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數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)素養(yǎng)研究

2021-10-30 20:14趙世杰
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵素質(zhì)教育

*通訊作者:趙世杰,1999年10月,男,漢,內(nèi)蒙巴彥淖爾人,現(xiàn)就讀于內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué),本科。研究方向:數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)素養(yǎng)研究。

摘? ? 要:數(shù)學(xué)素養(yǎng)概念在我國(guó)的提出時(shí)間,早于國(guó)家倡導(dǎo)素質(zhì)教育的時(shí)間,因此,數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究動(dòng)機(jī)具有自發(fā)性。近五十年的研究中,我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵從單一性發(fā)展到多元性,近幾年又呈現(xiàn)了統(tǒng)一性。如今,我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)研究正逐漸趨于務(wù)實(shí),主要從測(cè)評(píng)和教育兩個(gè)方面探討學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)素養(yǎng);素質(zhì)教育;內(nèi)涵;發(fā)展

一、引言

數(shù)學(xué)素養(yǎng),在我國(guó)也稱為數(shù)學(xué)素質(zhì),近年來(lái)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,如何提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),已成了教育研究的熱點(diǎn)議題。但是,很多人對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵缺乏深入的了解,這不僅導(dǎo)致了濫貼數(shù)學(xué)素養(yǎng)標(biāo)簽的現(xiàn)象,在教育實(shí)踐中也有偏離數(shù)學(xué)素養(yǎng)本質(zhì)的傾向。因此,為更好地了解和研究數(shù)學(xué)素養(yǎng),有必要對(duì)我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)研究情況進(jìn)行梳理和分析[1]。

二、數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)素養(yǎng)的概念

近幾年,我國(guó)在制定數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評(píng)價(jià)分析報(bào)告的過程中,一些專家、學(xué)者常常提到數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。孔凡哲教授認(rèn)為,數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指當(dāng)前或未來(lái)的生活中為滿足個(gè)人成為一個(gè)會(huì)關(guān)心、會(huì)思考的市民的需要而具備的認(rèn)識(shí),并理解數(shù)學(xué)在自然、社會(huì)生活中的地位和能力,作出數(shù)學(xué)判斷的能力,以及參與數(shù)學(xué)活動(dòng)的能力。馬云鵬教授認(rèn)為,數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指人們通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)建立起來(lái)的認(rèn)識(shí)、理解和處理周圍事物時(shí)所具備的品質(zhì),通常是人們與周圍環(huán)境產(chǎn)生相互作用時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的思考方式和解決問題的策略。王子興教授則認(rèn)為數(shù)學(xué)素養(yǎng)乃是數(shù)學(xué)學(xué)科所固有的內(nèi)蘊(yùn)特征,是在人的先天生理基礎(chǔ)上通過后天嚴(yán)格的數(shù)學(xué)活動(dòng)所獲得的、融于身心中的一種比較穩(wěn)定的狀態(tài);認(rèn)為數(shù)學(xué)素養(yǎng)涵蓋數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)意識(shí)、數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、理解和欣賞數(shù)學(xué)美學(xué)價(jià)值等五個(gè)方面。

涂榮豹教授則從測(cè)量學(xué)的角度對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)作出以下界定,包括基本的數(shù)學(xué)品格(理性、嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、實(shí)事求是)、分析和認(rèn)識(shí)問題的基本數(shù)學(xué)視角(函數(shù)觀、方程觀、解析觀、極限觀、向量觀)和一般的思維方法(分析、綜合、比較、聯(lián)想、歸納、類比、抽象、概括等)。同時(shí)還指出,較高的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)能力反映在解決數(shù)學(xué)問題的高水平上,要求具備較強(qiáng)的探索能力、分析能力,即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察、歸納、類比、聯(lián)想、猜測(cè)、驗(yàn)證、反駁、抽象和概括的能力。

王尚志、史寧中等專家依據(jù)教育部的研制計(jì)劃,結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),對(duì)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)給出以下界定。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是具有數(shù)學(xué)基本特征、適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力,是數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn)[2],是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐步形成的;數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析共六個(gè)方面,更一般的還包括學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)應(yīng)用、創(chuàng)新意識(shí)等;從學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的角度看,數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)在情境與問題、知識(shí)與技能、思維與表達(dá)、交流與反思的綜合運(yùn)用能力上??梢?,數(shù)學(xué)素養(yǎng)是人們能夠用數(shù)學(xué)的眼光來(lái)觀察世界,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問題的內(nèi)在素養(yǎng),由數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想與方法、數(shù)學(xué)能力與觀念等組成。

