎn)生文化共鳴,受到文化熏陶。一線教師應在文化觀念下開展數(shù)學課堂教學,更好地發(fā)揮數(shù)學文化的教育功能。當數(shù)學文化的魅力真正滲入教材,到達課堂,融入教學時,數(shù)學就會更平易近人,數(shù)學教學就會通過文化層面讓學生進一步理解數(shù)學、喜愛數(shù)學、熱愛數(shù)學。
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