【摘要】隨著信息時代的日益發(fā)展,人們更多地認識到、體驗到數(shù)學(xué)不僅是一門工具,也是一種文化。而數(shù)學(xué)作為人類文化的重要組成部分,數(shù)學(xué)教育應(yīng)擯棄僅追求數(shù)學(xué)知識的積累、數(shù)學(xué)技巧的訓(xùn)練等工具性價值,要努力讓學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中真正受到數(shù)學(xué)文化的感染,產(chǎn)生文化共鳴,真實領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)文化的人文價值、科學(xué)價值、美育價值和創(chuàng)造價值等。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)文化;教育價值;領(lǐng)悟
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》(2011年版)指出:“數(shù)學(xué)作為對于客觀現(xiàn)象抽象概括而逐漸形成的科學(xué)語言與工具,不僅是自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ),而且在人文科學(xué)與社會科學(xué)中發(fā)揮著越來越大的作用?!薄皵?shù)學(xué)課程應(yīng)致力于實現(xiàn)義務(wù)教育階段的培養(yǎng)目標,要面向全體學(xué)生,適應(yīng)學(xué)生個性發(fā)展的需要,使得人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育,不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展?!笨梢姡玫臄?shù)學(xué)教育,不僅教學(xué)生學(xué)會了數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本技能,而且讓學(xué)生掌握了數(shù)學(xué)的基本思想和方法、積累了數(shù)學(xué)的基本活動經(jīng)驗,還讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中得到了個性化、系統(tǒng)化的磨煉。
數(shù)學(xué)文化作為教材的重要組成部分,是數(shù)學(xué)教學(xué)不可或缺的重要內(nèi)容。多年來,在教師與學(xué)生眼里,數(shù)學(xué)總是與符號、定義、定理、法則、運算等聯(lián)系在一起,枯燥乏味、難學(xué)不易理解,再加上我們的數(shù)學(xué)教學(xué)過多強化知識,過分注重知識的傳遞、數(shù)學(xué)技巧的訓(xùn)練,過分強調(diào)數(shù)學(xué)的工具作用,而漠視數(shù)學(xué)本身所蘊含的鮮活的文化背景,很少幫助學(xué)生去了解數(shù)學(xué)在人類文明發(fā)展中的作用,很少以數(shù)學(xué)文化的熏陶來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,感受數(shù)學(xué)家治學(xué)的嚴謹,欣賞數(shù)學(xué)的優(yōu)美。隨著新一輪課程改革的不斷深入,各地不同版本的新教材在編寫時,都特別注意挖掘數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵,結(jié)合數(shù)學(xué)知識向?qū)W生展現(xiàn)古、近代數(shù)學(xué)及其理念、思想、方法在人類文化發(fā)展中的重要作用和地位,并通過生動活潑的形式使學(xué)生感受豐富的數(shù)學(xué)文化熏陶。再看近年來各地的中考試題,體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化的試題不時出現(xiàn),命題者通過設(shè)計相關(guān)的有歷史背景的題目,展現(xiàn)數(shù)學(xué)文化特有的教育價值。為此,對數(shù)學(xué)文化的教育價值的再研究,旨在讓學(xué)生“會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界、會用數(shù)學(xué)的思維思考世界,會用數(shù)學(xué)的語言表達世界”,其意義是極其重要的。
一、教材中的數(shù)學(xué)文化
本文以蘇科版數(shù)學(xué)教材為例,選取了其中的一些典型的數(shù)學(xué)文化素材。