三、數(shù)學(xué)素養(yǎng)研究

雖然很多人是從20世紀(jì)末才開始聽到數(shù)學(xué)素養(yǎng)這個(gè)詞,但實(shí)際上,數(shù)學(xué)素養(yǎng)一詞在我國(guó)由來(lái)已久。早在1956年10月,《數(shù)學(xué)通報(bào)》刊登的一篇蘇聯(lián)文獻(xiàn)的譯稿中,就出現(xiàn)了數(shù)學(xué)素養(yǎng)一詞。但在此后的二十多年時(shí)間里,僅出現(xiàn)了幾十篇包含數(shù)學(xué)素養(yǎng)的文獻(xiàn),這說(shuō)明數(shù)學(xué)素養(yǎng)還未引起人們的重視。改革開放后,我國(guó)提出了素質(zhì)教育的口號(hào),并逐漸把提高全民族的素質(zhì)作為教育的一項(xiàng)根本任務(wù)[3]。

1985年5月,中共中央召開改革開放后第一次全國(guó)教育工作會(huì)議,會(huì)后頒布了引領(lǐng)中國(guó)教育發(fā)展的綱領(lǐng)性文件《中共中央關(guān)于教育體制改革的決定》,明確提出“教育體制改革的根本目的是提高民族素質(zhì),多出人才、出好人才”。因此,自20世紀(jì)80年代中后期開始,數(shù)學(xué)素養(yǎng)在文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高。而且,隨著素質(zhì)教育的推行,數(shù)學(xué)素質(zhì)的提法也隨之出現(xiàn)。例如,《數(shù)學(xué)教學(xué)》1982年第6期刊發(fā)的一篇文章中,就出現(xiàn)了數(shù)學(xué)素質(zhì)一詞[4]。

1988年,我國(guó)頒布并實(shí)施了《九年義務(wù)教育全日制初級(jí)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》,在其中指出,“掌握一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,是我國(guó)公民應(yīng)當(dāng)具備的文化素養(yǎng)之一”。這可認(rèn)為,此時(shí)大綱所傳遞的含義中,已將“雙基”視為公民的一種素養(yǎng)。而在1992年頒發(fā)實(shí)施的《初級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》里出現(xiàn)了數(shù)學(xué)素養(yǎng)詞匯,這是我國(guó)首次在大綱中出現(xiàn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)一詞。在此背景下,有關(guān)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的文獻(xiàn)在我國(guó)逐年增多。由此可看出,我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)研究具有自發(fā)性,它的提出時(shí)間早于國(guó)家倡導(dǎo)素質(zhì)教育的時(shí)間[5]。但是,從文獻(xiàn)數(shù)量上可以看出,在國(guó)家倡導(dǎo)素質(zhì)教育之后,較大程度促進(jìn)了數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究。因此,數(shù)學(xué)素養(yǎng)與素質(zhì)教育方針有著十分緊密的聯(lián)系。素質(zhì)教育提升了數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究,而素質(zhì)教育思想在數(shù)學(xué)學(xué)科中的落實(shí),也必須以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)為落腳點(diǎn)。

四、數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)素養(yǎng)分析

(一)數(shù)學(xué)素養(yǎng)稱謂的統(tǒng)一化

雖然數(shù)學(xué)素養(yǎng)一詞在我國(guó)出現(xiàn)要比數(shù)學(xué)素質(zhì)早,但是在當(dāng)時(shí)并未能引起大家的共鳴。后來(lái)在素質(zhì)教育提法的影響下,包含數(shù)學(xué)素質(zhì)的文獻(xiàn)才越來(lái)越多,并一度超過了數(shù)學(xué)素養(yǎng)。隨著研究的深入,學(xué)者們對(duì)素養(yǎng)和素質(zhì)本身的內(nèi)涵進(jìn)行了分析。認(rèn)為素質(zhì)是在先天遺傳的基礎(chǔ)上,經(jīng)過長(zhǎng)期的身心積淀形成最終的、頗為穩(wěn)定的個(gè)性特點(diǎn);而素養(yǎng)則主要是后天通過短時(shí)的培養(yǎng)和練習(xí)就能獲得的知識(shí)、技能、技巧等經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)。所以,從教育學(xué)角度分析,數(shù)學(xué)素養(yǎng)比數(shù)學(xué)素質(zhì)更具有后天教養(yǎng)效果的意味,更注重個(gè)體在數(shù)學(xué)活動(dòng)中的動(dòng)態(tài)生成過程和效果,與內(nèi)涵更為貼切。因此,近年來(lái),數(shù)學(xué)素養(yǎng)的稱謂已被人所熟知,而數(shù)學(xué)素質(zhì)的說(shuō)法則鮮有提起。例如,教育部的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中四次提到數(shù)學(xué)素養(yǎng),沒有提到數(shù)學(xué)素質(zhì);《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中有九處提到數(shù)學(xué)素養(yǎng),一處提到數(shù)學(xué)素質(zhì)[6]。

