作为文化的数学及其教学

来源 :江西教育·教学版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaofeixiaheiwa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  一
  
  无疑,从不同角度看,数学具有多重身份和角色:数学是一门工具、是一种语言、是一门科学、是一种文化……事实上,在过去的时间里,我们已经有意或无意地践行着作为工具的数学、作为语言的数学、作为思维模式的数学,等等。本文试图转变视角,从文化的视角重新观照并确认数学的本质,尝试在实践层面上给出一些肤浅的、更接近数学本意的表达。
  从作为工具、语言、思维模式的数学,转而走向作为文化的数学,视角转换的背后折射出的是认识和理解的差异。所谓认识决定行动。因而,本文愿意首先对什么是“文化”,数学是否“作为一种文化”作一些简单探讨与说明。
  
  二
  
  2001年颁布的数学课程标准明确指出:数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。无疑,这一论述让我们对数学有了重新思考的可能,也给我们的数学教学实践提出了新的课题。随之而来的关于“数学文化”的热烈、持续的探讨,恰是一种必然的呼应。然而,令人遗憾的是,课程标准并没有对文化乃至数学文化给出明确的界定。并且,理论的缺席已经给实践带来消极影响,澄清认识似乎已成当务之急。否则,实践上必难有深入的跟进。
  “文化”是我们十分熟悉而其内涵又颇为丰富、复杂的一个科学概念。在我国古代典籍中,“文化”指“文治教化”“礼乐典章制度”等,前者用作动词,后者为名词。现代意义上的“文化”,是由西方引进的。对于“什么是文化”这一问题,叶志良先生在《大众文化》中的如下表述极具代表性:“每个试图对文化作出界定的人,都可以在自己的学科视野、知识背景、学术立场、社会环境等基础上,对文化的定义提出自己的见解。20世纪60年代,著名文化学家阿尔弗雷德·克洛依伯克莱德·克勒克荷恩在《文化:概念和定义述评》中曾经列出160余种文化定义。”上述论断足以说明,文化正像钱钟书先生所讲的“你不说我还清楚,你越说我越糊涂”的那类概念。
  尽管如此,如下对文化的广义定义,依然在国内得到了多数人的认同。“所谓文化,是指人类社会历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。”撇开其中物质层面的文化不谈,与此相关的另一有关文化的定义,同样得到大众的广泛认可。即“所谓文化,是指一定社会群体创造、习得且共有的一切观念和行为”。
  回到数学问题上来。数学“是人类社会历史实践过程中所创造的物质或精神财富”吗?进而,数学可以看作是“一定社会群体创造、习得且共有的观念和行为”吗?答案无疑是肯定的。至此,数学“作为一种文化”的身份得以确立:数学的确是一种文化。进而,为了区别于其他文化,我们把数学这一文化类别称作数学文化。这就是数学文化的由来。
  明确了什么是文化,随之而来的问题是,与其他文化分支相比,数学文化的独特性及价值表现在哪儿?换言之,什么是数学文化,数学文化的价值又在哪里?对此,笔者十分赞同南京大学哲学系教授郑毓信给出的观点。“所谓数学文化,是指以数学家为主导的数学共同体(需要提及的是,在某种意义上,普通大众同样也是数学共同体重要的成员,他们在数学的创造、发展、进步等过程中,有着不可或缺的作用)所特有的行为、观念、态度和精神等,也即是指数学共同体所特有的生活或行为方式,或者说是特定的数学传统。”事实上,细心的读者一定已发现,这一对数学文化的界定,恰恰是上述文化定义的自然延伸与具体化,可谓是一脉相承。
  乍一看,对数学文化的这一界定的确有点玄。事实上,笔者在与教师交流这一观点时,的确也从教师那儿获得了类似的反馈。但稍作深入思考后,问题似乎并不难理解。众所周知,数学不是纯客观的存在,而是人类思想领域的一种创造(尽管其原型或许来自于客观现实)。就像我们能看到1个人、1棵树、1朵花,却永远看不到抽象的数“1”;我们能找到像硬币、钟表、桌子、光盘等不计其数的具有圆形轮廓的物体,却永远不可能在现实世界中找到真正意义上抽象的平面图形“圆”,诸如此类。数学既然是一种创造物,那么,在其被创造的过程中,数学势必会印上其创造者(以数学家为代表的数学共同体)鲜明的烙印。他们的行为、观念、态度和精神势必会以一种独特的方式存在于数学之中,成为“投射”并“凝聚”于数学之中的重要因子。或许,呈现在我们面前的数学,通常只是些可视的、物态层面的内容(诸如数字、符号、公式、结论等),但凝聚于这些物态层面的数学背后的,正是那些以数学家为代表的数学共同体成员在从事数学创造、研究、学习、思考时所特有的思维方式、行为准则、精神气质、价值观念以及人格特征等。
  事实上,如此情形也并非仅仅出现在数学这一文化现象身上。任何一种文化,在其被创造的过程中,势必都会凝聚其创造者(从更一般的角度看,则应是创造者共同体)的观念、态度、精神及气质,比如文学、艺术、历史等。只是,不同的文化,在其被文化主体缔造的过程中,所融入的思维方式、行为准则、精神气质、价值观念等不尽相同。比如,数学作为一种文化,其所折射出的精确、抽象、公理化的思维方式,务实求真的理性精神,不断超越及自我否定的创新气度,以及对简洁、对称、和谐、秩序等独特美感的敏锐洞察,等等,却是其他所有文化门类中所鲜有的。而这,正是数学所蕴涵着的更为丰富、广远的文化价值,也是我们的教学实践在彰显了数学的工具价值之后,更需着力开掘的文化宝藏。
  