數(shù)學(xué)史料類:蘇科版七年級上的“漫長的歷程”,講述了我國是最早使用負數(shù)的國家,也是較早確立了有理數(shù)加、減、乘、除運算法則。這段史料,不僅讓我們很好地了解到數(shù)的擴充所經(jīng)歷的漫長歷程,而且更好地知曉我國古代數(shù)學(xué)家所做出的貢獻。再如,蘇科版八年級上的“函數(shù)小史”,給我們帶來了函數(shù)由來的一段不平凡的發(fā)展史。
數(shù)學(xué)思想方法類:蘇科版七年級上的“分類”“歸納”“對比”“轉(zhuǎn)化”, 蘇科版八年級下的“類比”等數(shù)學(xué)思想方法,以閱讀材料的方式呈現(xiàn)給每一位學(xué)生,旨在讓學(xué)生了解、理解數(shù)學(xué)里這些重要的思想方法,并掌握、應(yīng)用這些思想方法去解決數(shù)學(xué)問題和理順數(shù)學(xué)知識。又如蘇科版七年級上的“度量法”“疊合法”, 蘇科版八年級下的“趣談‘反證法”等等,亦是如此。
數(shù)學(xué)語言類:數(shù)學(xué)語言是一種符號化的、由精確術(shù)語與關(guān)系語句所構(gòu)成的語言。數(shù)學(xué)語言大致分為文字語言、符號語言和圖形語言三種。在蘇科版數(shù)學(xué)教材里,常常會出現(xiàn)“三語聯(lián)用”的現(xiàn)象,我們很容易感受到文字語言的嚴謹之美、符號語言的簡潔之美以及圖形語言的結(jié)構(gòu)之美等。
數(shù)學(xué)名人、名題類:蘇科版七年級上的“以繩測井”“丟番圖的墓志銘”, 蘇科版七年級下的“雞兔同籠”“歐幾里德與《原本》”,蘇科版八年級上的“趙爽與弦圖”“‘普林頓322泥板”“《九章算術(shù)》與‘折竹‘引葭赴岸”, 蘇科版八年級下的“阿基米德與‘杠桿原理”等等。這些名人或名題真實地反映出,數(shù)學(xué)上的每一個發(fā)現(xiàn)或發(fā)明,總是在一定的文化背景下的某一種思考。
從數(shù)學(xué)教材的整體編排來看,數(shù)學(xué)文化不是簡單意義上的“數(shù)學(xué)+文化”。在關(guān)注數(shù)學(xué)史料、數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)名人與名題的同時,我們更應(yīng)該對數(shù)學(xué)文化有一種更為樸素的理解:以文化人。數(shù)學(xué)真正的文化要義在于,它可以最大限度地張揚數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的魅力,并改變著一個人學(xué)習(xí)的方式、方法、視角。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)一旦使學(xué)生感受到思維的樂趣,使學(xué)生領(lǐng)悟到了數(shù)學(xué)知識的豐富、數(shù)學(xué)方法的精巧、數(shù)學(xué)思想的博大、數(shù)學(xué)思維的美妙,那么,數(shù)學(xué)文化的教育價值必顯露無遺。
二、中考里的數(shù)學(xué)文化
本文以近三年數(shù)學(xué)中考題為例,選取其中具有“數(shù)學(xué)文化”特征的試題為素材。
例1? (2017年湖北荊州中考題)《九章算術(shù)》中的“折竹抵地”問題:今有竹高一丈,末折抵地,去根六尺,問折高者幾何?意思是:一根竹子,原高一丈(一丈=10尺),一陣風(fēng)將竹子折斷,其竹稍恰好抵地,抵地處離竹子底部6尺遠,問折斷處離地面的高度是多少?設(shè)折斷處離地面的高度為x尺,則可列方程為()
A.x2-6=(10-x)2 ? ? ? ?B.x2-62=(10-x)2
C.x2+6=(10-x)2 ? ? ? ?D.x2+62=(10-x)2
例2? (2018年山西省中考題)“算經(jīng)十書”是指漢唐一千多年間的十部著名數(shù)學(xué)著作,它們曾經(jīng)是隋唐時期國子監(jiān)算學(xué)科的教科書,這些流傳下來的古算書中凝聚著歷代數(shù)學(xué)家的勞動成果。下列四部著作中,不屬于我國古代數(shù)學(xué)著作的是(? ? )
A.《九章算術(shù)》B.《幾何原本》
C.《海島算經(jīng)》D.《周髀算經(jīng)》
例3? (2018年四川自貢中考題)回顧初中階段函數(shù)的學(xué)習(xí)過程,從函數(shù)解析式到函數(shù)圖象,再利用函數(shù)圖象研究函數(shù)的性質(zhì),這種研究方法主要體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想是(? ? )
A. 數(shù)形結(jié)合B. 類比C. 演繹D. 公理化
例4? (2019年江蘇蘇州中考題)七巧板是我們祖先的一項卓越創(chuàng)造,可以拼出許多有趣的圖形,被譽為“東方魔板”,圖1是由邊長的正方形薄板分成7塊制作成的七巧板,圖2是用該“七巧板”拼成的一個“家”的圖形,該“七巧板”中7塊圖形之一的正方形邊長為_______(結(jié)果保留根號).