(二)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的生活說(shuō)逐漸得到認(rèn)可

相較于國(guó)內(nèi)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)探討,西方學(xué)者對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的闡述和研究較為清楚,不僅研究對(duì)象明確,而且具有一定的學(xué)理基礎(chǔ)。以PISA為代表的數(shù)學(xué)素養(yǎng)生活說(shuō),強(qiáng)調(diào)個(gè)體要在生活中有應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí),能認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)世界中所起的作用,能在具體生活中析取有價(jià)值的數(shù)學(xué)信息,能合理運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和工具,作出有根據(jù)的判斷,并能用在交流中合理使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言。這種論述是在個(gè)體終身學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)模型基礎(chǔ)上提出的,除了重視數(shù)學(xué)的生活性、情境性和過程性以外,還突出個(gè)體對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)和態(tài)度。這不僅體現(xiàn)了素養(yǎng)本身的內(nèi)涵和價(jià)值,也與教育的本質(zhì)特征相符合,因此得到越來(lái)越多學(xué)者的認(rèn)同[7]。

這種認(rèn)同感,不僅體現(xiàn)在有越來(lái)越多的學(xué)者將生活說(shuō)作為研究數(shù)學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)(如有學(xué)者將用PISA的數(shù)學(xué)素養(yǎng)定義和框架,對(duì)上海市初中畢業(yè)統(tǒng)一學(xué)業(yè)考試數(shù)學(xué)測(cè)試進(jìn)行研究),也體現(xiàn)在越來(lái)越多的文獻(xiàn)傳遞歐美數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究情況(例如,有學(xué)者介紹了PISA中的數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵,以及其在內(nèi)容、情境和過程這三個(gè)維度中所體現(xiàn)的思維和推理、論證、傳遞交流、建立模型、提出和解決問題、表述、使用語(yǔ)言并進(jìn)行操作、使用輔助工具八種數(shù)學(xué)能力;有學(xué)者基于PISA的研究框架,對(duì)中國(guó)和英國(guó)八年級(jí)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行測(cè)試與比較;有學(xué)者介紹了西方數(shù)學(xué)素養(yǎng)的主要構(gòu)成要素、評(píng)價(jià)和教學(xué)情況;筆者對(duì)主要?dú)W美國(guó)家的數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵進(jìn)行分析,認(rèn)為其從本質(zhì)上是一致的,都體現(xiàn)了數(shù)學(xué)對(duì)個(gè)體在社會(huì)中發(fā)展的影響)。由此可看出,以PISA為代表的數(shù)學(xué)素養(yǎng)生活說(shuō),已逐漸得到了國(guó)內(nèi)學(xué)者的認(rèn)可,學(xué)者們對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)正逐漸趨于統(tǒng)一[8]。

(三)數(shù)學(xué)建模

數(shù)學(xué)建模的過程是從實(shí)際情境中抽象出數(shù)學(xué)問題,并提出假設(shè)、建立模型、求解模型、討論驗(yàn)證,必要時(shí)修正模型,使之更切合實(shí)際。在此過程中,學(xué)生要圍繞實(shí)際問題查閱資料、收集信息、整理加工、分析論證、開展研究,從而改善學(xué)習(xí)方式,提高創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力??梢?,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個(gè)不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過程。與傳統(tǒng)的知識(shí)傳授教學(xué)相比,數(shù)學(xué)建模教學(xué)突出培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo),因此組織教學(xué)的方式方法也有所不同,其指導(dǎo)思想是以學(xué)生為中心,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以問題為主線,以微型探究、合作交流、分享成果為主流形式。

