摘要:以數(shù)學(xué)學(xué)科的本質(zhì)為依據(jù), 分析理想的數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)基本問(wèn)題,以及我國(guó)數(shù)學(xué)課程教學(xué)在內(nèi)容和過(guò)程上存在的缺陷。在此基礎(chǔ)上,從完善課程內(nèi)容和加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、變革數(shù)學(xué)教與學(xué)的方式、培養(yǎng)學(xué)生的觀察與發(fā)現(xiàn)能力等方面,闡釋了“做數(shù)學(xué)”的育人價(jià)值。
關(guān)鍵詞:“做數(shù)學(xué)”;育人價(jià)值;數(shù)學(xué)課程;數(shù)學(xué)教學(xué)
江蘇“做數(shù)學(xué)”團(tuán)隊(duì)貫徹“以學(xué)生的發(fā)展為本” 的教學(xué)理念,讓學(xué)生通過(guò)“做數(shù)學(xué)”,在潛移默化中提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)。正如“做數(shù)學(xué)”的積極倡導(dǎo)者董林偉所說(shuō),“做數(shù)學(xué)”是以“做”為支架的一種數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng),是以學(xué)生運(yùn)用材料和工具,動(dòng)手動(dòng)腦相協(xié)同,以人人參與為特征的數(shù)學(xué)活動(dòng)。因此,“做”是其精義和主旨所在,既有數(shù)學(xué)知識(shí)領(lǐng)悟的追求,又有學(xué)習(xí)方式變革的考慮,概括而言,是在發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科獨(dú)特的育人價(jià)值上有所突破。下面,我們先分析數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注的主要因素,再分析我國(guó)數(shù)學(xué)課程與教學(xué)中存在的問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上討論“做數(shù)學(xué)”在改變現(xiàn)狀中做了什么,進(jìn)而得出“做數(shù)學(xué)”的育人價(jià)值。
一、數(shù)學(xué)課程變革的理想
我們知道,數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門(mén)科學(xué),而數(shù)學(xué)的研究對(duì)象都不是客觀現(xiàn)實(shí)的存在。例如,在數(shù)量關(guān)系方面,實(shí)數(shù)似乎是“實(shí)實(shí)在在的數(shù)”,但其實(shí)不是先天存在的實(shí)在之物, 而是在有理數(shù)的基礎(chǔ)上按一定的方式定義的抽象元素;同樣,在空間形式方面,我們所處的三維空間似乎很實(shí)在,但歐氏幾何中研究的各種幾何圖形也不是真實(shí)的存在。數(shù)學(xué)對(duì)象與內(nèi)容的高度抽象性,以及教科書(shū)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)果式呈現(xiàn),為教學(xué)中“重結(jié)果,輕過(guò)程”以及“一個(gè)定義,三項(xiàng)注意, 幾個(gè)例題,大量練習(xí)”的教學(xué)方式提供了天然的“溫床”。那么,應(yīng)該如何變革數(shù)學(xué)課程呢?
從分析和解決問(wèn)題的角度看,數(shù)學(xué)為人們提供了一種思考的結(jié)構(gòu)和交流的符號(hào)形式。這種結(jié)構(gòu)和符號(hào)形式是強(qiáng)大的,富有邏輯、簡(jiǎn)明而且精確,是人們可以借助于理解和處理周?chē)h(huán)境的一種思維方式。這種思維方式包括抽象化、運(yùn)用符號(hào)、建立模型、邏輯分析、推理、計(jì)算,不斷地改進(jìn)、推廣,更深入地洞察內(nèi)在的聯(lián)系,在更大的范圍內(nèi)概括,建立更為一般的統(tǒng)一理論等一整套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑿兄行У目茖W(xué)方法。這是在獲得數(shù)學(xué)結(jié)論、建立數(shù)學(xué)知識(shí)體系的過(guò)程中必須使用的思維方式。顯然,掌握“雙基”是數(shù)學(xué)教育的基本目標(biāo),而學(xué)生形成上述思維方式則是數(shù)學(xué)育人的最大價(jià)值。
因此,數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)必須為學(xué)生提供有價(jià)值的、富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程,為學(xué)生形成數(shù)學(xué)的思維方式提供有效載體,以激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的廣泛興趣,促使學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)在信息化社會(huì)中的重要性,提高學(xué)生使用數(shù)學(xué)思想、方法和技術(shù)處理問(wèn)題的信心,使學(xué)生掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的智慧和方法。
