時(shí)間:2023-03-20 16:16:22
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顯性的數(shù)學(xué)教學(xué)文化濃郁厚重,比較直觀、直接,容易使學(xué)生振奮;隱性的數(shù)學(xué)教學(xué)文化淡雅,講究委婉、逐漸滲入,能夠起到潛移默化的作用。這兩種數(shù)學(xué)教學(xué)文化相輔相成,變換運(yùn)用則能使得數(shù)學(xué)教學(xué)文化有內(nèi)容、有內(nèi)涵,從而達(dá)到理想的效果。如在教學(xué)《勾股定理》一課時(shí),可以利用顯性文化,給學(xué)生講解勾股定理的發(fā)展歷史,讓學(xué)生從中品味其厚重而悠久的歷史傳承與發(fā)展:從中國(guó)周代商高的“勾廣三,股修四,徑隅五”到古希臘畢達(dá)哥拉斯的“勾股樹(shù)”;從三國(guó)時(shí)代趙爽的“勾股弦方圖”到西方歐幾里得的演繹推理;從清代的梅文鼎證明到美國(guó)總統(tǒng)加菲爾德的“構(gòu)造法”證明,讓學(xué)生在頭腦中形成一幅勾股定理發(fā)生、發(fā)展及不斷豐富的歷史文化圖景,使其深深感受到其中濃郁而厚重的數(shù)學(xué)文化氣息。又如在教學(xué)“一次函數(shù)圖形平移”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí),先重點(diǎn)教授學(xué)生以坐標(biāo)軸為參照系平移直線圖像,然后把原來(lái)的參照系移動(dòng),讓學(xué)生思考直線函數(shù)關(guān)系的變化。在動(dòng)與不動(dòng)的矛盾中,學(xué)生發(fā)現(xiàn):圖像向左(右)移相當(dāng)于y軸向右(左)平移,圖像向上(下)平移相當(dāng)于x軸向下(上)移,實(shí)際上它們的相對(duì)位置并沒(méi)有改變。這進(jìn)一步鞏固了學(xué)生對(duì)“運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性”的理解,加深了其對(duì)“辯證意識(shí)”“數(shù)形結(jié)合”等思想的認(rèn)知。這種認(rèn)識(shí)文化的培養(yǎng)是隱性的,潤(rùn)物無(wú)聲般浸潤(rùn)著學(xué)生的心靈。這樣循序漸進(jìn)、日積月累的持續(xù)滲透,對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的形成有著極為重要的作用。
二、培養(yǎng)通透的數(shù)學(xué)教學(xué)文化感悟,讓學(xué)生體驗(yàn)其美
數(shù)學(xué)是理性思維和想象的結(jié)合,其本身就是一種美的體現(xiàn),體現(xiàn)在對(duì)稱性、簡(jiǎn)潔性等諸多方面。如在研究三角形、函數(shù)時(shí),會(huì)更加關(guān)注等腰三角形、二次函數(shù)的軸對(duì)稱性,這體現(xiàn)了軸對(duì)稱的美;在研究四邊形時(shí),會(huì)更加關(guān)注平行四邊形的中心對(duì)稱性,這體現(xiàn)了中心對(duì)稱之美;對(duì)于最完美的圖形———圓來(lái)說(shuō),我們則更加關(guān)注垂徑定理……這種對(duì)稱之美讓學(xué)生感受到學(xué)數(shù)學(xué)不再是抽象的、枯燥的,而是一種美的享受和體驗(yàn)。數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美最直接地表現(xiàn)在數(shù)學(xué)符號(hào)上,它是全世界的通用語(yǔ)言,每個(gè)人都能從簡(jiǎn)單的表達(dá)式中讀出其確切的含義。比如一些常見(jiàn)的數(shù)學(xué)符號(hào)及公式定理:圓周率π,三角函數(shù)sin,三角形的面積公式S=12ah,勾股定理a2+b2=c2等。這些符號(hào)公式言簡(jiǎn)意賅,學(xué)生可以從簡(jiǎn)潔的符號(hào)語(yǔ)言中明白其中的道理,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔之美。數(shù)學(xué)之美包羅萬(wàn)象,不同的問(wèn)題從不同的角度體現(xiàn)出一定的數(shù)學(xué)之美。比如列方程解決問(wèn)題,要從復(fù)雜的問(wèn)題中抽象出一個(gè)簡(jiǎn)單的等式,這既有抽象之美,又有簡(jiǎn)潔之美,還有邏輯之美。教師應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生去體驗(yàn)和感受這些美。
三、孕育嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)教學(xué)文化精神,讓學(xué)生改革其新
數(shù)學(xué)教學(xué)文化具有理性思考、客觀認(rèn)知、不斷追求的精神,而這種精神的孕育就是在課堂上、在師生雙邊的教學(xué)活動(dòng)中。在教學(xué)《三角形的內(nèi)角和》一課時(shí),筆者先設(shè)計(jì)了“量一量”這個(gè)環(huán)節(jié):讓學(xué)生利用量角器測(cè)量一個(gè)三角形的三個(gè)內(nèi)角度數(shù)。通過(guò)測(cè)量學(xué)生發(fā)現(xiàn),三角形三個(gè)內(nèi)角之和大致在180°左右,這使得學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到三角形的內(nèi)角和可能是一個(gè)定值,但是還難以達(dá)成一致。筆者接著讓學(xué)生進(jìn)行“拼一拼”:將三角形的三個(gè)內(nèi)角按照順序拼在一起。學(xué)生經(jīng)過(guò)“拼一拼”就會(huì)發(fā)現(xiàn)三個(gè)內(nèi)角組成一個(gè)平角,這使得學(xué)生在活動(dòng)中鞏固了對(duì)“三角形內(nèi)角和為180°”的認(rèn)識(shí)。但這樣同樣具有局限性,于是,筆者順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理證明:過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)做對(duì)邊的平行線,利用內(nèi)錯(cuò)角互補(bǔ)的原理,將另外兩個(gè)內(nèi)角等量轉(zhuǎn)換出來(lái),使得三個(gè)內(nèi)角成為一個(gè)平角。“拼一拼”“量一量”的教學(xué)環(huán)節(jié)目的是讓學(xué)生初步感受到三角形的內(nèi)角和為180°,同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)此操作的局限性有一定的認(rèn)識(shí):操作的粗糙性,測(cè)量和拼圖總會(huì)存在一定的誤差,嚴(yán)密性不足;操作的特殊性,測(cè)量和拼出某一個(gè)三角形的內(nèi)角和180°這一結(jié)論難以推至其他三角形,普遍性不足。因此,適時(shí)恰當(dāng)?shù)耐评碜C明可以有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的改革創(chuàng)新的精神及思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,并使這些逐步內(nèi)化為學(xué)生的能力和習(xí)慣。
四、提高數(shù)學(xué)文化的素養(yǎng),使學(xué)生內(nèi)化于心
當(dāng)前,高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,仍把數(shù)學(xué)的形式化、邏輯性視為教學(xué)重點(diǎn),忽視對(duì)數(shù)學(xué)的人文價(jià)值方面的挖掘與運(yùn)用,數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)偏差,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
(一)教學(xué)目標(biāo)形式化,缺乏對(duì)數(shù)學(xué)文化的準(zhǔn)確定位
在實(shí)際教學(xué)中,教師只將數(shù)學(xué)知識(shí)作為目標(biāo),不能結(jié)合數(shù)學(xué)文化來(lái)設(shè)定教學(xué)目標(biāo),只關(guān)注課本上的數(shù)學(xué)知識(shí),特別是一些公式、定理的應(yīng)用,過(guò)于工具性,沒(méi)有把數(shù)學(xué)的知識(shí)與數(shù)學(xué)的人文相融合作為教育的首要目標(biāo),不能很好地了解和運(yùn)用數(shù)學(xué)的思想、方法、精神等人文價(jià)值,弱化了學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。
(二)教學(xué)方法落后,缺乏多樣化的教學(xué)方式
長(zhǎng)久以來(lái),課堂教學(xué)以教師為中心,教學(xué)沒(méi)有活力與生機(jī),無(wú)法兼顧到個(gè)別學(xué)生的需要,難以進(jìn)行師生互動(dòng),也不能讓學(xué)生進(jìn)行探究和合作學(xué)習(xí),使學(xué)生的探究精神、合作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力受到捆綁,難以發(fā)揮其主動(dòng)性。數(shù)學(xué)文化得不到全面體現(xiàn),很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。
(三)教學(xué)評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單化,缺乏對(duì)數(shù)學(xué)文化的考量
教學(xué)評(píng)價(jià)能夠根據(jù)教學(xué)行為形成量化的考評(píng)結(jié)果,從而給出相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)不太重視具體學(xué)習(xí)過(guò)程,不能反映學(xué)生的心理過(guò)程和變化,更無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的人文素養(yǎng)的提高。而現(xiàn)實(shí)數(shù)學(xué)教學(xué)中,很多教師仍然沿用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)方式,不能從數(shù)學(xué)文化方面入手,不能凸顯數(shù)學(xué)的人文價(jià)值。
二、數(shù)學(xué)文化與高中數(shù)學(xué)教學(xué)結(jié)合在一起的方法