  三
  
  明确了什么是数学文化,并探明数学文化的独特价值后,作为文化的数学及其教学只是具有了实现的可能。实践层面上,我们还需要着重并审慎提出的问题是,如何实现由“作为工具的数学”向“作为文化的数学”的切实转变?这才是最核心的问题,并真正关乎实践。
  事实上,伴随着新一轮课程改革,尤其是随着课程标准对“数学是一种文化”的准确表述,实践层面对数学文化的探索十分密集,甚至曾一度达到“数学课堂言必称文化”的境地。问题也随之而来。
  关于数学文化的探索与实践,发端于数学史在教学中的介入。无疑,这是一种有益的尝试。并且,由于数学史的介入给以“工具、推理、训练”为核心的数学课堂注入了活力,对数学发展历史的回顾也就改变、丰富了学生对数学的认识。数学原来并非只是一堆无意义的符号、数字、公式的堆砌,并非只是孤僻的数学家们闭门造车、无端臆想的结果,数学原来也关乎人性与道德、精神。数学在其发展历程中,也有着动人心魄的思想冲撞与对话。
  当然,所有这一切得以实现的前提是,数学史料并不只是作为一种外在于数学的“趣闻轶事”附加到课堂上。数学史料的展开、还原、解密等,是数学史料之文化价值得以最大化实现的重要策略。在此,笔者愿意援引席争光老师“圆的周长”一课对数学史料的开掘作为例证,以说明上述问题。
  通常,“祖冲之及其对圆周率研究至小数点后第七位”的史料,都会出现在本课教学中。但不同于其他教师简单呈现数学史料的方法,席老师的处理别具一格——
  师:早在2000多年以前我国的一本数学专著《周髀算经》中就有“周三径一”的记载,(播放课件)周三径一,意思就是说,圆的周长总是直径的3倍,我们得出的结论是——
  生:圆的周长和直径的比值是三点多。
  师:很不简单嘛!这个结论在当时的生产生活中发生了巨大的作用。随着生产生活的不断进步,这个结论已经不能适应生产生活的需要了。为此,我国的数学家又用了新的方法来研究,同学们想了解一下吗?
  生:想。
  师:在这幅图中都有哪些图形?
  生:圆和正6边形。
  师:观察正6边形的边长和圆的半径的长度,你有什么发现?
  生:正6边形的边长和圆的半径相等;正6边形的周长是半径的6倍、直径的3倍;圆的周长比直径的3倍多一些。
  师:注意观察,(课件演示:在圆内接正6边形的基础上,出示圆内接正12边形)比较正12边形和圆的周长,你有什么发现?
  生:正12边形的周长还是比圆的周长少,但比正六边形更接近圆的周长。
  师:接着观察,(课件以类似方法呈现圆内接正24边形、正48边形)你又有什么新发现?
  生答略。
  师:如果再等分,又会是多少边形?
  生:正96边形、正192边形……
  师:就这样一直分下去,你有什么思考?
  生:越往下分,多边形的周长就越接近圆的周长。正多边形的周长和“直径”的比值就越接近圆的周长和直径的比值。
  师:这正是1700年前我国伟大的数学家刘徽提出的用“割圆术”求圆的周长和直径比值的方法。刘徽从正6边形入手,计算到正1536边形,得出圆的周长和直径的比值是3.1416。继刘徽之后,在南北朝时期,有一位伟大的数学家祖冲之,他更深入地进行了圆周长和直径比值的研究,并做出了杰出成就。现在我们一起来感受一下祖冲之研究的思路。在直径3.3333米的圆里,祖冲之一直分割到正12288边形,这时每条边的长度是0.852毫米。祖冲之没有停步,他继续分割得到正24576边形,这时每条边的长度大约是0.4毫米,不足半毫米,用针尖一点,它的长度大约就是半毫米。此时,多边形的周长和圆的周长相比会怎样?
  生:已经非常接近。
  生:几乎就可以当作圆的周长了。
  生:这时求出的多边形的周长和直径的比值就会非常精确了。