這樣,設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容就必須以“過(guò)程與結(jié)果的完美結(jié)合”為目標(biāo)指向,以“事實(shí)—概念(本質(zhì))—性質(zhì)(關(guān)系)—結(jié)構(gòu)(聯(lián)系)—應(yīng)用”為明線(xiàn), 以“事實(shí)—方法—方法論—學(xué)科本質(zhì)觀”為暗線(xiàn), 為學(xué)生開(kāi)展如下數(shù)學(xué)活動(dòng)提供載體:(1)獲得數(shù)學(xué)對(duì)象。從數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系和數(shù)學(xué)內(nèi)在的前后一致性、邏輯連貫性中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,經(jīng)歷分析、歸納、抽象、概括等思維活動(dòng)而獲得數(shù)學(xué)概念。(2)研究數(shù)學(xué)對(duì)象。在一般觀念的引導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)對(duì)象的本質(zhì)、規(guī)律、關(guān)系等,獲得猜想,并通過(guò)數(shù)學(xué)的運(yùn)算、推理等,證明結(jié)論,獲得數(shù)學(xué)的定理、性質(zhì)、公式、法則等。(3)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。利用數(shù)學(xué)概念、原理,分析和解決數(shù)學(xué)內(nèi)外的各種問(wèn)題。這是一個(gè)完整的數(shù)學(xué)研究過(guò)程。只有讓學(xué)生經(jīng)歷這樣的完整過(guò)程,才能使“四基”“四能”真正落地。
實(shí)際上,“事實(shí)—概念”主要是“抽象”,即對(duì)典型而豐富的具體事例進(jìn)行觀察、比較、分析,歸納共性,抽象本質(zhì),并概括到同類(lèi)事物中而形成概念;“概念—性質(zhì)”主要是“推理”,包括運(yùn)用概念通過(guò)歸納推理發(fā)現(xiàn)性質(zhì),通過(guò)(邏輯)演繹推理證明性質(zhì);“性質(zhì)—結(jié)構(gòu)”主要也是“推理”,是發(fā)現(xiàn)關(guān)系、建立聯(lián)系而形成結(jié)構(gòu)功能良好、遷移能力強(qiáng)大的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程;“結(jié)構(gòu)—應(yīng)用”蘊(yùn)含了“建?!?,是利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決數(shù)學(xué)內(nèi)外的問(wèn)題。
同時(shí),在構(gòu)建課程內(nèi)容的過(guò)程中,要注重“一般觀念”的引領(lǐng)作用,加強(qiáng)“如何思考”“如何發(fā)現(xiàn)” 的啟發(fā)和引導(dǎo),特別是在概念的抽象要做什么、“幾何性質(zhì)”“代數(shù)性質(zhì)”“函數(shù)性質(zhì)”指什么等問(wèn)題上,“啟發(fā)學(xué)者,示以思維之道”。
二、我國(guó)數(shù)學(xué)課程與教學(xué)的缺陷
按照上述要求,反觀我們的數(shù)學(xué)課程,可以發(fā)現(xiàn),欠缺的內(nèi)容主要是:概括概念所必需的“事實(shí)”、歸納性質(zhì)所需要的素材、訓(xùn)練應(yīng)用能力所需要的好問(wèn)題。這里的“事實(shí)”“素材”“好問(wèn)題”等是學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)的源泉,就像品質(zhì)優(yōu)良的果實(shí)必須有肥沃的土地提供豐富且優(yōu)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)一樣, 缺少這些就必然造成知識(shí)理解的先天不足。
由此造成的教學(xué)問(wèn)題是,教學(xué)過(guò)程功利化、形式化,不能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官參與學(xué)習(xí)活動(dòng);學(xué)習(xí)過(guò)程單一,學(xué)習(xí)活動(dòng)缺乏靈活性,學(xué)生“悟”的過(guò)程太短甚至沒(méi)有。常常是直接告訴知識(shí),立即進(jìn)行大量重復(fù)性訓(xùn)練。這樣的教學(xué)很難使學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈興趣,也難以使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),更難以培養(yǎng)那種專(zhuān)注于數(shù)學(xué)問(wèn)題的習(xí)慣;學(xué)生可能成為“熟練工”,但肯定成不了領(lǐng)導(dǎo)者、科學(xué)家、思想家等。
三、“做數(shù)學(xué)”的育人價(jià)值
“做數(shù)學(xué)”在彌補(bǔ)我國(guó)義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程與教學(xué)的欠缺,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)課程改革的理想上進(jìn)行了較為全面的探索,其育人價(jià)值主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
(一)完善課程內(nèi)容,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
