从文化视角审视高中数学教与学

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  数学作为一种文化现象,早已成为人们的常识.数学的内涵,包括用数学的观点观察现实,构造数学模型,学习数学的语言进行数学交流,通过理性思维培养严谨素质,追求创新精神,欣赏数学之美等等.高中新课程标准从人类文化的层面定位高中数学课程,旨在强化数学文化的修养,而数学文化的修养往往比数学知识和技能本身在深层次上更能反映人才的质量.
  
  1现状分析
  
  根据研究表明,由于高中生的数学经验相对较少,可能还未完全形成自己的数学观,他们对数学的看法更多的来自老师的引导,高中学生积累了一定的数学经验,思想认识也随年龄的增长趋于成熟,对问题的判断逐渐全面客观起来,不再像初中生那样将老师的意见当作评判事物的唯一标准,他们常常以一种批判、审慎的眼光看待数学.但总的调查结果显示:高中学生对数学本质的认识存在片面性,对数学用途的理解存在狭窄性.影响高中学生正确的数学观的因素是多方面的,其中有教材方面的,有考试方面的,有教师教学方面的.
  我国现在推行的高中数学新课程教材总的看来较以前的老教材有了很大的改进.以前旧教材中存在的一些弊端,如重理论知识轻实践应用,重思维训练轻动手操作的倾向,已经引起了很多数学教育专家的重视,新的理念在新教材与新课标中已经有了充分的体现,具体表现为:一是在概念和内容上能以生动形象的现实背景和引人入胜的背景材料作为问题的切入点;二是在论证中不仅注重逻辑推理,而且也注重数学创造性活动经验和相关数学思维的介绍;三是在例题和练习的选择上不仅有纯数学的形式训练,而且也有以课本内容为主线的联系实际的数学问题的解决.
  但另一方面,由于高考的影响,原本教师可以通过教学方法的改进与优化来弥补教材中的一些不足,而实际的情况却恰恰相反.为了取得高考上的高分,不得不把三年的课程内容用两年甚至更短的时间完成,教师只能把教学内容苍白的一掠而过,将本应以学生为主体活动的课堂变成一味灌满的舞台,将对学生创造性思维的启发和培养变为令人生畏的推理和重复不断的形式化的呆板训练.使得数学与客观世界的联系在学生面前被遮蔽,学生不知道数学的原理如何产生,又有何作用,更领略不到数学的文化价值,数学成了枯燥乏味的公式和结论的“仓库”,数学活动是在没完没了的繁杂的计算和烦琐的论证中度过,更有一部分学生把数学看作是进入高校的敲门砖,对数学既害怕又无奈.
  面对这样的现状:我们发现我国的实际数学教学与数学课程标准中的教学目标有一定的差距,与世界数学课程也有一定的差距,这就促使我国的数学教育应该走向重视数学文化价值的道路,把数学当成一门真正的文化来传递给学生,使我国的数学教育走向与世界教育相融合的道路,因此我们有必要从文化视角审视高中数学教与学.
  