那么,高中的數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)如何進(jìn)行呢?首先是做好課程準(zhǔn)備。具體包括校本教材、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)設(shè)備等方面的準(zhǔn)備。其次是重視國(guó)家課程與校本課程的對(duì)接。比如,對(duì)于必修5模塊,結(jié)合“解三角形”中的實(shí)際測(cè)量問題,“不等式”中的最優(yōu)化問題以及“數(shù)列”中的教育儲(chǔ)蓄、分期付款、住房拆建、退耕還林等問題開展應(yīng)用題教學(xué);在此基礎(chǔ)上開設(shè)“數(shù)學(xué)建?!钡男1菊n程,提出更為復(fù)雜的實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生積極開展討論和合作,主動(dòng)探索解決的方法,從而使兩種課程相互照應(yīng)、互為補(bǔ)充,逐步走向深入[9]。再次是關(guān)注學(xué)習(xí)的多元評(píng)價(jià)。數(shù)學(xué)建模教學(xué)的關(guān)鍵是創(chuàng)設(shè)實(shí)際的問題情境,激發(fā)學(xué)生的探索欲望,培養(yǎng)學(xué)生自主、合作和探究的能力,提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.教學(xué)的價(jià)值強(qiáng)調(diào)的是分析、解決問題的全過程,而不是知識(shí)與結(jié)果本身,因此,不能把考試的分?jǐn)?shù)作為評(píng)價(jià)學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)把學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模的投入度、思考力和貢獻(xiàn)度等融進(jìn)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

(四)數(shù)據(jù)分析

在當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,人無(wú)論在工作還是生活中都受到大量數(shù)據(jù)信息的影響和沖擊。其實(shí),我們已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。因此,數(shù)據(jù)處理和分析能力便自然而然地成了當(dāng)代人的核心素養(yǎng)。數(shù)學(xué)課程改革順應(yīng)了時(shí)代變化的需求,首次把“數(shù)據(jù)分析”列為數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)之一,并且在高中的必修模塊3和選修模塊中都增設(shè)了數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容。對(duì)于必修模塊中的概率統(tǒng)計(jì)內(nèi)容,教材的安排是先統(tǒng)計(jì)后概率;編寫的方式是先從實(shí)際情況中提出問題,再進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、搜索和整理,在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋,并研究其特征,作出統(tǒng)計(jì)判斷或概率解釋。

例如,學(xué)習(xí)了有限樣本數(shù)據(jù)的平均值和方差,那么,如何計(jì)算湖泊深度的平均值和方差呢?這里就涉及布點(diǎn)數(shù)目、均勻程度、測(cè)量和統(tǒng)計(jì)等。同時(shí),由于采樣的差異,導(dǎo)致所得數(shù)據(jù)的不同,又如何作出分析、解釋呢?這樣就把有限與無(wú)限、精確與誤差、確定與隨機(jī)等思想滲透于整個(gè)問題的提出、分析、解決和解釋之中,對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)大有裨益。

可見,教材設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)在于統(tǒng)計(jì)和概率的思想內(nèi)核,而不是簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算。為了增強(qiáng)應(yīng)用性和時(shí)代感,在教學(xué)中我們可以利用信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等途徑收集數(shù)據(jù),讓學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光去關(guān)注、分析和解釋環(huán)保、人口、金融、軍事、體育等社會(huì)熱點(diǎn)問題,從而既提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力,又培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)信息素養(yǎng),同時(shí)激發(fā)學(xué)生的主人翁意識(shí)、數(shù)學(xué)應(yīng)用和創(chuàng)新意識(shí)。

五、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)論是為了解學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀,還是為了檢驗(yàn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)教育的效果,都有必要對(duì)如何測(cè)評(píng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行研究。在這個(gè)方面,PISA的測(cè)試題目和研究過程對(duì)我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)有著較大影響。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,英才教育的模式必然會(huì)過渡到大眾教育的模式,那時(shí),為考試而學(xué)習(xí)的現(xiàn)象將會(huì)得到改變,吸引學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的只能是數(shù)學(xué)的社會(huì)價(jià)值和數(shù)學(xué)本身的魅力,而這些都與發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)有關(guān)。分析我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)研究,了解我國(guó)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)發(fā)展軌跡,對(duì)更加務(wù)實(shí)地進(jìn)行下一步研究、更為有效地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)均具有重要的意義。

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