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文化在现代汉语词典中的解释是:人类在社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和,如文学、艺术、教育、科学等. 很显然数学也是人类精神文明的硕果,是人类的一种文化. 数学也有真、善、美,因而数学也同样具有文化.
因此,关注数学的文化功能和人文价值,从而真正提高受教育者的数学素养以及科学素养和人文素养,使得对学生的科学精神和人文素养的培育和谐地统一在一起,这对于我们数学教育工作者来说显得更加重要.
一、数学史是数学文化的重要篇章
没有哪一样东西能凭空产生,我们的数学也是在一定的社会背景下产生的,从原始社会的“数觉”到抽象的“数”,从“1,2,3”到“a,b,c”. 大到一门学科,小到一个符号,就能使人们看到一部历史,一部文明的历史,一部文化的历史,这样一部历史在数学教育过程中的德育功能和教化作用是其他知识无法替代的. 数学具有创造性,所以作为教育工作者要充分揭示数学知识产生、发展的全过程,不仅让学生看到数学知识的前台,更应记学生看到它背后丰富的“舞台”. 我们应当返璞归真,再现这一创造、发现的情景,比如无理数的出现,据说是在公元前470年左右,毕达哥拉斯学派的成员希帕苏斯首先提出了不可公度性,据说,当时毕氏学派正在海上泛舟集会,希帕苏斯说出他的发现后,惊恐不已的其他成员将他抛进了大海. 像这样惊心动魄的发展历程完全有理由,也有必要让学生更多地去了解,使得数学的学习成为名副其实的文化传播.
数学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文明的重要力量,让学生了解数学创造的真实过程,而这种创造过程在通常的教科书中是以定理到定理的形式被装起来的,对这种创造过程的了解可以使我们从前人的探索和奋斗中汲取教益,获得鼓舞和增强信心,有助于掌握数学发展的规律,指导数学的进展,预见数学的未来.
二、数学的实质内容是思想方法
数学在其漫长的发展过程中,不仅建立了严密的知识体系,而且形成了一整套行之有效的思想方法. 一般认为数学思想方法是一类数学方法的概括,是贯穿于该类教学方法中的基本精神,思维策略和调节原则,它制约着数学活动中的主观意识的指向,对方法的取舍组合具有规范调节作用. 而我们现在的数学教育往往是以学生学会解题为目的,许多学生只不过学会了仿照例题的解答形式作机械的操练,因而要求以多求熟、熟能生巧,但不可回避的事实是一旦不再需要解题时,数学的功能在他身上即刻寿终正寝,这样的数学教育又有多大意义呢?如何让数学教育在每一个人的身上有更多的沉淀和积累,作为他个人文化底蕴不可缺少的一块基石伴随他一生?能够沉淀下来的东西一定有一个感悟,筛选,消化,摄取的过程. 俗语说:十年树木,百年树人,教育的真正功能是在今后更长的人生路上,到了那个时候他还能感受到数学,那才是真正的数学素养.
三、数学也具有人文思想
人文思想也是一种以人为本的精神,我们的教育的终极目标是什么?是把人培养成一部大机械中的小部件,还是有独立思考能力与独立人格的真正的人?按照人文思想,我们不仅要重视与赞美经济建设与科研成果,更要重视与赞美创造这些成果的人. 比如,在教圆周率时,可以介绍圆周率世界上第一个把圆周率值的计算精确到小数点后6位小数的人是我国的一位伟大的数学家和天文学家祖冲之计算出来的,并讲述了祖冲之在追求数学道路上的感人故事,这样既可以激发学生的民族自豪感.自尊心和自信心,又可以转化为为祖国建设事业而刻苦学习的责任感和自觉性. 另一方面也可以培养学生不畏艰难,艰苦奋斗,刻苦钻研的献身精神. 可以说是一举多得. 像这样的例子只要教师充分挖掘教材,是可以找到很多的.
当然数学教育还应当在提高全体公民的推理能力这一基本的文化修养方面多做一些开拓性的工作. 比如:为上好一堂数学课,老师作了大量的准备,采取了灵活多样的教学手段,这样学生不仅学得很愉快,而且在心里还会产生一种对教师的敬佩之情,并从老师身上体会到一种责任感,这样对以后的学习工作都有巨大的推动作用.
四、数学具有文化艺术的特征
古希腊学者曾说过这样一句名话:“哪里有数,哪里就有美. ”但数学真的那么美吗?