“做數(shù)學(xué)”從完善課程內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)入手,有針對(duì)性地探索義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程與教學(xué)的改革,其要點(diǎn)是:增加概括概念、發(fā)現(xiàn)性質(zhì)所需的素材,提供豐富的、真實(shí)的應(yīng)用問(wèn)題;安排動(dòng)眼觀察、動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考的實(shí)踐活動(dòng),使學(xué)生通過(guò)自主活動(dòng)獲取理解概念所需的“事實(shí)”,從而形成對(duì)概念本質(zhì)的深刻體悟;延長(zhǎng)知識(shí)的獲得過(guò)程,給學(xué)生提供感悟知識(shí)精髓的時(shí)間和空間,培養(yǎng)學(xué)生渴求知識(shí)的感覺(jué),使學(xué)生獲得“如何思考”的智慧。特別是在那些看上去簡(jiǎn)單但處于基礎(chǔ)地位的概念、原理的學(xué)習(xí)上,強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手“做”而獲得親身感悟,形成“如何思考”的體驗(yàn),使學(xué)生經(jīng)歷“感知—感悟—知識(shí)”的過(guò)程,讓知識(shí)變成智慧。
(二)給師生的教與學(xué)方式帶來(lái)實(shí)質(zhì)性變化
“做數(shù)學(xué)”對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)方式產(chǎn)生了全方位的影響。
從認(rèn)知方面看,在“做數(shù)學(xué)”中,學(xué)生要調(diào)動(dòng)各種感官參與數(shù)學(xué)認(rèn)知活動(dòng),通過(guò)觀察、操作、實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐活動(dòng),獲得抽象數(shù)學(xué)概念、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律所需要的現(xiàn)實(shí)材料,在此基礎(chǔ)上開(kāi)展分析、歸納、抽象、概括等思維活動(dòng),抽取共性,得出規(guī)律,進(jìn)而獲得數(shù)學(xué)原理和性質(zhì),并獲得解決問(wèn)題的方法的啟發(fā)。
“做數(shù)學(xué)”使用的是體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式,學(xué)生在“做數(shù)學(xué)”的過(guò)程中可以獲得抽象數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)原理的直接體驗(yàn)。通過(guò)“做數(shù)學(xué)”,學(xué)生不僅經(jīng)歷數(shù)學(xué)對(duì)象的要素、數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵的抽象過(guò)程,數(shù)學(xué)法則、性質(zhì)、定理、公式等的歸納和發(fā)現(xiàn)過(guò)程,而且產(chǎn)生“如何研究”“如何發(fā)現(xiàn)”的方法論感悟?!白鰯?shù)學(xué)”使得數(shù)學(xué)知識(shí)成為學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的結(jié)果,為學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)也使學(xué)生對(duì)應(yīng)用知識(shí)的背景條件形成完整的認(rèn)識(shí)。
從非認(rèn)知因素方面看,“做數(shù)學(xué)”可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,引發(fā)學(xué)生的好奇心,使學(xué)生以一種積極的態(tài)度投入實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中。積極的情感體驗(yàn)是激發(fā)靈感的強(qiáng)大動(dòng)力,可以促使創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生。
(三)讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察與發(fā)現(xiàn)
數(shù)學(xué)的顯著特點(diǎn)是它的高度抽象性。越是抽象的科學(xué),越要從實(shí)踐中汲取營(yíng)養(yǎng)和力量;同樣, 抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)也要從親身實(shí)踐中獲得體驗(yàn),要從具體事例的共性、規(guī)律的認(rèn)知入手?!白鰯?shù)學(xué)” 就為學(xué)生創(chuàng)造了動(dòng)手操作、動(dòng)眼觀察的機(jī)會(huì),幫助學(xué)生逐步學(xué)會(huì)通過(guò)觀察與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)和規(guī)律的方法,培養(yǎng)觀察力和洞察事物本質(zhì)進(jìn)而得出事物規(guī)律的能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
熱衷探索未知事物是學(xué)生的天性,需要教師倍加愛(ài)護(hù)。我們常常因自己對(duì)學(xué)生心理的無(wú)知而低估了學(xué)生的創(chuàng)造力,在無(wú)意間扼殺了學(xué)生探索新事物的興趣和熱情。“做數(shù)學(xué)”是激發(fā)學(xué)生對(duì)未知世界的好奇心、培養(yǎng)學(xué)生探索事物本質(zhì)和規(guī)律的欲望、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維的好方法,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的有力舉措,也是推進(jìn)育人方式改革的有力抓手。
(章建躍,人民教育出版社中學(xué)數(shù)學(xué)室主任, 課程教材研究所研究員。編審,博士。研究方向: 發(fā)展與教育心理學(xué),數(shù)學(xué)教育。)