數(shù)學(xué)教育必須以提高學(xué)生能力為目標(biāo):第一,是理解能力;第二,是學(xué)習(xí)能力;第三,是判斷能力;第四,是解決問(wèn)題能力;第五,是創(chuàng)造能力。具體內(nèi)容包括:
(一)做好文化取向是奠定數(shù)學(xué)文化的重要基礎(chǔ)
站在文化取向的角度來(lái)看,數(shù)學(xué)教學(xué)的主要目的是利用數(shù)學(xué)文化完成對(duì)學(xué)生知識(shí)的提升,所以,將數(shù)學(xué)文化與教學(xué)結(jié)合在一起,不僅是考慮到教學(xué)安排,同時(shí)還考慮到整體目標(biāo)計(jì)劃。對(duì)于數(shù)學(xué)文化教學(xué)主要圍繞以下幾個(gè)方面開(kāi)展:第一,是數(shù)學(xué)意識(shí);第二,是數(shù)學(xué)思想;第三,是數(shù)學(xué)精神;第四,是數(shù)學(xué)品質(zhì)。
(二)以教育理念為指導(dǎo),構(gòu)建新型的高中教學(xué)思想
過(guò)去一段時(shí)間里,大部分教學(xué)都將教學(xué)重點(diǎn)放在了知識(shí)的學(xué)習(xí),而忽略了教學(xué)的邏輯性和思維性。將數(shù)學(xué)文化與實(shí)際教學(xué)內(nèi)容結(jié)合一起,與實(shí)際生活融合在一起,使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。學(xué)習(xí)的過(guò)程中,正確引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法,鼓勵(lì)學(xué)生積極參加不同形式的教學(xué)活動(dòng),在活動(dòng)中歷練,不僅掌握知識(shí),還學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)合作。
(三)以學(xué)生的需求為指導(dǎo)構(gòu)建多元化的教學(xué)體系
在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,數(shù)學(xué)教育是以多元的姿態(tài)出現(xiàn)的,因此,對(duì)于數(shù)學(xué)文化學(xué)習(xí)來(lái)講,不僅要培養(yǎng)內(nèi)涵,同時(shí)還要注意培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法。在高中數(shù)學(xué)教材中,數(shù)學(xué)文化的定義學(xué)生是不能直觀看到的,它是在不斷學(xué)習(xí)中體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于數(shù)學(xué)文化來(lái)講,它不僅是內(nèi)容豐富多樣,同時(shí)學(xué)習(xí)方法也是渠道甚廣,既包括了一些隱性的理論教學(xué),同時(shí)也可以將整個(gè)學(xué)習(xí)態(tài)度直接展現(xiàn)出來(lái),尤其是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣來(lái)講,更能體現(xiàn)出其潛在的意義。在教學(xué)過(guò)程中將數(shù)學(xué)文化融入進(jìn)去,通過(guò)教師生動(dòng),簡(jiǎn)潔的文字?jǐn)⑹觯粌H能夠使學(xué)生將注意力轉(zhuǎn)移到學(xué)習(xí)上來(lái),同時(shí)也可以提升其它知識(shí)學(xué)習(xí),不僅提升了學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī),同時(shí)也促進(jìn)了他們對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)知度和興趣度。
(四)實(shí)現(xiàn)文化教學(xué),提高高中數(shù)學(xué)的影響力
“數(shù)學(xué)文化”作為文化的一個(gè)重要組成成分。它的內(nèi)涵豐富多彩,所以應(yīng)采取更多、更靈活的教學(xué)方式,教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和個(gè)人的教學(xué)風(fēng)格進(jìn)行選擇,要注意教學(xué)的深入淺出,盡可能對(duì)有關(guān)內(nèi)容作形象化的處理。強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)非形式化的一面,弘揚(yáng)數(shù)學(xué)的人文精神,除了知識(shí)的學(xué)習(xí)外,更應(yīng)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的思維方式、理性精神及數(shù)學(xué)在實(shí)際生活的應(yīng)用。將課堂教學(xué)與課外指導(dǎo)相結(jié)合,讓學(xué)生到生活中去尋找所需的素材和資料,以此有效的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力,促進(jìn)其情感、態(tài)度、價(jià)值觀的發(fā)展。
(五)構(gòu)建先進(jìn)的教學(xué)評(píng)價(jià)體制
馬克思曾明確指出:“一門科學(xué)只有當(dāng)它達(dá)到了能夠成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí),才算真正發(fā)展了。”這是對(duì)數(shù)學(xué)作用的深刻理解,也是對(duì)科學(xué)化趨勢(shì)的深刻預(yù)見(jiàn)。事實(shí)上,數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,連一些過(guò)去認(rèn)為與數(shù)學(xué)無(wú)緣的學(xué)科,如考古學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、心理學(xué)等現(xiàn)在也都成為數(shù)學(xué)能夠大顯身手的領(lǐng)域。數(shù)學(xué)方法也在深刻地影響著歷史學(xué)研究,能幫助歷史學(xué)家做出更可靠、更令人信服的結(jié)論。這些情況使人們認(rèn)為,人類智力活動(dòng)中未受到數(shù)學(xué)的影響而大為改觀的領(lǐng)域已寥寥無(wú)幾了。
二、數(shù)學(xué):科學(xué)的語(yǔ)言有不少自然科學(xué)家、特別是理論物理學(xué)家都曾明確地強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)的語(yǔ)言功能。例如,著名物理學(xué)家玻爾(N.H.D.Bohr)就曾指出:“數(shù)學(xué)不應(yīng)該被看成是以經(jīng)驗(yàn)的積累為基礎(chǔ)的一種特殊的知識(shí)分支,而應(yīng)該被看成是普通語(yǔ)言的一種精確化,這種精確化給普通語(yǔ)言補(bǔ)充了適當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)表示一些關(guān)系,對(duì)這些關(guān)系來(lái)說(shuō)普通字句是不精確的或過(guò)于糾纏的。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),量子力學(xué)和量子電動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)形式系統(tǒng),只不過(guò)給推導(dǎo)關(guān)于觀測(cè)的預(yù)期結(jié)果提供了計(jì)算法則?!保ㄗⅲ骸对游锢韺W(xué)和人類知識(shí)論文續(xù)編》,商務(wù)印書(shū)館1978年版。)狄拉克(P.A.M.Dirac)也曾寫(xiě)道:“數(shù)學(xué)是特別適合于處理任何種類的抽象概念的工具,在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi),它的力量是沒(méi)有限制的。正因?yàn)檫@個(gè)緣故,關(guān)于新物理學(xué)的書(shū)如果不是純粹描述實(shí)驗(yàn)工作的,就必須基本上是數(shù)學(xué)性的。”(注:狄拉克《量子力學(xué)原理》,科學(xué)出版社1979年版。)另外,愛(ài)因斯坦(A.Einstein)則更通過(guò)與藝術(shù)語(yǔ)言的比較專門論述了數(shù)學(xué)的語(yǔ)言性質(zhì),他寫(xiě)道:“人們總想以最適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)畫(huà)出一幅簡(jiǎn)化的和易領(lǐng)悟的世界圖像;于是他就試圖用他的這種世界體系來(lái)代替經(jīng)驗(yàn)的世界,并來(lái)征服它。這就是畫(huà)家、詩(shī)人、思辨哲學(xué)家和自然科學(xué)家所做的,他們都按照自己的方式去做?!碚撐锢韺W(xué)家的世界圖象在所有這些可能的圖象中占有什么地位呢?它在描述各種關(guān)系時(shí)要求盡可能達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格精確性,這樣的標(biāo)準(zhǔn)只有用數(shù)學(xué)語(yǔ)言才能做到?!保ㄗⅲ骸稅?ài)因斯坦文集》第1卷,商務(wù)印書(shū)館1976年版。)
一般地說(shuō),就像對(duì)客觀世界量的規(guī)律性的認(rèn)識(shí)一樣,人們對(duì)于其他各種自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)也并非是一種直接的、簡(jiǎn)單的反映,而是包括了一個(gè)在思想中“重新構(gòu)造”相應(yīng)研究對(duì)象的過(guò)程,以及由內(nèi)在的思維構(gòu)造向外部的“獨(dú)立存在”的轉(zhuǎn)化(在愛(ài)因斯坦看來(lái),“構(gòu)造性”和“思辨性”正是科學(xué)思想的本質(zhì)的思想);就現(xiàn)代的理論研究而言,這種相對(duì)獨(dú)立的“研究對(duì)象”的構(gòu)造則又往往是借助于數(shù)學(xué)語(yǔ)言得以完成的(數(shù)學(xué)與一般自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)活動(dòng)的區(qū)別之一就在于:數(shù)學(xué)對(duì)象是一種“邏輯結(jié)構(gòu)”,一般的“科學(xué)對(duì)象”則可以說(shuō)是一種“數(shù)學(xué)建構(gòu)”),顯然,這也就更為清楚地表明了數(shù)學(xué)的語(yǔ)言性質(zhì)。