没错,数学作为一种创造性活动,还具有艺术的特征,这就是对美的追求. 从学科分类来看,数学是理论自然科学中的重要分支——素有“科学之王”之美誉;从数学的起源来看,它是对客观事物的一种量的抽象——从客观存在的有限性演变为认识领域的无限性; 从人文环境来看,数学有着无与伦比的美学情趣. 事实上,数学美的表现形式是多种多样的——从数学的外在形象上观赏,它有体系之美、概念之美、公式之美;从数学的思维方式上分析,它有简约之美、无限之美、抽象之美、类比之美;从美学原理上探讨:它有对称之美、和谐之美、奇异之美等. 从内容上看我们又可以把它分成四大块:
1. 完美的符号语言,比如,当你看到“π”你能想到什么呢?祖冲之?密率?约率?还是3.1415926…,还有像“∑”,“∞”,“≌”,等等;一个又一个数的语言,无不将数的完美与精致表现得淋漓尽致.
2. 特有的抽象艺术. 抽象并非数学独有的特性,但数学的抽象是最为典型的. 比如“Z”表示整数,它是Z个岗位,Z只鸡或Z张照片……也不是哪一个具体的数,分不清是2?是1?或者是100?……“知道”中蕴涵着“不知道”,“具体”中充满了“不具体”,它就是这样一个抽象的数!
3. 严密的逻辑体系. 英国数学家和哲学家罗素说过:“数学不仅拥有真理,而且拥有至高无上的美——一种冷峻严肃的美,就像是一尊雕塑,……这种美没有绘画或音乐那样华丽的装饰,它可以纯洁到崇高的程度并能达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的完美境界.” 罗素说到的是一种形式高度抽象的美,即逻辑形式与结构的完美.
4. 永恒的创新动力. 无论是计算、推理,以及模型的建立,或者是从算盘到计算机,或者是到分形与混沌,都是数学的运用之美. 我们完全有理由这样认为:数学是人类社会永恒的创新动力!
五、数学文化是大众文化的组成部分
数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具,我们的数学教育面向全体学生:人人学有价值的数学,人人都能获得必需的数学,不同的人在数学上能得到不同的发展. 人人都离不开数学,但人人也不可能都成为数学家,所以数学文化教育应是大众文化的一个组成部分. 我们可以让每一个人有选择、有区分地掌握有价值的数学,以帮助全体公民文化修养的提高. 从数学的角度来看,数学发展到今天,纯数学已经不可能为普通老百姓所接收和理解. 人们通常把现代数学比喻成一株茂密的大树,它包含着并且正在继续生长出越来越多的分枝. 据美国《数学评论》杂志分类,当今数学包括了约60个二级学科,400多个三级学科,更细的分科已难以统计,更何况对于大众数学来说. 而从整个教育的发展和现代社会的需求来看,学生要学的其他学科的知识还很多很多,所以我们的教育应当学会做“减法”,这就要求数学的某些内容非得降低,冲破理论框架的束缚,适当地来改造数学,从高度抽象及其枯燥的形象中解放出来. 走下金字塔,走向生活,走向大众,更好地顺应人类学习的需要. 应该帮助每一个人树立“人人都应学有用的数学,人人都能掌握必需的数学”这一信念. 六、数学文化的实质更在于它的应用和发展
数学的文化意义不仅在于知识本身和它的内涵,更在于它的应用价值,只有用于社会实践,融入大众文化的学科才是有生命力的学科 . 而数学在推动其他科学和整个文化进步方面起着不可替代的巨大作用. 还没有哪一门科学在广泛应用上能与数学相比. 同一组偏微分方程,在流体力学中用来描写液体动态,在弹性力学中用来描写振动过程,在声学中用来描写声音的传播等. 如今随便翻开报纸,“拓扑结构”、“数字地球”、“控制论”、“计算机科学中的数学”、“分形与混沌”等名词赫然在目,什么“股市走势图”、“价格分析表”更是随处可见. 数学就在我们身边,每一个生活在地球上的人越来越离不开数学.
另外,数学文化也是人类传播思想的一种基本方式,作为人类语言的一种高级形态,数学语言也是一种科学语言,一种世界语言,它还是自然、社会、人之间相互关系的一个重要尺度(如资源的合理配置、生态平衡与环境保护等). 数学知识具有较高的确定性,因而数学文化具有相对的稳定性,真理性和延续性. 因此,数学教育只有深入到这门学科的文化层面,而不仅仅局限于学科的知识层面,才能获得真正的数学素养.
最后,我想说的是文化需要数学,数学更需要文化,离了文化的数学就如无“灵魂”的一具“壳体”,更重要的是数学作为一种文化,不去发展它,它就会衰落,达尔文的进化论——“适者生存”,也同样适用于数学文化.
