创新需要文化引领,数学创新素养的培养更需要数学文化的熏陶。2003年颁布的《普通高中数学课程标准》中数学文化成为其中一个单独的模块,受到了特别的重视,数学文化已经开始走进高中数学教育。
数学文化即数学文化观。将数学视为一种文化,而不是一门单纯的学科。传统的数学教育使得人们不习惯把数学与文化在一起相提并论。数学似乎只是一堆公式,一系列的计算,与文化毫不相干。不过现今,“数学文化”这一说法正越来越广泛地传播、普吉,被人们所了解、接受,并逐步渗透到数学教育中。数学文化包括两个方面:一是数学本身的学科体系,内容系统;二是数学与其他文化乃至整个人类文化广泛而深入的联系。数学的学科性与文化性构成了数学文化的双要素。在数学课程的教学中,对两要素的任何一种过度的偏废都是不可取的。过度重视抽象与形式化,易忽略学生的兴趣与经验,多度注重文化性,又可能导致学科特点的缺失。
一、高中数学文化与素质教育的关系
长期以来,我们的数学教育将数学视为技巧与形式的堆积。数学教育的机械化,加之当下应试教育的压力,数学教学中实行“题海战术”,学习数学变得鼓噪乏味,学习数学就意味着不停的获取解题技巧,进行各种形式的运算。学生的创造力就在这种机械式的训练中被扼杀,真正的数学素质能力并未得到发掘与提升。
在教学中,激发学生的兴趣是首要的因素,只有充分调动了学生的学习兴趣,努力使学生对数学有了正确和积极的看法,学生的学习才能取得成功。新的高中课程标准中除了增加了许多新内容,如大量现代数学内容外,还增加了对数学文化、数学建模、数学实践的要求:“数学课程应适当放映数学的历史、应用和发展趋势。数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学学科的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神。数学课程帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观。”每一单元后都增加了数学阅读材料和探究活动,阅读材料大多关于数学史,探究活动使学生主动进行数学探究,亲自体验数学发现的乐趣,体验数学概念是如何生成发展的。这种探究过程和数学的发展过程是很相似的。探究中,学生会遇到各种困难,他们也将体验到数学发展的艰辛,对于数学家那种坚忍不拔,勇于探索的精神会有亲身的体验。
二、营造数学文化氛围,加强高中数学文化教育
要真正实施数学文化教育,光有课程是不够的,还要靠教师的努力,这对于教师的学科素养和教学观念也提出了新的要求。
1、在数学课堂上营造数学文化
营造数学文化,首先要从课堂文化开始。教师与学生是课堂文化的营造者和承载者,一种两性积极的文化需要有良好和谐的师生关系作为基础。这种良性和谐的师生关系是文化生长必需的土壤。在良性的师生关系中,文化才能更好传递和传承。因此,营造数学课堂文化,首先要创造积极和谐的师生关系。传统的课堂上,教师是课堂的掌控者,教学的过程通常是老师单向地向学生讲授传输。学生的学习限于被动地记忆、模仿、练习,师生之间缺乏互动与合作。新型的师生关系中,教师和学生共同构建一个学习共同体。教师的权威不再建立在学生的被动与无知上,而是建立在教师引导、组织学生进行学习,促进学生发展的能力上。教学中,教师应充分尊重学生,针对不同层次的学生能够给予针对性指导,鼓励学生努力克服困难,积极进取,提倡独立思考,合作学习。
营造数学文化不是刻意地单独把它作为一个模块去做,而是要渗透到具体的教育过程中。教师在教学中渗透数学文化可以从以下几个方面着手:
(1)教学内容中渗透数学史。数学史是体现数学文化的重要的一部分,有着丰富的文化内涵,教师可以根据具体的教学内容,在教学中向学生讲述相关的数学史知识。一方面,提供了相关的知识背景,可以帮助学生更好地理解所学的知识;另一方面,可以营造一种文化氛围,激发学生的学习兴趣。同时,一些数学知识背后所蕴含的数学家前仆后继,努力不懈的奋斗故事,顽强的拼搏精神也会鼓舞学生努力学习。
(2)教学过程中注重思想、思维观念的渗透,注重揭示数学背后蕴藏的文化价值。在讲授教学时,不限于“就题解题”,要挖掘数学知识背后的思想方法、思维方式和各种观念。这是一个更为抽象的过程,也是教学的进一步升华。数学中充满了辩证法,函数与反函数,正与负,无限与优先,一般与特殊等等,都是辩证的,推理、归纳、演绎、反证则是数学里常用的思维方式,数学还蕴含丰富的美学观,如对称、简洁、和谐。教师在教学过程中,应充分挖掘这些信息,以弥补教程的不足。
(3)经常介绍数学广泛的应用性。数学作为一种工具,其广泛的应用性,是其他学科望尘莫及的。中学物理、化学、生物等学科都要以数学为基础。教师可以引导学生去发现数学在这些课程中的具体应用。比如,化学中分子结构的学习要用到数学中立体几何的知识,生物遗传内容涉及数学中的概率知识,物理的学习更是离不开数学的推理和计算。数学的应用在生活中更是随处可见,教师要有意识地引导学生去发现。
2、开展课外活动进行数学文化教育
教师可以组织学生利用假期的时间进行数学课外读物的阅读,要求学生撰写读后感;还可以开展小课题研究,学生自主选题,教师参与指导。这种探究活动对培养学生创造性很有帮助。在学校范围内,还可以开展一些数学文化活动,宣传普及数学文化。比如,成立数学文化社团,由老师来指导,定期开展活动。另外学校还可以开设数学文化校本课程,直接进行数学文化教学。举办数学文化节,在全校范围内营造数学文化,这也是校园文化的一部分。
现在的互联网很发达,各种数学学习网很多。教师可以选择性地向学生推荐,使学生了解一些关于数学或数学家的故事和报道,数学竞赛、数学建模的知识,也可以极大提高学生的学习积极性和数学文化素养。
3、加强教师自身的数学素养
“要给学生一杯水,教师须有一桶水”,教师要时常反省:“我有一桶水吗?”面对新形势下的数学文化教育,数学教师的数学学科素养不足将成为数学文化教育的重大障碍。如果教师的学科素养不足,对教学内容的把握就不够,在这样的基础上,却又想尽办法,试图达到自己设定的教学目的。由于教师对教学内容吃不透,他所设定的教学目标也肯定是有问题的。或许,连教师自己也没能够达到自己所设定的目标。这样的教学往往变成教学技巧的展示,有形式,没内容,流于花哨,华而不实。
数学文化教育除了在数学素养上对教师提出新的要求,在教学观念上也要求教师改变长期以来在应试教育下形成的教学观念。一些老教师长期从事数学“应试教育”,这种应试教育给教师带来的一种“教学惯性”会使得教师面对数学文化教育时,观念难以转变和适应。对于那些新教师则是在应试教育下成长起来的,他们的教学观念不可避免地有着应试教育的痕迹,并且这种影响也不可能在短期内消除。因此,面对数学文化教育,教师要转变教学还念,还要努力学习,提升自己的数学素养。
数学文化的内容丰富多彩,包罗美学、哲学、人文,数学文化氛围的营造更不是简单的一句话,首先需要理解高中学生了解数学文化的意义,更需要教师热情与实践,需要学校的支持与协助,需要在课堂内外、教师自身修养,时刻注意对学生的引导与感染。教育有时并不总是让学生认知,让学生学会欣赏也是教育的一面。数学文化的养成恰恰让我们可以拥有这种欣赏的机会,学会欣赏理性的美丽,学会欣赏感性的执着,学会欣赏自己从未真正审视的内心。