李 玥
(合肥學院數(shù)理系,安徽 合肥230001)
當今社會對于人的素質要求越來越高,作為公民,應該具有一定的邏輯推理能力,以及解決問題的能力,這些能力構成了數(shù)學素養(yǎng)的一部分。我國研究者在一項研究中選擇了人們生活中常見的報刊雜志,了解人們在日常生活中的數(shù)學,研究發(fā)現(xiàn),數(shù)學的定量化特征越來越多的表現(xiàn)在日常生活中,如百分數(shù),大數(shù)的概念出現(xiàn)在新聞和廣告中,圖形圖標也因為其清楚,直觀的特性出現(xiàn)在報刊中,甚至在證券報上,出現(xiàn)了一些比較復雜的數(shù)學表達式。實際上,數(shù)學素養(yǎng)作為現(xiàn)代人的基本素質,已經(jīng)是工作生活中的一種實際需要。
什么是數(shù)學素養(yǎng)?數(shù)學素養(yǎng)提出最早源于《考克羅浮特報告》,報告的核心是:數(shù)學教育的根本目的是為了滿足學生今后生活,就業(yè)和進一步學習的需要[1];國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織發(fā)起的國際學生評估項目(PISA)定義數(shù)學素養(yǎng)為:學生能確認并理解數(shù)學在這個世界上所起的作用,做出有充分根據(jù)的數(shù)學判斷和能夠有效運用數(shù)學以滿足當前和未來需要的一種個人能力[1]。美國國家教育與科學委員會在2000年發(fā)布了一個關于“數(shù)學素養(yǎng)”討論稿,給出了關于數(shù)學素養(yǎng)的幾個主要組成部分,如數(shù)學的自信,數(shù)學文化欣賞,解釋數(shù)據(jù),邏輯思考,做出決定,情境中的數(shù)學,數(shù)感,實踐技能,必備的知識,符號感。普遍認為,數(shù)學素養(yǎng)包含知識概念,基本技能,數(shù)學思想,數(shù)學方式思維,數(shù)學態(tài)度精神等方面內容[2]。
數(shù)學素養(yǎng)課上什么內容?合肥學院在小學教育以及建筑學專業(yè)開設了數(shù)學素養(yǎng)這門課,對于這兩個專業(yè)的學生,高中階段學的是文科,數(shù)學基礎比較薄弱,在傳統(tǒng)教育模式下,重分數(shù),重技巧,文科生對學習數(shù)學感到信心不足,實際上,不同人群對于數(shù)學的需求層次是不同的,只有一小部分人需要掌握難度比較大的內容,對于更多的人,追求難度并非是一件有益的事。而現(xiàn)代數(shù)學分支多,內容繁雜,文科生要抓住主要的基礎部分,因此選擇了線性代數(shù)中行列式以及一般線性方程組的求解問題,微積分,以及概率統(tǒng)計的一部分內容,讓學生有一個知識概念。
從教育的角度看,數(shù)學除了能讓學生解決生活中的具體問題之外,還要提高學生的精神品質。理性的,批判的,求真求實的和追求自由的科學精神的培養(yǎng),應該成為數(shù)學教育的內容之一。在數(shù)學的發(fā)展長河中,有很多在當時看起來是無用的,甚至是叛逆性的研究成果,在很多年后發(fā)現(xiàn)大有用處[4],比如傳說中,無理數(shù)最早由畢達哥拉斯學派弟子希伯斯發(fā)現(xiàn),而畢達哥拉斯深信任意數(shù)均可用整數(shù)及分數(shù)表示,不相信無理數(shù)的存在。后來希伯斯將無理數(shù)透露給外人因而被處死,其罪名等同于“瀆神”。今天來看,無理數(shù)當然是存在的。再比如微積分這個概念,并不是一位數(shù)學家個人的成就,而是許許多多,甚至是不同時代科學家集體智慧的結晶。