數(shù)學(xué)作為一種科學(xué)語(yǔ)言,還表現(xiàn)在它能以其特有的語(yǔ)言(概念、公式、法則、定理、方程、模型、理論等)對(duì)科學(xué)真理進(jìn)行精確和簡(jiǎn)潔的表述。如著名物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家麥克斯韋(J.C.Maxwell)的麥克斯韋方程組,預(yù)見(jiàn)了電磁波的存在,推斷出電磁波速度等于光速,并斷言光就是一種電磁波。這樣,麥克斯韋創(chuàng)立了系統(tǒng)的電磁理論,把光、電、磁統(tǒng)一起來(lái),實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)上重大的理論結(jié)合和飛躍。還有黎曼(Riemann)幾何和不變量理論為愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論提供了絕妙的描述工具。而邊界值數(shù)學(xué)理論使本世紀(jì)二三十年代的遠(yuǎn)距離原子示波器的制成變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。矩陣?yán)碚摓楸臼兰o(jì)20年代海森堡(W.K.Heisenberg)和狄拉克引起的物理學(xué)革命奠定了基礎(chǔ)。
隨著社會(huì)的數(shù)學(xué)化程度日益提高,數(shù)學(xué)語(yǔ)言已成為人類社會(huì)中交流和貯存信息的重要手段。如果說(shuō),從前在人們的社會(huì)生活中,在商業(yè)交往中,運(yùn)用初等數(shù)學(xué)就夠了,而高等數(shù)學(xué)一般被認(rèn)為是科學(xué)研究人員所使用的一種高深的科學(xué)語(yǔ)言,那么在今天的社會(huì)生活中,只懂得初等數(shù)學(xué)就會(huì)感到遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用了。事實(shí)上,高等數(shù)學(xué)(如微積分、線性代數(shù))的一些概念、語(yǔ)言正在越來(lái)越多地滲透到現(xiàn)代社會(huì)生活各個(gè)方面的各種信息系統(tǒng)中,而現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一些新的概念(如算子、泛函、拓?fù)?、張量、流形等)則開(kāi)始大量涌現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)中,日漸發(fā)展成為現(xiàn)代的科學(xué)語(yǔ)言。
三、數(shù)學(xué):思維的工具數(shù)學(xué)是任何人分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想工具。這是因?yàn)椋菏紫?,?shù)學(xué)具有運(yùn)用抽象思維去把握實(shí)在的能力。數(shù)學(xué)概念是以極度抽象的形式出現(xiàn)的。在現(xiàn)代數(shù)學(xué)中,集合、結(jié)構(gòu)等概念,作為數(shù)學(xué)的研究對(duì)象,它們本身確是一種思想的創(chuàng)造物。與此同時(shí),數(shù)學(xué)的研究方法也是抽象的,這就是說(shuō)數(shù)學(xué)命題的真理性不能建立在經(jīng)驗(yàn)之上,而必須依賴于演繹證明。數(shù)學(xué)家像是生活在一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)王國(guó)中,然而他們?cè)跀?shù)學(xué)王國(guó)的種種發(fā)現(xiàn),即數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和各種結(jié)構(gòu)之間的規(guī)律性的東西,最終還是現(xiàn)實(shí)的摹寫(xiě)。而數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的研究,其關(guān)鍵還在于能建立一個(gè)較好的數(shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程,是一個(gè)科學(xué)抽象的過(guò)程,即善于把問(wèn)題中的次要因素、次要關(guān)系、次要過(guò)程先撇在一邊,抽出主要因素、主要關(guān)系、主要過(guò)程,經(jīng)過(guò)一個(gè)合理的簡(jiǎn)化步驟,找出所要研究的問(wèn)題與某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,使這個(gè)實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題。在一個(gè)較好的數(shù)學(xué)模型上展開(kāi)數(shù)學(xué)的推導(dǎo)和計(jì)算,以形成對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、判斷和預(yù)測(cè)。這就是運(yùn)用抽象思維去把握現(xiàn)實(shí)的力量所在。
其次,數(shù)學(xué)賦予科學(xué)知識(shí)以邏輯的嚴(yán)密性和結(jié)論的可靠性,是使認(rèn)識(shí)從感性階段發(fā)展到理性階段,并使理性認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化的重要手段。在數(shù)學(xué)中,每一個(gè)公式、定理都要嚴(yán)格地從邏輯上加以證明以后才能夠確立。數(shù)學(xué)的推理步驟嚴(yán)格地遵守形式邏輯法則,以保證從前提到結(jié)論的推導(dǎo)過(guò)程中,每一個(gè)步驟都在邏輯上準(zhǔn)確無(wú)誤。所以運(yùn)用數(shù)學(xué)方法從已知的關(guān)系推求未知的關(guān)系時(shí),所得結(jié)論有邏輯上的確定性和可靠性。數(shù)學(xué)的邏輯嚴(yán)密性還表現(xiàn)在它的公理化方法上。以理性認(rèn)識(shí)的初級(jí)水平發(fā)展到更高級(jí)的水平,表現(xiàn)在一個(gè)理論系統(tǒng)還需要發(fā)展到抽象程度更高的公理化系統(tǒng),通過(guò)數(shù)學(xué)公理化方法,找出最基本的概念、命題,作為邏輯的出發(fā)點(diǎn),運(yùn)用演繹理論論證各種派生的命題。牛頓所建立的力學(xué)系統(tǒng)則可看成自然科學(xué)中成功應(yīng)用公理化方法的典型例子。
第三,數(shù)學(xué)也是辯證的輔助工具和表現(xiàn)方式。這是恩格斯(F.Engels)對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)功能的一個(gè)重要論斷。在數(shù)學(xué)中充滿著辯證法,而且有自己特殊的表現(xiàn)方式,即用特殊的符號(hào)語(yǔ)言,簡(jiǎn)明的數(shù)學(xué)公式,明確地表達(dá)出各種辯證的關(guān)系和轉(zhuǎn)化。如牛頓
(I.Newton)—萊布尼茲(G.W.Leibniz)公式描述了微分和積分兩種運(yùn)算之間的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化,概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)了事物的必然性與偶然性的內(nèi)在關(guān)系等等(注:孫小禮《數(shù)學(xué):人類文化的重要力量》,《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),1993年第1期。)。最后,值得指出的是,數(shù)學(xué)還是思維的體操。這種思維操練,確實(shí)能夠增強(qiáng)思維本領(lǐng),提高科學(xué)抽象能力、邏輯推理能力和辯證思維能力。
四、數(shù)學(xué):一種思想方法數(shù)學(xué)是研究量的科學(xué)。它研究客觀對(duì)象量的變化、關(guān)系等,并在提煉量的規(guī)律性的基礎(chǔ)上形成各種有關(guān)量的推導(dǎo)和演算的方法。數(shù)學(xué)的思想方法體現(xiàn)著它作為一般方法論的特征和性質(zhì),是物質(zhì)世界質(zhì)與量的統(tǒng)一、內(nèi)容與形式的統(tǒng)一的最有效的表現(xiàn)方式。這些表現(xiàn)方式主要有:提供數(shù)量分析和計(jì)算工具;提供推理工具;建立數(shù)學(xué)模型。
任何一種數(shù)學(xué)方法的具體運(yùn)用,首先必須將研究對(duì)象數(shù)量化,進(jìn)行數(shù)量分析、測(cè)量和計(jì)算。同志曾指出:“對(duì)情況和問(wèn)題一定要注意到它們的數(shù)量方面,要有基本的數(shù)量的分析。任何質(zhì)量都表現(xiàn)為一定的數(shù)量,沒(méi)有數(shù)量也就沒(méi)有質(zhì)量?!保ㄗⅲ骸哆x集》第4卷第1443頁(yè),人民出版社1990年版。)例如太陽(yáng)系第行星——海王星的發(fā)現(xiàn),就是由亞當(dāng)斯(J.C.Adams)和勒維烈(U.J.Leverrier)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律,通過(guò)復(fù)雜的數(shù)量分析和計(jì)算,在尚未觀察到海王星的情況下推理并預(yù)見(jiàn)其存在的。
數(shù)學(xué)作為推理工具的作用是巨大的。特別是對(duì)由于技術(shù)條件限制暫時(shí)難以觀測(cè)的感性經(jīng)驗(yàn)以外的客觀世界,推理更有其獨(dú)到的功效,例如正電子的預(yù)言,就是由英國(guó)理論物理學(xué)家狄拉克根據(jù)邏輯推理而得出的。后來(lái)由宇宙射線觀測(cè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一論斷。