因此,关注数学的文化功能和人文价值,从而真正提高受教育者的数学素养以及科学素养和人文素养,使得对学生的科学精神和人文素养的培育和谐地统一在一起,这对于我们数学教育工作者来说显得更加重要.
一、数学史是数学文化的重要篇章
没有哪一样东西能凭空产生,我们的数学也是在一定的社会背景下产生的,从原始社会的“数觉”到抽象的“数”,从“1,2,3”到“a,b,c”. 大到一门学科,小到一个符号,就能使人们看到一部历史,一部文明的历史,一部文化的历史,这样一部历史在数学教育过程中的德育功能和教化作用是其他知识无法替代的. 数学具有创造性,所以作为教育工作者要充分揭示数学知识产生、发展的全过程,不仅让学生看到数学知识的前台,更应记学生看到它背后丰富的“舞台”. 我们应当返璞归真,再现这一创造、发现的情景,比如无理数的出现,据说是在公元前470年左右,毕达哥拉斯学派的成员希帕苏斯首先提出了不可公度性,据说,当时毕氏学派正在海上泛舟集会,希帕苏斯说出他的发现后,惊恐不已的其他成员将他抛进了大海. 像这样惊心动魄的发展历程完全有理由,也有必要让学生更多地去了解,使得数学的学习成为名副其实的文化传播.
数学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文明的重要力量,让学生了解数学创造的真实过程,而这种创造过程在通常的教科书中是以定理到定理的形式被装起来的,对这种创造过程的了解可以使我们从前人的探索和奋斗中汲取教益,获得鼓舞和增强信心,有助于掌握数学发展的规律,指导数学的进展,预见数学的未来.
二、数学的实质内容是思想方法
数学在其漫长的发展过程中,不仅建立了严密的知识体系,而且形成了一整套行之有效的思想方法. 一般认为数学思想方法是一类数学方法的概括,是贯穿于该类教学方法中的基本精神,思维策略和调节原则,它制约着数学活动中的主观意识的指向,对方法的取舍组合具有规范调节作用. 而我们现在的数学教育往往是以学生学会解题为目的,许多学生只不过学会了仿照例题的解答形式作机械的操练,因而要求以多求熟、熟能生巧,但不可回避的事实是一旦不再需要解题时,数学的功能在他身上即刻寿终正寝,这样的数学教育又有多大意义呢?如何让数学教育在每一个人的身上有更多的沉淀和积累,作为他个人文化底蕴不可缺少的一块基石伴随他一生?能够沉淀下来的东西一定有一个感悟,筛选,消化,摄取的过程. 俗语说:十年树木,百年树人,教育的真正功能是在今后更长的人生路上,到了那个时候他还能感受到数学,那才是真正的数学素养.
三、数学也具有人文思想
人文思想也是一种以人为本的精神,我们的教育的终极目标是什么?是把人培养成一部大机械中的小部件,还是有独立思考能力与独立人格的真正的人?按照人文思想,我们不仅要重视与赞美经济建设与科研成果,更要重视与赞美创造这些成果的人. 比如,在教圆周率时,可以介绍圆周率世界上第一个把圆周率值的计算精确到小数点后6位小数的人是我国的一位伟大的数学家和天文学家祖冲之计算出来的,并讲述了祖冲之在追求数学道路上的感人故事,这样既可以激发学生的民族自豪感.自尊心和自信心,又可以转化为为祖国建设事业而刻苦学习的责任感和自觉性. 另一方面也可以培养学生不畏艰难,艰苦奋斗,刻苦钻研的献身精神. 可以说是一举多得. 像这样的例子只要教师充分挖掘教材,是可以找到很多的.
当然数学教育还应当在提高全体公民的推理能力这一基本的文化修养方面多做一些开拓性的工作. 比如:为上好一堂数学课,老师作了大量的准备,采取了灵活多样的教学手段,这样学生不仅学得很愉快,而且在心里还会产生一种对教师的敬佩之情,并从老师身上体会到一种责任感,这样对以后的学习工作都有巨大的推动作用.
四、数学具有文化艺术的特征
古希腊学者曾说过这样一句名话:“哪里有数,哪里就有美. ”但数学真的那么美吗?