例5? (2019年重慶市中考題)《道德經(jīng)》中的“道生一,一生二,二生三,一生萬物”道出了自然數(shù)的特征。在數(shù)的學(xué)習(xí)過程中,我們會對其中一些具有某種特性的數(shù)進行研究,如學(xué)習(xí)自然數(shù)時,我們研究了奇數(shù)、偶數(shù)、質(zhì)數(shù)、合數(shù)等.現(xiàn)在我們來研究另一種特殊的自然數(shù)——“純數(shù)”。
定義:對于自然數(shù)n,在計算n+(n+1)+(n+2)時,各數(shù)位都不產(chǎn)生進位,則稱這個自然數(shù)n為“純數(shù)”,
例如,32是“純數(shù)”,因為計算32+33+34時,各數(shù)位都不產(chǎn)生進位;23不是“純數(shù)”,因為計算23+24+25時,個位產(chǎn)生了進位。
(1)判斷2019和2020是否是“純數(shù)”?請說明理由。
(2)求出不大于100的“純數(shù)”的個數(shù)。
例1取材于《九章算術(shù)》,主要考查勾股定理、方程的知識?!毒耪滤阈g(shù)》成書于公元一世紀左右,是一本綜合性的歷史著作。該書系統(tǒng)總結(jié)了戰(zhàn)國、秦、漢時期的數(shù)學(xué)成就,它不僅是中國古代最著名的傳世數(shù)學(xué)著作,也是當時世界上最簡練有效的應(yīng)用數(shù)學(xué),它的出現(xiàn)標志著中國古代數(shù)學(xué)形成了完整的體系。以這個背景設(shè)計考題,不僅可以讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)文化,形成數(shù)學(xué)素養(yǎng),同時也讓學(xué)生感受中國古代數(shù)學(xué)家的偉大成就及其治學(xué)精神和創(chuàng)新精神,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情,增強愛國情懷,促使情感教育與考試功能的有機結(jié)合。
像例1的中考題比比皆是。同時,從歷年的中考題里,我們還看到了《九章算術(shù)》《周髀算經(jīng)》《道德經(jīng)》《孫子算經(jīng)》《直指算法統(tǒng)宗》《易經(jīng)》《算法統(tǒng)宗》《算數(shù)書》《海島算經(jīng)》《幾何原本》《洛書》《算學(xué)啟蒙》《御制數(shù)理精蘊》《增刪算法統(tǒng)宗》等許許多多名著以及我國古代數(shù)學(xué)家趙爽、蘇格蘭數(shù)學(xué)家納皮爾、瑞士數(shù)學(xué)家歐拉、古希臘幾何學(xué)家海倫、我國宋代數(shù)學(xué)家秦九韶、我國明朝科學(xué)家徐光啟等名人名題。面對歷年的中考,我們深深感到,數(shù)學(xué)史對揭示數(shù)學(xué)知識的來源與應(yīng)用、激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考有著重要作用,數(shù)學(xué)家及其著作的重要成果能夠喚起學(xué)生的民族自豪感和自主創(chuàng)新精神,經(jīng)典歷史原題、名人名題能讓學(xué)生充分領(lǐng)略古代數(shù)學(xué)的思想精髓。
三、未來的數(shù)學(xué)文化
美國應(yīng)用數(shù)學(xué)家M·克萊因在他的名著《西方文化中的數(shù)學(xué)》中指出:“數(shù)學(xué)是一種精神,一種理性的精神。”我們除了教會學(xué)生掌握數(shù)學(xué)這門工具,還應(yīng)以數(shù)學(xué)文化對學(xué)生進行非智力因素的培養(yǎng),要充分挖掘數(shù)學(xué)知識的思想內(nèi)涵,將數(shù)學(xué)文化滲透到數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中,讓學(xué)生受到數(shù)學(xué)文化的熏陶,從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