值得指出的是,數(shù)學(xué)模型方法作為對(duì)某種事物或現(xiàn)象中所包含的數(shù)量關(guān)系和空間形式所進(jìn)行的數(shù)學(xué)概括、描述和抽象的基本方法,已經(jīng)成為應(yīng)用數(shù)學(xué)最本質(zhì)的思想方法之一。模型這一概念在數(shù)學(xué)上已變得如此重要,以致于許多數(shù)學(xué)家都把數(shù)學(xué)看成是“關(guān)于模型的科學(xué)”。懷特海(A.N.Whitehead)認(rèn)為:“模式具有重要性的看法和文明一樣古老……社會(huì)組織的結(jié)合力也依賴于行為模式的保持;文明的進(jìn)步也僥幸地依賴于這些行為模式的變更?!保ㄗⅲ毫窒乃骶帯稊?shù)學(xué)哲學(xué)譯文集》第350頁(yè),知識(shí)出版社1986年版。)并進(jìn)一步指出:“數(shù)學(xué)對(duì)于理解模式和分析模式之間的關(guān)系,是最強(qiáng)有力的技術(shù)?!保ㄗⅲ毫窒乃骶帯稊?shù)學(xué)哲學(xué)譯文集》第350頁(yè),知識(shí)出版社1986年版。)物理學(xué)家博爾茨曼(L.E.Boltzmann)認(rèn)為:“模型,無(wú)論是物理的還是數(shù)學(xué)的,無(wú)論是幾何的還是統(tǒng)計(jì)的,已經(jīng)成為科學(xué)以思維能力理解客體和用語(yǔ)言描述客體的工具?!边@一觀點(diǎn)目前不僅流行于自然科學(xué)界,還遍布于社會(huì)科學(xué)界。為自然界和人類社會(huì)的各種現(xiàn)象或事物建立模型,是把握并預(yù)測(cè)自然界與人類社會(huì)變化與發(fā)展規(guī)律的必然趨勢(shì)。在歐洲,在人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中稱為結(jié)構(gòu)主義的運(yùn)動(dòng),雄辯地論證了所有各種范圍的人類行為與意識(shí)都有形式的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。在美國(guó),社會(huì)科學(xué)自夸有更堅(jiān)實(shí)、定量的東西,這通常也是用數(shù)學(xué)模型來(lái)表示的。從模型的觀點(diǎn)看,數(shù)學(xué)已經(jīng)突破了量的確定性這一較狹義的范疇而獲得了更廣泛的意義。既然數(shù)學(xué)的研究對(duì)象已經(jīng)不再局限于“量”而擴(kuò)展為更廣義的“模型”,那么,數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)也在發(fā)生嬗變。數(shù)學(xué)正成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的、變化的、泛化了的概念體系,其涵蓋的科學(xué)對(duì)象也必然隨之增加。數(shù)學(xué)在社會(huì)科學(xué)中的模型建構(gòu)大都以結(jié)構(gòu)分析為目標(biāo),即在高度簡(jiǎn)化與理想化的框架中去理解社會(huì)行為機(jī)制。在某些框架下,利用科學(xué)去預(yù)測(cè)與控制一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)的一切變量的更高層次的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)學(xué)的模型方法把數(shù)學(xué)的思想方法功能轉(zhuǎn)化成科學(xué)研究的實(shí)際力量。數(shù)學(xué)中有一個(gè)分支叫應(yīng)用數(shù)學(xué),主要就是研究如何從實(shí)際問(wèn)題中提煉數(shù)學(xué)模型。這是一個(gè)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行具體分析、科學(xué)抽象和做出判斷與預(yù)見(jiàn)的過(guò)程。如對(duì)客觀事物的必然現(xiàn)象,人們用確定性模型去描述,而對(duì)或然現(xiàn)象,人們建立了隨機(jī)性模型。模糊數(shù)學(xué)被用于刻畫(huà)弗晰現(xiàn)象。而各種突變現(xiàn)象,如地震、洪災(zāi)等,則可以由突變理論給出數(shù)學(xué)模型。
五、數(shù)學(xué):理性的藝術(shù)通常人們認(rèn)為,藝術(shù)與數(shù)學(xué)是人類所創(chuàng)造的風(fēng)格與本質(zhì)都迥然不同的兩類文化產(chǎn)品。兩者一個(gè)處于高度理性化的巔峰,另一個(gè)居于情感世界的中心;一個(gè)是科學(xué)(自然科學(xué))的典范,另一個(gè)是美學(xué)構(gòu)筑的杰作。然而,在種種表面無(wú)關(guān)甚至完全不同的現(xiàn)象背后,隱匿著藝術(shù)與數(shù)學(xué)極其豐富的普遍意義。
數(shù)學(xué)與藝術(shù)確實(shí)有許多相通和共同之處,例如數(shù)學(xué)和藝術(shù),特別是音樂(lè)中的五線譜,繪畫(huà)中的線條結(jié)構(gòu)等,都是用抽象的符號(hào)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)內(nèi)容。難怪有人說(shuō),數(shù)學(xué)是理性的音樂(lè),音樂(lè)是感性的數(shù)學(xué)。事實(shí)上,由于數(shù)學(xué)(特別是現(xiàn)代數(shù)學(xué))的研究對(duì)象在很大程度上可以被看成“思維的自由想象和創(chuàng)造”,因此,美學(xué)的因素在數(shù)學(xué)的研究中占有特別重要的地位,以致在一定程度上數(shù)學(xué)可被看成一種藝術(shù)。對(duì)此,我們還可做出如下進(jìn)一步的分析。
藝術(shù)與數(shù)學(xué)都是描繪世界圖式的有力工具。藝術(shù)與數(shù)學(xué)作為人類文明發(fā)展的產(chǎn)物,是人類認(rèn)識(shí)世界的一種有力手段。在藝術(shù)創(chuàng)造與數(shù)學(xué)創(chuàng)造中凝聚著人類美好的理想和實(shí)現(xiàn)這種理想的孜孜追求。盡管藝術(shù)家與數(shù)學(xué)家使用著不同的工具,有著不同的方式,但他們工作的基本的目的都是為了描繪一幅盡可能簡(jiǎn)化的“世界圖式”。藝術(shù)實(shí)踐與數(shù)學(xué)活動(dòng)的動(dòng)機(jī)、過(guò)程、方法與結(jié)果,都是在其自身價(jià)值的弘揚(yáng)中,不斷地實(shí)現(xiàn)著對(duì)世界圖式的有力刻畫(huà)。這種價(jià)值就是在充分、完全地理解現(xiàn)實(shí)世界的基礎(chǔ)上,審美地掌握世界。
藝術(shù)與數(shù)學(xué)都是通用的理想化的世界語(yǔ)言。藝術(shù)與數(shù)學(xué)在描繪世界圖式的過(guò)程中,還同時(shí)發(fā)展并完善著自身的表現(xiàn)形式,這種表現(xiàn)形式最基本的載體便是藝術(shù)與數(shù)學(xué)各自獨(dú)特的語(yǔ)言體系。其共同特征有:(1)跨文化性。藝術(shù)與數(shù)學(xué)所表達(dá)的是一種帶有普遍意義的人類共同的心聲,因而它們可以超越時(shí)間和地域界限,實(shí)現(xiàn)不同文化群體之間的廣泛傳播和交流。(2)整體性。藝術(shù)語(yǔ)言的整體性來(lái)自于其藝術(shù)表現(xiàn)的普遍性和廣泛性;數(shù)學(xué)語(yǔ)言的整體性來(lái)自于數(shù)學(xué)統(tǒng)一的符號(hào)體系、各個(gè)分支之間的有力聯(lián)系、共同的邏輯規(guī)則和約定俗成的闡述方式。(3)簡(jiǎn)約性。它首先表現(xiàn)為很高的抽象程度,其次是凝凍與濃縮。(4)象征性。藝術(shù)與數(shù)學(xué)語(yǔ)言各自的象征性可以誘發(fā)某種強(qiáng)烈的情感體驗(yàn),喚起某種美的感受,而意義則在于把注意力引向思維,升遷為理念,成為表現(xiàn)人類內(nèi)心意圖的方式。(5)形式化。在藝術(shù)與數(shù)學(xué)各自進(jìn)行的代碼與信息的意義交換中,其共同的特征就是達(dá)到了實(shí)體與形式的分隔。這樣提煉出來(lái)的形式可以進(jìn)行形式化處理。
藝術(shù)與數(shù)學(xué)具有普適的精神價(jià)值。有人把精神價(jià)值劃分為知識(shí)價(jià)值、道德價(jià)值和審美價(jià)值三種。藝術(shù)與數(shù)學(xué)同時(shí)具備這三種價(jià)值,這一事實(shí)賦予了藝術(shù)與數(shù)學(xué)精神價(jià)值以普適性。概括起來(lái),其共同的特點(diǎn)有:(1)自律性。數(shù)學(xué)價(jià)值的自律性是與數(shù)學(xué)價(jià)值的客觀性相聯(lián)系的;藝術(shù)的價(jià)值也是不能由民主選舉和個(gè)人好惡來(lái)衡量的。藝術(shù)與數(shù)學(xué)的價(jià)值基本上是在自身框架內(nèi)被鑒別、鑒賞和評(píng)價(jià)的。(2)超越性。它們可以超越時(shí)空,顯示出永恒。在藝術(shù)與數(shù)學(xué)的價(jià)值超越過(guò)程中,現(xiàn)實(shí)被擴(kuò)張、被延伸。人被重新塑造,賦予理想。藝術(shù)與數(shù)學(xué)的超越性還表現(xiàn)為超前的價(jià)值。(3)非功利性。藝術(shù)與數(shù)學(xué)的非功利性是其價(jià)值判斷有別于其他種類文化與科學(xué)的顯著特征之一。(4)多樣化、物化與泛化。在現(xiàn)代技術(shù)與商業(yè)化的沖擊下,藝術(shù)與數(shù)學(xué)的價(jià)值也開(kāi)始發(fā)生嬗變,出現(xiàn)了各自價(jià)值在許多領(lǐng)域內(nèi)的散射、滲透、應(yīng)用、交叉等現(xiàn)象。
在人類思維的全譜系中,藝術(shù)思維和數(shù)學(xué)思維的主要特征決定了其主導(dǎo)思維各居于譜系的兩端。但兩種思維又有很多交叉、重疊和復(fù)合。特別是真正的藝術(shù)品和數(shù)學(xué)創(chuàng)造,一般都不是某種單一思維形式的產(chǎn)物,而是多種思維形式綜合作用的結(jié)果。人類思維之翼在藝術(shù)思維與數(shù)學(xué)思維形成的巨大張力之間展開(kāi)了無(wú)窮的翱翔,并在人類思維的自然延拓和形式構(gòu)造中被編織得渾然一體,呈現(xiàn)出整體多樣性的統(tǒng)一。人類思維譜系不是線性的,而是主體的、網(wǎng)絡(luò)式的、多層多維的復(fù)合體。當(dāng)我們想要探索人類思維的奧秘時(shí),藝術(shù)思維與數(shù)學(xué)思維能夠提供最典型的范本。其中能夠找到包括人類原始思維直至人工智能這樣高級(jí)思維在內(nèi)的全部思維素材(注:黃秦安《論藝術(shù)與數(shù)學(xué)的普遍意義及基本關(guān)系》,《陜西師大學(xué)報(bào)》(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),1994年第
2期。)。
六、數(shù)學(xué):充滿理性精神數(shù)學(xué)猶如一棵正在成長(zhǎng)著的大樹(shù),它是不斷發(fā)展和豐富著的理論知識(shí)體系。數(shù)學(xué)充滿著理性精神,它不斷為人們提供新概念、新方法。有的數(shù)學(xué)家說(shuō):“數(shù)學(xué)在人類歷史中的地位絕不亞于語(yǔ)言、藝術(shù)和宗教,今天數(shù)學(xué)正對(duì)科學(xué)和社會(huì)產(chǎn)生著翻天覆地的影響?!保ㄗⅲ骸裁馈矻.A.斯蒂恩主編《今日數(shù)學(xué)》第26頁(yè),上??萍汲霭嫔?982年版。)