  师:同学们,祖冲之是我们民族的自豪和骄傲。正因为祖冲之的杰出成就,月球上有一座环形山命名为祖冲之山;宇宙中第1888号小行星也是以祖冲之的名字命名的。不过,圆的周长和直径的比值的研究还远没有结束。(课件播放近代圆周率的研究成果。教师板书:3.14159265358979323846……)
  圆周率发展的历史在这一刻得以生动还原。课堂上,学生获得的不只是“原来如此”的感叹,更重要的是,圆周率作为一个特定的数学知识,它是如何一步步真实发展起来的,在这一过程中,人类永不知足的探索精神、不断超越的人性光辉又是如何发挥到极致的。对于学生精神生命的成长,这些无疑是一笔宝贵的资源。数学史,在这一意义上,才算是担当起其作为数学文化重要组成部分的责任和价值了。
  然而,物极必反。对数学史料的过度关注,却引发了新的质疑和思考:能走进小学数学课堂的数学史料毕竟有限。更多日常的数学课堂里,离开了数学史料的点缀与铺陈,数学还能否作为一种文化存在于我们的课堂?家常的、朴素的数学课堂里,数学的文化价值与气度又该如何去实现?
  我们不得不承认,正是这样的思考和质疑,让我们有可能重新停下脚步,去思考更具一般意义、更具日常渗透力的数学文化及其教学实践路线。进而得出如下的结论:有关数学文化的探讨与实践至此远没有结束,甚至只是一个开始。对于博大精深的数学文化而言,数学史料充其量只是其不可或缺的组成部分,是一个引子。正如前文所述:数学作为一种文化,其所折射出的精确、抽象、公理化的思维方式,务实求真的理性精神,不断超越及自我否定的创新气度,以及对简洁、对称、和谐、秩序等独特美感的敏锐洞察等,这些才是作为文化的数学所具备的文化价值的丰富内涵。也正是在这样的认识背景下,如下的实践与思考,似乎为数学文化今后的发展提供了新的线索。
  比如,教学“三角形的内角和”时,当所有学生通过所谓的“测量”,无一例外地得出三角形的内角和都是180度时,你是否应该怀疑,这一看似准确的结论背后,似乎隐藏着一些有悖于数学“务真求实”精神的状况?众所周知,实验过程中误差的存在是毋庸置疑的。并且,正是因为有了178度、181度、179度……等多样化且都接近180度的实验结果,才为我们最终揭示“三角形的内角和”奠定坚实的基础。更重要的是,正视实验的误差,正视数学探索过程中出现的任何看似存在“问题”的数据,这正是数学研究中必须遵守的游戏规则。否则,再“准确”的结论,也是有悖于数学精神的。事实上,对学生而言,数学学习除了指向于数学事实的获得,更应该指向数学研究方法的掌握、数学研究品质的生成。相对前者而言,后者可能是伴随其一生的财富,也是学生在未来工作、生活中时时需要用到的数学文化素养。
  再比如,教学“加法交换律”时,为了说明猜想“任意两数相加,交换它们的位置,和不变”成立,当学生举出的十几个例子几乎都局限在了“一位数加一位数”时,教师完全可以以一句“有了这么多例子,猜想能成立吗”,顺势得出结论。然而,有位教师选择了另一种思路:“例子真的是越多越好吗?”“如果都是一位数加一位数的例子,举出两三个和举出十几个有多大区别?”“还能举出不同的例子吗?比如两位数加三位数,分数加分数,0加一个数,等等。”“你觉得这样的例子对于我们得出结论有什么作用?”一堂课下来,学生的思维显然不再如最初般流畅。然而,正是在这位教师的课堂中,我们似乎读到了超越于一般知识与技能的更高追求,那就是,数学学习,还应致力于帮助学生养成严谨的研究方式、缜密的思维习惯,进而在数学研究的过程中,获得对数学方法论的初步熏陶。而这些,不同样是数学文化价值的生动体现吗?
  类似的案例,我们一定还可以找出很多。在笔者看来,它们的价值在于向我们传递出了这样的信号:数学史不是数学文化的全部,它其实就在我们身边,就真真切切地弥散在我们每一天朴素的数学课堂上。只要用心去体会、去捕捉、去开启,我们有理由相信,数学内在的文化价值一定会得以释放,并成为影响学生数学成长的重要精神源泉。(作者单位:江苏省南京市北京东路小学)
  