研究其歷史,十七世紀,一些科學問題需要解決促使了微積分的產(chǎn)生,許多著名科學家、天文學家、物理學家,如費馬、笛卡爾、羅伯瓦等都做了很多有建樹的工作,到了十七世紀下半葉,在前人的基礎上,英國科學家牛頓和德國數(shù)學家萊布尼茨分別在自己的國度里獨自研究和完成了微積分的創(chuàng)立工作,但是他們的工作也都很不完善,有些問題,他們說的十分含糊,正是這些問題,導致了第二次數(shù)學危機的產(chǎn)生。這種紛爭持續(xù)到了19世紀初,以法國人科西為首,先是建立了極限理論,后來又經(jīng)德國數(shù)學家維爾斯特拉斯的工作,使得極限理論成為了微積分的堅實基礎,才解決了這一紛爭,這些歷史都體現(xiàn)了人類對于科學知識不斷探索的精神,忽視這些內容是非常令人惋惜的。
在課堂講授微積分部分之前,首先用講座的形式給學生普及了相關的數(shù)學史,當中還穿插了一些小故事,學生反應很好,很感興趣。要重視數(shù)學史的教學,只有對數(shù)學的發(fā)展歷史有所了解,才能對數(shù)學的價值有一個比較深刻的認識,數(shù)學才能真正起到教育教化的作用[4]。
其次,我們該怎樣上課?在概念定理的講述中,教師可以適當采用由具體到抽象,或者歸納的方法開展課堂教學,首先讓學生理解,然后才能掌握。比如在線性代數(shù)部分,對于非齊次方程Ax=b,當系數(shù)矩陣A 的秩 R(A)等于增廣矩陣 R(A,b)的秩 R(A,b)時,則方程組有解,否則方程組無解。這個結論是通過計算一個具體的線性方程組來敘述的,通過計算,學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從而理解上述結論,而并非是直接給一個嚴謹?shù)淖C明。
最后,俄羅斯數(shù)學家格涅堅柯在《當代世界的數(shù)學與數(shù)學教育》中指出:“在我們今年,純形式的學習數(shù)學已經(jīng)不行了,而需要不斷的揭示數(shù)學方法在現(xiàn)實生活,生產(chǎn)實踐和科學研究中的地位和意義。課堂上,我們會選擇一些難度不大又有趣的案例,作為課堂內容的切入點,或者用所學內容鼓勵學生解決這些案例。
數(shù)學素養(yǎng)課的教學所遇到的困惑很多,其中最明顯的就是評價機制問題。會做題,考試分數(shù)高的學生數(shù)學素養(yǎng)一定高嗎?顯然是不一定的,那么如何給學生一個合理的評價?依托我校的“N+2”機制,在給學生打分的時候,不是以單純的期末考試成績?yōu)槲ㄒ粯藴?,而是由出勤率,作業(yè),上課互動,案例研究成果等給出學生的平時成績,這些內容構成了“N”部分,再結合期末考試以及筆記情況構成了最后期末的總評。
其次,內容和課時的沖突。在有限的課時內如何完成知識概念的講授,開展課堂討論,這也是一個讓教師不得不關注的問題。
鑒于我們對這門課所提出的觀點還是停留在經(jīng)驗層次上,因此,研究并不規(guī)范,日后,將致力于在研究層次上有所突破。
[1]康世剛.數(shù)學素養(yǎng)生成的教學研究[D].重慶:西南大學,2009.
[2]劉吉吉,高凌飚.西方數(shù)學教育中數(shù)學素養(yǎng)研究述評[J].中國教育學刊,2012(1).
[3]胡典順.數(shù)學素養(yǎng)研究綜述[J].課程教材教法,2010,30(12):50-54.
[4]袁緣.數(shù)學文化與人類文明[D].長春:吉林大學,2013.
[5]張新春.小學數(shù)學教師數(shù)學素養(yǎng)提升途徑研究[D].湖南:湖南師范大學,2010.