數(shù)學(xué)對(duì)于人類理性精神發(fā)展有著特殊的意義,這也清楚地說(shuō)明數(shù)學(xué)作為整個(gè)人類文化的一個(gè)有機(jī)組成成分的重要性。正如克萊因(M.Kline)指出的:“在最廣泛的意義上說(shuō),數(shù)學(xué)是一種精神,一種理性的精神。正是這種精神,試圖決定性地影響人類的物質(zhì)、道德和社會(huì)生產(chǎn);試圖回答有關(guān)人類自身存在提出的問(wèn)題;努力去理解和控制自然;盡力去探求和確立已經(jīng)獲得知識(shí)的最深刻的和最完美的內(nèi)涵。”(注:M.Kline.MathematicsinWesternCulture.PenguinBooks,1953.Preface,121~132.)
想要在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中很好地滲透數(shù)學(xué)文化,重要的一點(diǎn)就是小學(xué)數(shù)學(xué)教師需要具備良好的文化素養(yǎng)。首先,小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該以端正的態(tài)度對(duì)待數(shù)學(xué)文化,對(duì)教材進(jìn)行深入鉆研,要認(rèn)識(shí)到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該緊貼實(shí)際生活,著重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和動(dòng)手操作能力。其次,小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該不斷充實(shí)自身的數(shù)學(xué)文化知識(shí)儲(chǔ)備,在有條件的情況下閱讀中外數(shù)學(xué)名著,為將數(shù)學(xué)文化滲入小學(xué)數(shù)學(xué)教材打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)在對(duì)數(shù)學(xué)文化的理解方面要從數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)應(yīng)用價(jià)值、數(shù)學(xué)教學(xué)目的進(jìn)行一個(gè)全面的了解,才能夠保證在滲透數(shù)學(xué)文化的過(guò)程中保持其中心思想不變。最后,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行自我提升的同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)自身教案研究設(shè)計(jì)的能力。如湖北某小學(xué)數(shù)學(xué)教師為了提高小學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,利用在小學(xué)數(shù)學(xué)教浦祝志在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化的措施研究學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化為中心主線,平時(shí)利用課余時(shí)間閱覽了多部數(shù)學(xué)名著,比如《數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)》《愛(ài)麗絲漫游數(shù)學(xué)奇境》等,在此基礎(chǔ)上大大提升了自我的數(shù)學(xué)文化認(rèn)識(shí)。
二、充分將數(shù)學(xué)文化和小學(xué)數(shù)學(xué)教材有機(jī)結(jié)合
在小學(xué)數(shù)學(xué)課本中,為了能夠讓小學(xué)生提高對(duì)數(shù)學(xué)的興趣,其中往往會(huì)增設(shè)部分與數(shù)學(xué)有關(guān)的趣聞等內(nèi)容。小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用一個(gè)奇妙的故事首先吸引學(xué)生的好奇心,再一步步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入數(shù)學(xué)世界,在知識(shí)的海洋中探索知識(shí)。這不僅提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,還鍛煉了學(xué)生的思維能力。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含著許多的數(shù)學(xué)歷史,以數(shù)學(xué)歷史為主線可以讓學(xué)生零散的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,歸納、類比等都是較為常見(jiàn)的數(shù)學(xué)方法。教師在進(jìn)行課前備課時(shí),要充分理解教材編纂的用意,要運(yùn)用最恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法培養(yǎng)小學(xué)生良好的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)。例如,在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材中《認(rèn)識(shí)萬(wàn)以內(nèi)的數(shù)》中就增設(shè)了算盤的相關(guān)內(nèi)容,介紹了算盤是我國(guó)古代勞動(dòng)人民發(fā)明的一種計(jì)算工具,在2600多年以前我國(guó)人民就利用算盤進(jìn)行記數(shù)和計(jì)算,并且陸續(xù)傳入日本、朝鮮等國(guó)家,這不僅加深了小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文化的認(rèn)識(shí),還潛在地提升了小學(xué)生的民族自豪感。又如,教師在講《數(shù)一數(shù)》過(guò)程中,可以利用圖片來(lái)激發(fā)小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師拿出一張動(dòng)物園的圖片,讓學(xué)生進(jìn)行歸納,圖片中有多少種小動(dòng)物,都有哪些種類的小動(dòng)物,讓小學(xué)生發(fā)言,在發(fā)言的過(guò)程中對(duì)回答得又快又準(zhǔn)確的小朋友進(jìn)行及時(shí)的表?yè)P(yáng)。在結(jié)束課堂教學(xué)進(jìn)行總結(jié)時(shí),教師告訴學(xué)生在進(jìn)行數(shù)數(shù)時(shí),可以從左往右數(shù),也可以從右往左、從上到下或從下到上數(shù),這樣在數(shù)數(shù)的過(guò)程中就不會(huì)有遺漏了。整個(gè)課堂小學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)了各種小動(dòng)物,還初步培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的意識(shí)。
三、利用豐富的教學(xué)活動(dòng)展現(xiàn)數(shù)學(xué)文化
對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),增設(shè)豐富的教學(xué)活動(dòng)能夠較好地調(diào)動(dòng)他們的課堂積極性,提高他們對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。教師通過(guò)了解小學(xué)生的興趣愛(ài)好,發(fā)現(xiàn)小學(xué)生的興趣導(dǎo)向,可以有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),從而順利進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)。各種數(shù)學(xué)小游戲、數(shù)學(xué)趣聞故事、智力游戲和競(jìng)賽都是小學(xué)生感興趣的活動(dòng)。這些教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)設(shè)都要結(jié)合小學(xué)生的身心特點(diǎn),必須具有較大的吸引力,能夠讓學(xué)生在積極參與的過(guò)程中學(xué)習(xí)到數(shù)學(xué)知識(shí),完成教學(xué)任務(wù)。如在蘇教版第三單元《分一分》中,教師可以準(zhǔn)備一些七巧板等,通過(guò)比賽的形式看哪位小朋友能夠最快、最好地將不同形狀的七巧板進(jìn)行分類,通過(guò)分類的小游戲讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到如何有規(guī)律地進(jìn)行分類。又如小學(xué)數(shù)學(xué)教師播放《拍手兒歌》讓學(xué)生認(rèn)識(shí)前、后、左、右,然后提問(wèn)“你前后左右的同學(xué)都是誰(shuí)”,在這個(gè)過(guò)程中不僅能夠保證教學(xué)任務(wù)的完成,還培養(yǎng)了小學(xué)生合作意識(shí)。
四、考試內(nèi)容中融入數(shù)學(xué)文化
在考試內(nèi)容中融入數(shù)學(xué)文化不僅能夠較好地反饋學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握程度,也能夠進(jìn)一步升華小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文化的理解。在考試內(nèi)容設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要摒棄傳統(tǒng)的對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的考查,更多的是促進(jìn)學(xué)生在思維能力方面的提升,幫助學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)考試內(nèi)容時(shí),教師應(yīng)該充分考慮將數(shù)學(xué)文化融入其中。比如在試卷中設(shè)計(jì)這樣一道題:“小明幫助媽媽去買菜,白菜每斤2元4角,媽媽要求小明買兩斤,小明應(yīng)該付多少錢?”這種貼近生活的考試題目一方面可以反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,另一方面又培養(yǎng)了學(xué)生的生活能力。
五、結(jié)語(yǔ)