1.數(shù)學(xué)文化選取時,應(yīng)呈現(xiàn)出多樣化,內(nèi)容要豐富,注重從數(shù)學(xué)文化的角度來理解數(shù)學(xué)史??煽紤]數(shù)學(xué)與哲學(xué)、政治、軍事、建筑、藝術(shù)、經(jīng)濟、金融等多角度統(tǒng)領(lǐng)我國古今數(shù)學(xué)文化史中的相關(guān)史料。注重以適宜的主題來統(tǒng)領(lǐng)世界范圍內(nèi)數(shù)學(xué)文化中的數(shù)學(xué)史內(nèi)容。盡可能地體現(xiàn)多元數(shù)學(xué)文化,幫助學(xué)生以更寬闊的視野去認識整個人類文化對數(shù)學(xué)發(fā)展所做出的偉大貢獻,并學(xué)會欣賞豐富多彩的數(shù)學(xué)文化。
2.數(shù)學(xué)文化教學(xué)時,應(yīng)注重系統(tǒng)性和完整性。要符合學(xué)生的心理年齡特點、知識接受水平等因素,應(yīng)從現(xiàn)實的、學(xué)生熟悉的問題出發(fā),追根溯源,回望數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重要人物和事件,讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟數(shù)學(xué)對人類文化和社會進步的重要作用,要盡可能地、完整地呈現(xiàn)出不同文化背景的國度、地區(qū)對于某一數(shù)學(xué)主題的研究成果及其發(fā)展歷程,以利于學(xué)生從整體上把握數(shù)學(xué)發(fā)展的過程。
四、結(jié)語
數(shù)學(xué)教育作為個人文化底蘊不可缺少的一塊基石,在每一個人身上應(yīng)該有更多的沉淀和積累。就如學(xué)了語言更善表達,學(xué)了藝術(shù)更會觀賞,學(xué)了數(shù)學(xué)應(yīng)當使學(xué)生會更理性地去思考、辨析。為此,如果將數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)文化有機結(jié)合起來,使學(xué)生在學(xué)會數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的同時,還能受到數(shù)學(xué)文化的浸潤和熏陶,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生為適應(yīng)社會生活所必需的各種能力,使學(xué)生既能夠批判地思辨,又能產(chǎn)生對真、善、美的追求,既能靈活地駕馭語言,又具有應(yīng)用意識和創(chuàng)新精神??傊?,當數(shù)學(xué)文化的魅力真正滲入教材、進入課堂、融入教學(xué)時,數(shù)學(xué)就會更加平易近人,數(shù)學(xué)教學(xué)就會通過文化層面讓學(xué)生進一步理解數(shù)學(xué)、喜歡數(shù)學(xué)、熱愛數(shù)學(xué)。而如何引導(dǎo)學(xué)生深入品味數(shù)學(xué)文化,使學(xué)生獲得數(shù)學(xué)文化的滋養(yǎng)、潤澤,進一步提高數(shù)學(xué)文化素養(yǎng),并對數(shù)學(xué)文化進行深度開發(fā),則還有相當長的路要走。
【參考文獻】
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