  □责任编辑 邓园生
  E-mail: jxjydys@126.com
其他文献
顾名思义,“同题研课”就是针对同一主题进行多角度的研究探讨。其操作流程如下图:    具体说来,“同题研课”是以同年级同学科的备课组为单位,通过“集体选课备课——独自设计上课、观摩——集体说课评课”,进行同学科教师之间的探讨与交流。  1.集体选课备课。以年级备课组为单位,备课组教师共同商议确定同一主题(课题)的教学内容。在集体备课时,通过各抒己见、讨论交流,明确课文的教学目标,剖析教学的重点难点
传统的学生作业普遍存在着单调重复,只追求知识体系,淡化实践性、自主性、创造性的弊端。而新课程理念强调学科知识的综合化,强调学生作业的目的是为了促使他们更好地掌握知识,获得可持续发展的能力和动力。在教学实践中,我校教师尝试了一种新的作业模式——“综合作业”。即从学科内容出发,结合生活实际,使学生的多学科知识、能力和情感得到整体提高。  以数学课为例,学完“长方形的面积”后,学生提议为自己的书桌设计一
随着独生子女的增多,学生心理问题呈上升趋势。为强化学生的心理辅导,学校在创新教学常规辅导的基础上,通过开设心理导向课、增设《好姐姐心语》校本课程及开办“心心语小屋”心理咨询室,帮助学生们找出心理问题的症结所在,对症下药,打开学生的“心锁”。  1.开设心理导向课,为学生健康心理导航。心理导向课是针对学生心理健康而设计的课程。主要为下列几种学生进行辅导:一是单亲家庭子女;二是农民工子女;三是生活优越
学术逻辑是发明、发现及其应用的创造性的思维过程.中华传统文化高校课堂教学的学术逻辑要求教师带领学生回到一种文化的初始状态并再现其发展变化的过程,让学生经历文化问题
目的:建立星形胶质细胞体外培养方法以及氧糖剥夺(oxygen-glucose deprivation, OGD)模型,研究盐酸法舒地尔(fasudil hydrochloride,FH)(5μM、10μM)对体外培养的星形胶质细胞氧糖剥夺损伤的保护作用及其相关机制。方法:采用新生1~3天SD大鼠进行星形胶质细胞原代培养。待原代细胞长满培养瓶底85%~90%时,即可进行细胞传代。取传一代后生长至第五
课堂教学方法改革对倡导国家新课程推进具有不可忽视的效能.从教育学术史的微观研究视角,透视20世纪90年代至新课程改革伊始以来我国中学历史教学方法改革成就与不足,对目前
当前,阅读对话教学的理论,已为广大小学语文教师所接受。如何提高对话教学的有效性,提高对话教学的质量,我们觉得,教师与文本对话显得尤为重要。  笔者认为,教师与文本的对话应从以下四个纬度进行。    一、回归阅读    所谓回归阅读,即尽可能地读出作品的原汁原味,读出作品的本来面目,设身处地读懂文本作者真实的创作意图、情感脉络、思维轨迹等。与文本对话的途径有三:一是从文本中捕捉作者的情感、思维、思想
要构建高师中文专业与中学语文的对接机制,就要做到:在高校、中学、地方教育局教研室“三位一体”模式的具体实施及操作中,充分发挥跨校协同创新机制作用,改变教育者与受教育
作业作为教学内容的组成部分,包括完成作业和评价作业。完成作业固然是学生必须完成的任务,评价作业则是教师的基本任务之一,是学生必须参与完成的任务。从培养和发展学生的责任心以及判断、辨别和评价能力的角度讲,作业批改的教育价值不是单纯完成作业所能替代的。  传统的批改方式把学生完成作业与教师评价作业这一完整的学习过程分割开来,形成了学生做作业、教师批作业、学生完全依赖教师对自己作业质量作出评价的状况,“
主持人(江西省南昌市东湖区教研中心):上一期我们谈了如何运用有效的课堂评价,助推学生的发展。而学生评价改革更为关键的突破还在于构建符合新课程的人本化的评价体系,直面