即使我們形成了一套完整的數(shù)學(xué)邏輯思維體系或者數(shù)學(xué)方法,但是難免會(huì)在應(yīng)用的過(guò)程中存在殘缺或者不能及時(shí)反饋的情況,而往往學(xué)生在經(jīng)過(guò)不斷地學(xué)習(xí)深造之后,形成了龐大的數(shù)學(xué)知識(shí)體系,但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間從事非數(shù)學(xué)工作或者減少接觸數(shù)學(xué)時(shí)間之后,這個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)體系就會(huì)慢慢走向坍塌、遺忘,與日常生活脫節(jié)。這并不是因?yàn)閿?shù)學(xué)基礎(chǔ)不牢固或者知識(shí)體系不全面而造成的,而是因?yàn)闆](méi)有形成一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)文化,讓人在文化中運(yùn)用數(shù)學(xué)、學(xué)好數(shù)學(xué)、思考數(shù)學(xué)。
二、數(shù)學(xué)文化的建構(gòu)過(guò)程
知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下,借助學(xué)習(xí)是獲取知識(shí)的過(guò)程其他人的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。2其中“,情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大屬性。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中亦如此,如下圖所示。由圖我們可以看到,數(shù)學(xué)文化作為一個(gè)大的目標(biāo)環(huán)境,包涵了四大屬性的所有內(nèi)容。情境設(shè)定的條件下,展開(kāi)協(xié)作和會(huì)話活動(dòng)。而會(huì)話活動(dòng)和協(xié)作并不是被割裂的,而是互動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。在不斷地互動(dòng)過(guò)程中,完成了其意義建構(gòu)。這個(gè)從情境到意義建構(gòu)過(guò)程,便形成了數(shù)學(xué)文化,也就完成了一個(gè)階段性的數(shù)學(xué)文化建構(gòu)使命。情境是數(shù)學(xué)文化建構(gòu)過(guò)程中有關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的建構(gòu)。以往中國(guó)的教學(xué)大都采用課堂教學(xué)的方式,并不注重情景式的引導(dǎo)。例如學(xué)習(xí)幾何圖形的過(guò)程中,并不是簡(jiǎn)單的采用書(shū)本上畫(huà)出的圖形,而是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知生活中的幾何圖形,從文具到生活用品,皆成為學(xué)習(xí)的工具,而不是拘泥于課本上的舉例,這樣讓學(xué)生們走進(jìn)生活,融入其中,發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)學(xué)之美。教授“質(zhì)量的認(rèn)知和大小比較”的課程時(shí),不再是想象中的、觀念式的教學(xué),而是真實(shí)的引入生活中的物品和生活中的測(cè)量?jī)x,讓學(xué)生親自體驗(yàn)度量的過(guò)程,從而學(xué)會(huì)質(zhì)量的認(rèn)知和大小的比較。協(xié)作是數(shù)學(xué)文化過(guò)程貫穿的主線。無(wú)論是教師、同學(xué)或者家長(zhǎng),均是學(xué)生學(xué)習(xí)的伙伴。一個(gè)良好的課程教學(xué)需要課程設(shè)計(jì)、資料搜集、數(shù)據(jù)分析、思考反思等過(guò)程,以往的教學(xué)方法都是老師取而代之形成了完整的教學(xué)過(guò)程。但是協(xié)作卻是一種新型的突破。會(huì)話是協(xié)作過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié),也是學(xué)習(xí)中交流的過(guò)程。每個(gè)人都從旁觀者成為參與者甚至成為領(lǐng)導(dǎo)者,從設(shè)定議題到尋求答案,這個(gè)過(guò)程是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程,而由此建構(gòu)的數(shù)學(xué)文化便是主動(dòng)的、積極的,這樣更有利于數(shù)學(xué)文化的形成和強(qiáng)化,從而對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)起到影響。例如三視圖的教學(xué),老師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過(guò)自己的觀察交流,學(xué)會(huì)三視圖的畫(huà)法,這樣形成的認(rèn)識(shí)會(huì)更加深刻,也會(huì)對(duì)后期深造升學(xué)中的立體幾何的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極影響,從而影響未來(lái)社會(huì)化過(guò)程中的思維以及認(rèn)識(shí)。意義建構(gòu)是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的終極目標(biāo)。為什么要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),中科院王梓坤教授曾經(jīng)指出,數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)在于對(duì)整個(gè)?科學(xué)技水平的推進(jìn)與提高,對(duì)科技人才的培養(yǎng)和滋潤(rùn),對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的繁榮,對(duì)全體人民的科學(xué)思維與文化素質(zhì)的哺育,這四方面的作用是極為巨大的,也是其他學(xué)科所不能全面比擬?的。3正是基于此,數(shù)學(xué)文化的構(gòu)建就顯得愈加重要。數(shù)學(xué)僅僅是運(yùn)算、規(guī)則等基本功能便失去了數(shù)學(xué)文化建構(gòu)的意義,正是它在培養(yǎng)人文素養(yǎng)、理性精神等方面起到積極地不可或缺的作用,所以從小的數(shù)學(xué)教育中便應(yīng)該貫穿數(shù)學(xué)文化的培養(yǎng),使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中真正的認(rèn)識(shí)到學(xué)數(shù)學(xué)可以做什么。我們無(wú)法預(yù)測(cè)一個(gè)喜歡幾何的學(xué)生未來(lái)是不是一個(gè)建筑師,無(wú)法預(yù)測(cè)一個(gè)喜歡計(jì)算的學(xué)生未來(lái)能不能成為一個(gè)科學(xué)家,就是這樣數(shù)學(xué)文化的形成,至少讓他們?cè)谏鐣?huì)化的過(guò)程中學(xué)會(huì)思考,學(xué)會(huì)認(rèn)知,學(xué)會(huì)學(xué)以致用。
三、數(shù)學(xué)文化建構(gòu)的意義
1.提升高中生辯證思維能力
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,傳授知識(shí)只是其中的一部分,更需要教師注重的是使學(xué)生能夠獨(dú)立思考,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,從而使其數(shù)學(xué)能力得到發(fā)展.例如,在概念教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)首先將產(chǎn)生概念的背景介紹給學(xué)生,努力營(yíng)造一個(gè)需要形成概念的情境,學(xué)生就可以自己將某類事物的本質(zhì)屬性完整地概括出來(lái),并通過(guò)恰當(dāng)?shù)脑~語(yǔ)來(lái)進(jìn)行表述.
2.對(duì)學(xué)生的人格成長(zhǎng)有所啟發(fā)
在數(shù)學(xué)史中,任何一項(xiàng)偉大的成就都需要付出艱苦卓絕的努力.例如,南北朝時(shí)期著名的數(shù)學(xué)家祖沖之,利用劉徽割圓術(shù),將圓周率精確計(jì)算到第七位有效數(shù)字.?dāng)?shù)學(xué)家這種刻苦鉆研、持之以恒的精神能夠?qū)W(xué)生的人格成長(zhǎng)大有啟發(fā),能夠引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心,對(duì)待挫折堅(jiān)忍不拔,對(duì)待困難迎難而上,不畏挫折,不懼失?。?/p>
3.有利于訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維
中國(guó)的教育制度一直處在不斷的改革完善中,對(duì)人才的培養(yǎng)也是越來(lái)越全面、越來(lái)越嚴(yán)格.目前而言,“應(yīng)試教育”已經(jīng)明顯存在缺陷.素質(zhì)高能力強(qiáng)的人明顯是被需要的,這時(shí)學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)顯得尤為重要.“數(shù)學(xué)是思維的體操.”也許說(shuō)思維是不可碰觸的、無(wú)形的,但是一旦形成就是一種能力,它不會(huì)戛然而止,它是一種會(huì)伴隨我們一生的素質(zhì).
二、數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透策略
1.講述數(shù)學(xué)史,展現(xiàn)數(shù)學(xué)文化的科學(xué)價(jià)值
在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師可以講述數(shù)學(xué)成就在人類發(fā)展史中的巨大作用、數(shù)學(xué)家探求真理堅(jiān)持不懈的精神、思想方法的應(yīng)用、知識(shí)產(chǎn)生的歷史背景等內(nèi)容,從而使得學(xué)生能夠感受到數(shù)學(xué)大廈建造偉大而精彩的歷程.例如,在講解完“合數(shù)”與“素?cái)?shù)”的知識(shí)之后,教師可以對(duì)“哥德巴赫猜想”進(jìn)行介紹.除此之外,教師應(yīng)合理地劃分課堂教學(xué)時(shí)間,適當(dāng)?shù)販p少考試以及機(jī)械的解題練習(xí),而騰出一定的時(shí)間用于講解數(shù)學(xué)史.例如,在講解“圓柱體積計(jì)算公式”的時(shí)候,教師可以先介紹曹沖稱象的典故,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生積極思考.