没错,数学作为一种创造性活动,还具有艺术的特征,这就是对美的追求. 从学科分类来看,数学是理论自然科学中的重要分支——素有“科学之王”之美誉;从数学的起源来看,它是对客观事物的一种量的抽象——从客观存在的有限性演变为认识领域的无限性; 从人文环境来看,数学有着无与伦比的美学情趣. 事实上,数学美的表现形式是多种多样的——从数学的外在形象上观赏,它有体系之美、概念之美、公式之美;从数学的思维方式上分析,它有简约之美、无限之美、抽象之美、类比之美;从美学原理上探讨:它有对称之美、和谐之美、奇异之美等. 从内容上看我们又可以把它分成四大块:
1. 完美的符号语言,比如,当你看到“π”你能想到什么呢?祖冲之?密率?约率?还是3.1415926…,还有像“∑”,“∞”,“≌”,等等;一个又一个数的语言,无不将数的完美与精致表现得淋漓尽致.
2. 特有的抽象艺术. 抽象并非数学独有的特性,但数学的抽象是最为典型的. 比如“Z”表示整数,它是Z个岗位,Z只鸡或Z张照片……也不是哪一个具体的数,分不清是2?是1?或者是100?……“知道”中蕴涵着“不知道”,“具体”中充满了“不具体”,它就是这样一个抽象的数!
3. 严密的逻辑体系. 英国数学家和哲学家罗素说过:“数学不仅拥有真理,而且拥有至高无上的美——一种冷峻严肃的美,就像是一尊雕塑,……这种美没有绘画或音乐那样华丽的装饰,它可以纯洁到崇高的程度并能达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的完美境界.” 罗素说到的是一种形式高度抽象的美,即逻辑形式与结构的完美.
4. 永恒的创新动力. 无论是计算、推理,以及模型的建立,或者是从算盘到计算机,或者是到分形与混沌,都是数学的运用之美. 我们完全有理由这样认为:数学是人类社会永恒的创新动力!
五、数学文化是大众文化的组成部分
数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具,我们的数学教育面向全体学生:人人学有价值的数学,人人都能获得必需的数学,不同的人在数学上能得到不同的发展. 人人都离不开数学,但人人也不可能都成为数学家,所以数学文化教育应是大众文化的一个组成部分. 我们可以让每一个人有选择、有区分地掌握有价值的数学,以帮助全体公民文化修养的提高. 从数学的角度来看,数学发展到今天,纯数学已经不可能为普通老百姓所接收和理解. 人们通常把现代数学比喻成一株茂密的大树,它包含着并且正在继续生长出越来越多的分枝. 据美国《数学评论》杂志分类,当今数学包括了约60个二级学科,400多个三级学科,更细的分科已难以统计,更何况对于大众数学来说. 而从整个教育的发展和现代社会的需求来看,学生要学的其他学科的知识还很多很多,所以我们的教育应当学会做“减法”,这就要求数学的某些内容非得降低,冲破理论框架的束缚,适当地来改造数学,从高度抽象及其枯燥的形象中解放出来. 走下金字塔,走向生活,走向大众,更好地顺应人类学习的需要. 应该帮助每一个人树立“人人都应学有用的数学,人人都能掌握必需的数学”这一信念. 六、数学文化的实质更在于它的应用和发展
数学的文化意义不仅在于知识本身和它的内涵,更在于它的应用价值,只有用于社会实践,融入大众文化的学科才是有生命力的学科 . 而数学在推动其他科学和整个文化进步方面起着不可替代的巨大作用. 还没有哪一门科学在广泛应用上能与数学相比. 同一组偏微分方程,在流体力学中用来描写液体动态,在弹性力学中用来描写振动过程,在声学中用来描写声音的传播等. 如今随便翻开报纸,“拓扑结构”、“数字地球”、“控制论”、“计算机科学中的数学”、“分形与混沌”等名词赫然在目,什么“股市走势图”、“价格分析表”更是随处可见. 数学就在我们身边,每一个生活在地球上的人越来越离不开数学.
另外,数学文化也是人类传播思想的一种基本方式,作为人类语言的一种高级形态,数学语言也是一种科学语言,一种世界语言,它还是自然、社会、人之间相互关系的一个重要尺度(如资源的合理配置、生态平衡与环境保护等). 数学知识具有较高的确定性,因而数学文化具有相对的稳定性,真理性和延续性. 因此,数学教育只有深入到这门学科的文化层面,而不仅仅局限于学科的知识层面,才能获得真正的数学素养.
最后,我想说的是文化需要数学,数学更需要文化,离了文化的数学就如无“灵魂”的一具“壳体”,更重要的是数学作为一种文化,不去发展它,它就会衰落,达尔文的进化论——“适者生存”,也同样适用于数学文化.