2.欣賞數(shù)學(xué)美,展現(xiàn)數(shù)學(xué)文化的美學(xué)價(jià)值
數(shù)學(xué)美是一種抽象的美,能夠體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化,使人感受到數(shù)學(xué)的魅力.?dāng)?shù)學(xué)的美是含蓄的、內(nèi)在的、理性的,并且無(wú)處不在.在很多美好的事物背后都會(huì)隱藏著一些數(shù)學(xué)的奧秘.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師可以充分利用數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)邏輯、數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)圖形等的簡(jiǎn)潔美、統(tǒng)一美、奇藝美、對(duì)稱美來(lái)陶冶學(xué)生情操,發(fā)揮數(shù)學(xué)的美育功能.例如,和諧統(tǒng)一美可以在相似三角形中體現(xiàn)出來(lái).相似三角形,不論其大小,都被看作同一類幾何圖形.簡(jiǎn)潔美則在命題表述與論證、數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)邏輯體系中均有所體現(xiàn).發(fā)揮數(shù)學(xué)的美學(xué)價(jià)值不僅僅是將其展現(xiàn)給學(xué)生,更重要的是使得學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)美、欣賞數(shù)學(xué)、熱愛(ài)數(shù)學(xué).高中數(shù)學(xué)教師也應(yīng)提升自身美學(xué)修養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)美陶冶情操,從而達(dá)到數(shù)學(xué)的文化教育的目的.
3.在問(wèn)題情景中滲透數(shù)學(xué)文化
在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的時(shí)候,我們常常被枯燥而又復(fù)雜難懂的公式弄得苦不堪言.若是能在教學(xué)的時(shí)候從歷史的角度介紹數(shù)學(xué)公式產(chǎn)生的背景,或從現(xiàn)實(shí)的角度闡述數(shù)學(xué)知識(shí)的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義,或是用圖形等數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo),這樣可以化抽象為形象,使知識(shí)點(diǎn)變得通俗易懂,做到事半功倍.好比圓周率π,一個(gè)出現(xiàn)于公元前950年的數(shù)字,自有記載而來(lái)就引起了國(guó)內(nèi)外的關(guān)注.我們現(xiàn)在知道的π的值已經(jīng)是非常精確的估計(jì)值,但它的發(fā)展歷程是非??部赖?,從古至今,從國(guó)內(nèi)到海外,從珠算到計(jì)算機(jī),一代又一代的數(shù)學(xué)家為了最大限度地求其估計(jì)值而努力,即使如此,數(shù)學(xué)家探索的步伐還在繼續(xù).
4.在課外活動(dòng)中滲透數(shù)學(xué)文化
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的環(huán)境是廣闊的,它不該局限于課堂.?dāng)?shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方式也是靈活的,它不該局限于做題.老師們可以通過(guò)組織競(jìng)賽、演講等形式調(diào)動(dòng)學(xué)生們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,學(xué)生們亦可在查閱、收集、整理資料的過(guò)程中豐富課余生活,同時(shí)鞏固課堂上學(xué)到的知識(shí).
5.在研究下學(xué)習(xí)中滲透數(shù)學(xué)文化
現(xiàn)在社會(huì)越來(lái)越主張和提倡獨(dú)立和創(chuàng)新,鼓勵(lì)人們大膽地質(zhì)疑和探究.研究性學(xué)習(xí)是一種非常重要的學(xué)習(xí)方式,它雖然出現(xiàn)得比較晚,但它的開(kāi)放性、創(chuàng)造性等獨(dú)有的特性引起了廣泛的關(guān)注,尤其受廣大師生的歡迎,他們常借此方式來(lái)滲透數(shù)學(xué)文化.經(jīng)過(guò)對(duì)研究性學(xué)習(xí)的研究,教會(huì)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,將所思所想化為實(shí)際行動(dòng).這是一次學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程,也是自我增值的過(guò)程.
三、總結(jié)
綜觀當(dāng)前的教育形勢(shì),舉國(guó)上下正在全力推進(jìn)素質(zhì)教育,培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展,具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的人才已成為教育者關(guān)注的焦點(diǎn)。德育已得到高度的重視,教育界高舉“德育領(lǐng)先”旗幟;智育在傳統(tǒng)教學(xué)中有著深厚的根基,重視程度不言而喻;體育本著全民健身的宗旨,活動(dòng)有聲有勢(shì);勞動(dòng)教育或許與生活實(shí)踐比較密切,也相應(yīng)受到越來(lái)載多的人的關(guān)注;然而,美育?……美育沒(méi)有受到相應(yīng)的重視!此外,我們?cè)谡務(wù)撊宋木竦臅r(shí)候,常常把人文精神定位在追求“真、善、美”和人的全面自由的發(fā)展之最高層面上,在討論藝術(shù)美的理論中,也常常談到“真、善、美”三位一體的問(wèn)題。懷特海曾經(jīng)指出,數(shù)學(xué)是真、善、美的辯證統(tǒng)一。一個(gè)正確的數(shù)學(xué)理論,反映客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律,這就是真;數(shù)學(xué)理論不管離現(xiàn)實(shí)多遠(yuǎn),最后總能找到它的實(shí)際用途,體現(xiàn)其為人類服務(wù)的價(jià)值取向,這是數(shù)學(xué)的善;數(shù)學(xué)理論本身的奇特、微妙、簡(jiǎn)潔有力以及建立這些理論時(shí)人的創(chuàng)造性思維這就是數(shù)學(xué)的美。
而這些觀點(diǎn)在數(shù)學(xué)過(guò)程中是否得到充分的體現(xiàn)嗎?沒(méi)有!蘇霍姆林斯基曾說(shuō):“沒(méi)有審美教育就沒(méi)有任何教育”。在此,不想夸大美育的作用,但是,作用素質(zhì)教育的重要組成部分,未能得到充分重視,確是深感遺憾。值得高興的是,高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(討論稿)已提出了數(shù)學(xué)教育必須注意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和人文精神,特別是“數(shù)學(xué)與文化”這一單元體現(xiàn)了數(shù)學(xué)文化的一個(gè)重要功能是在美學(xué)方面,這種功能是鼓舞人們對(duì)數(shù)學(xué)的追求化為一種對(duì)完善的追求?;诖耍岢霰菊n題的研究,或許對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)美育提供有益的啟示。
二、研究目標(biāo)和內(nèi)容
數(shù)學(xué)美的表現(xiàn)
美,作為現(xiàn)實(shí)事物和現(xiàn)象,物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品,藝術(shù)作品等屬性總和,具有勻稱性、比例性、和諧,色彩變幻。鮮明性和新穎性,作為精神產(chǎn)品的數(shù)學(xué)就具有上述美的特征。我們知道,數(shù)學(xué)的世界,是一個(gè)充滿了美的世界:數(shù)的美、式的美、形的美……,在那里,我們可以感受到和諧、比例、整體和對(duì)稱,我們可以感受到布局的合理,結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)、關(guān)系的和諧以及形式的簡(jiǎn)潔。
數(shù)學(xué)美的表現(xiàn)形式是多種多樣的,從數(shù)學(xué)內(nèi)容看,有概念之美、公式之美、體系之美等;從數(shù)學(xué)的方法及思維看,有簡(jiǎn)約之美、類比之美、抽象之美、無(wú)限之美等;從狹義美學(xué)意義上看,有對(duì)稱之美、和諧之美、奇異之美等。
經(jīng)通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)美表現(xiàn)的研究,我們可以肯定的回答,數(shù)學(xué)中含有美的因素,數(shù)學(xué)發(fā)展受美育思想的影響,在此,可以借助古代哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家普洛克拉斯斷言:“哪里有數(shù),哪里就有美?!?/p>
數(shù)學(xué)美的功能:
審美教育的范圍正日益廣泛地滲透到人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域之中。人們不僅通過(guò)音樂(lè),藝術(shù),而且通過(guò)自然美、社會(huì)美、科學(xué)美,得到美的熏陶,美化精神的境界。美育,對(duì)使學(xué)生樹(shù)立正確的審美觀,提高學(xué)生的審美能力和審美創(chuàng)造能力,塑造學(xué)生完善的人格,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,有著非常重要和積極的作用。
數(shù)學(xué)美的功能,主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:
(1)數(shù)學(xué)美能夠培養(yǎng)人們創(chuàng)造、發(fā)明數(shù)學(xué)的激情。
(2)數(shù)學(xué)美能啟發(fā)人們探求真理的思路。
(3)數(shù)學(xué)美感有檢驗(yàn)真理的作用。
(4)寓美于教,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(5)數(shù)學(xué)美感能達(dá)到以美啟智,提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。
數(shù)學(xué)美之教育途徑
在科學(xué)美層次上,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)??茖W(xué)和藝術(shù)一樣,都有自己的美學(xué)特征,起著陶冶情操,完善思維品質(zhì)的作用。其中包括:科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的美學(xué)感悟,探索科學(xué)規(guī)律獲得的愉悅,科學(xué)思維方法的美妙等諸多方面??茖W(xué)美的發(fā)掘,可以通過(guò)種種渠道進(jìn)行,包括視覺(jué)上的美,情理之中意料之外的“驚訝美”,證明技巧運(yùn)用中的“機(jī)智美”,解決生活實(shí)際問(wèn)題時(shí)的“實(shí)用美”,撰寫(xiě)小論文時(shí)的感受到的“創(chuàng)造美”。在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,我們可以從中學(xué)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的美,如概念之美、證明之美、體系之美、無(wú)限之美、平衡之美等方面加以探討,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入數(shù)學(xué)美的樂(lè)園,陶冶精神情操,激發(fā)他們的學(xué)興趣,提高學(xué)生的審美能力,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。
提高學(xué)生的審美能力,教師應(yīng)當(dāng)作為必要的審美示范,引導(dǎo)學(xué)生感知,欣賞數(shù)學(xué)美。另一方面,“從實(shí)踐中來(lái),到實(shí)踐中去”,只有將美知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,審能教育才有意義,學(xué)生的審美能力才能得到進(jìn)一步提高,因此,數(shù)學(xué)美之教育途徑主要有二:一是展示美,二是應(yīng)用美。其具體探究途徑如下:
1. 展示隱含的美
2.挖掘數(shù)學(xué)美
【關(guān)鍵詞】 小學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)文化;數(shù)學(xué)教學(xué)
數(shù)學(xué)文化走進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂,不僅緣于它的獨(dú)特性,而且與其它的文化特性密切相關(guān),更緣于素質(zhì)教育的需要和數(shù)學(xué)學(xué)科在自然與社會(huì)鄰(領(lǐng))域的廣泛應(yīng)用。分析數(shù)學(xué)文化在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中的價(jià)值,探尋小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)文化的滲透教育,是本文探究的主題。
一、數(shù)學(xué)文化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的價(jià)值
眾所周知,在人類文明的發(fā)展過(guò)程中,數(shù)學(xué)是一種文化,也是一門充滿力量及人文精神的重要學(xué)科,是促進(jìn)人類社會(huì)快速發(fā)展的金鑰匙。越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者來(lái)探討數(shù)學(xué)文化的本質(zhì)及發(fā)展規(guī)律,并進(jìn)一步滲透在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,極力打造教育文化品牌,開(kāi)展各種數(shù)學(xué)文化課堂教學(xué)活動(dòng)。在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中,不僅要學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的數(shù)字、公式、符號(hào)、各種規(guī)則,也要探究數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法、思想及精神意義等,這也是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)本身的一個(gè)超越。實(shí)施數(shù)學(xué)文化教育,能幫助學(xué)生更好更快的認(rèn)識(shí)自然界,盡快的適應(yīng)社會(huì)及日常交際活動(dòng);能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力及辯證思維能力,有效的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題;能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是,勇于進(jìn)取,謙虛謹(jǐn)慎,打破沙鍋問(wèn)到底的學(xué)習(xí)精神;也能培養(yǎng)學(xué)生高尚的愛(ài)國(guó)情操及審美觀,提高自身素質(zhì)等。
二、數(shù)學(xué)文化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透
1.認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)之美。數(shù)學(xué)精神是理性的,是崇高的,但同樣存在一種獨(dú)特的美,讓學(xué)生通過(guò)提高自身數(shù)學(xué)文化素質(zhì)與修養(yǎng)來(lái)領(lǐng)悟數(shù)學(xué)文化的美,作為小學(xué)數(shù)學(xué)教師,應(yīng)在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)教學(xué)中,帶領(lǐng)學(xué)生去認(rèn)識(shí)它,去挖掘它,去體味數(shù)學(xué)之美。具體而言,數(shù)學(xué)的美是“實(shí)實(shí)在在”,而并非“空穴來(lái)風(fēng)”,如它體現(xiàn)在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上,還體現(xiàn)在數(shù)學(xué)方法上,從簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)概念,到統(tǒng)一整齊的公式結(jié)構(gòu),再到典型奇特的數(shù)學(xué)模型等都醞(蘊(yùn))含著豐富的數(shù)學(xué)之美。如:加法交換律(a+b=b+a),乘法交換律(a×b=b×a)的對(duì)稱之美、變幻與和諧之美。
2.培養(yǎng)數(shù)學(xué)意識(shí)與數(shù)學(xué)觀念。數(shù)學(xué)意識(shí)與觀念體現(xiàn)在對(duì)數(shù)字、符號(hào)、空間、意識(shí)、推理能力等的認(rèn)識(shí),如下對(duì)符號(hào)感的認(rèn)知,數(shù)學(xué)中各種數(shù)量關(guān)系、規(guī)律變化、程序方法的解決等都需要用符號(hào)來(lái)解決和轉(zhuǎn)換。對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)文化教育的符號(hào)感認(rèn)識(shí),用字母表示數(shù)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí),是數(shù)學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)的重點(diǎn),從起初學(xué)生對(duì)一個(gè)特定的數(shù)的認(rèn)識(shí)到用字母來(lái)表示一定的數(shù),是學(xué)生思想和認(rèn)識(shí)上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)變,基于數(shù)學(xué)文化的教育視角,結(jié)合實(shí)際讓學(xué)生來(lái)理解并予以升華到數(shù)學(xué)文化的高度,讓他們感受到用字母來(lái)表示數(shù)的趣味和意義,并建立數(shù)學(xué)符號(hào)的認(rèn)知。例如:對(duì)加法結(jié)合律a+(b+c)=(a+c)+b,乘法分配律a(b+c)=ab+ac等的符號(hào)表示,與符號(hào)變換的表達(dá)演繹,讓學(xué)生完全知曉這里a、b、c可以代表任意實(shí)數(shù),令其認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)符號(hào)的本質(zhì)與意義。
3.數(shù)學(xué)課堂活動(dòng)中的文化滲透。數(shù)學(xué)課堂活動(dòng)是數(shù)學(xué)教育的重要組成部分,將數(shù)學(xué)文化滲透到各種各樣豐富有趣的數(shù)學(xué)活動(dòng)中,不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),開(kāi)闊視野,更能激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)文化的探索精神。
例如可舉行以下課堂活動(dòng)以滲透文化教學(xué):①舉行故事演講比賽。通過(guò)講述數(shù)學(xué)家成長(zhǎng)的艱辛歷程及數(shù)學(xué)思想形成的曲折,讓學(xué)生體會(huì)到,數(shù)學(xué)不僅能激發(fā)自己的思維能力,而且它更具有豐富的人文內(nèi)涵,是人類學(xué)習(xí)進(jìn)步的榜樣。②開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng),進(jìn)行數(shù)學(xué)建模比賽。比如比賽內(nèi)容:某種規(guī)格的鐵棒原材料每根長(zhǎng)10m,現(xiàn)需要這種鐵棒長(zhǎng)為4m的28根,長(zhǎng)為1.8m的33根,問(wèn)至少需要幾根原材料?怎樣切割?讓學(xué)生通過(guò)建立鐵棒的模型進(jìn)行研究、證明,也學(xué)習(xí)一下科學(xué)家們的探討精神。③動(dòng)手操作活動(dòng)。讓學(xué)生對(duì)一些數(shù)學(xué)知識(shí),原理與規(guī)律等,親自動(dòng)手畫(huà)一畫(huà),做一做,擺一擺,量一量,不僅動(dòng)手,而且動(dòng)腦,更使得數(shù)學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐緊密的結(jié)合在一起。以提高學(xué)生們的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)。
三、小學(xué)數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)文化教學(xué)實(shí)踐的總結(jié)與思考
1.小學(xué)數(shù)學(xué)文化教學(xué)的核心問(wèn)題。以前,我國(guó)數(shù)學(xué)教育的普遍模式都是通過(guò)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的掌握,進(jìn)行課堂訓(xùn)練及課后習(xí)題練習(xí)來(lái)鞏固老師所講授的知識(shí)?,F(xiàn)在很多學(xué)者意識(shí)到這種數(shù)學(xué)教學(xué)的弊端,極力改變這種教學(xué)模式,但由于現(xiàn)實(shí)中有很多客觀因素的制約,老師對(duì)數(shù)學(xué)文化的認(rèn)知度有所不同,導(dǎo)致他們?cè)诮虒W(xué)中的側(cè)重點(diǎn)有所差異,也導(dǎo)致學(xué)生們對(duì)數(shù)學(xué)文化的認(rèn)知有所偏差。怎樣把數(shù)學(xué)文化的精神理念貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)中,引導(dǎo)數(shù)學(xué)教育走上一個(gè)新的臺(tái)階,是數(shù)學(xué)教育的核心問(wèn)題。