  2建立正确的数学信念
  
  所谓数学信念,是指学生在学习数学的过程中,所形成的数学观与数学学习观.数学信念的正确与否,将影响数学学习的效果.
  2.1关于学生的数学观
  通过数学的学习,高中学生应初步形成如下一种数学观:数学与客观世界有密切的联系,数学有广泛的应用,数学是一门反映理性主义、思维方法、美学思想,通过数与形的研究揭示客观世界秩序,和谐统一美的规律的科学,数学是在探索、发现的过程不断发现变化的科学,数学是一种精彩而又科学的人类文化.
  要改进学生的数学观,促使学生形成正确数学观,首先应当加快数学课程教材的改革;其次是应当加快高考招生制度与命题形式的改革;最后,作为数学教师应当加强自身的修养,不断地改进教学方法,分别从数学的知识层面、观念层面、教育层面等不同层面对学生的数学观加以改进.
  在知识层面上改进学生的数学观,主要体现在拓宽学生的数学知识层面,结合教材内容,恰当地增加数学史、数学应用、数学美等关联知识.通过关联知识,不但有助于学生理解数学的价值,更有益于培养学生学习数学的兴趣,增强学习数学的内部动机,更深层次地理解数学的本质.
  在观念层面上改进学生的数学观,首先要促使学生数学化意识的形成.弗赖登塔尔说过:与其说是学习数学,还不如说是学习“数学化”;与其说是学习公理系统,还不如说是学习“公理化”;与其说是学习形式体系,还不如说是学习“形式化”.其次是促使学生数学整体观念的形成,即从整体性认识数学的内容,如集合关注的是具有某种性质的对象的全体所具有的特征;函数的单调性、奇偶性、连续性反映的是函数整体的性质.最后是促使学生辩证唯物观的形成,辩证唯物观的形成主要体现在数与形的两个方面,如分数与整数、正与负、运动与静止、变与不变等等.
  在教育层面上改进学生的数学观,可以从以探索为核心、创建有意义的数学课堂,采取多种数学教学方式进行,还可以通过数学史料对学生进行教育,使学生得到数学精神的感染与数学人文价值的教育.数学发展的历史贯穿着理性探索与现实需要这两股动力,贯穿着对真善美与对功利的两种追求.我们将在文化这一更加广阔的背景下讨论数学的发展、数学的作用以及数学的价值,从历史、文化和哲学的高度鸟瞰数学的全貌和美丽.数学教育要培养学生的数学素养,所谓素养指的是素质与修养,它包括:
  (1) 数学能力的提高.
  (2) 数学的学习方法,思维方法的掌握.
  (3) 应用数学解决实际问题的意识的培养.
  (4) 个性品质的培养.这一切都离不开数学文化.
  2.2关于学生的数学学习观
  所谓学生的数学学习观,就是学生对数学学习的态度.形成学习数学的正确学习态度,逐步建立学生正确的数学学习观.
  首先应当倡导有意义的学习方式.一般地,学生的学习方式有接受和发现两种,在接受学习中,数学学习内容以定论的形式直接呈现出来,学生是知识的接受者,在发现学习中,学习内容以问题形式间接呈现出来,学生是知识的发现者,从文化的观点看,两种学习方式都有存在的价值,彼此在一定程度上相辅相成,但是传统的学习方式过分突出和强调接受与掌握,冷落和忽视了发现与探究,从而在实践中导致了对学生学习过程的极端处理,使学生学习书本知识变成仅仅是学生被动吸收、机械记忆、反复练习、强化贮存的学习习惯和方式,学生学习成了纯粹被动地接受、记忆过程,这种学习窒息人的思维和智力,摧残人的学习兴趣和热情,它不仅不能促进学生发展,反而成为学生发展的阻力.
  要改变学生不合理的数学学习方式,其中一个重要的方面就是要落实有意义的教学方式,它要求一方面要改变教材的结构形态,在呈现方式上有大胆的突破;另一方面要大力提倡“做数学”的学习方式,它强调学生学习数学是现实的体验、理解和反思的过程,强调以学生为主体的学习活动对学生理解数学的重要性,认为学生的实践、探索与思考是学生理解数学的重要条件,它要求在数学教学中,要本着学生是学习的主体,在课堂上开展学生之间、师生之间名副其实的交流,要让学生在“做数学”的过程中去发现数学、了解数学、体验数学、掌握数学,在“做数学”中认识数学的特征,总结数学的规律,认识数学的科学与人文价值,从而学会数学学习,发展数学能力.
  其次是倡导探究性学习.探究性学习是近年来兴起的一种全新的数学教学与学习方式,它主要着力于学生的学,鼓励学生以类似科学研究模式来主动进行探索活动.探究性学习具体是指学生围绕某个数学问题、自主探究学习的过程,这个过程包括:观察、分析数学事实,提出或有意义或有趣或富有挑战性的数学问题,猜测、探求适当的数学结论或规律,给出解释或证明.探究性学习有助于学生初步了解数学概念和结论产生的背景和过程,初步理解直观和严谨的关系,初步尝试数学发现的过程,体验创造的激情,建立严谨的科学态度和不怕困难的科学精神,有助于培养学生勇于质疑和善于反思的习惯,培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,有助于发展学生的创新意识和实践能力,有助于改变学生学习数学的方式.
  再次要倡导合作学习.数学是一种文化、是日常生活和进一步学习的必不可少的基础和工具.数学教学应当注重数学文化氛围的营造,注重与学生的生活实际和已有的经验相结合.为此,在教学活动之中教师应当有目的地引导学生从他们的生活实际出发,师生共同合作,创设一种富有探究性的问题情境,使学生感受到数学的“普遍性”和“趣味性”,在参与中体验合作.正因为有了师生的使用才使情境的创设显得自如、得体,学生以一个研究者的身份出现,大大激励了他们的学习积极性,同时获得一次极好的合作学习的体验机会.为使小组的合作更具有效性而提供必要的条件,适当调整教材,真正体现了教师的“桥梁作用”,在把“教师教教材”变成“学生做中学”的同时为学生的合作探索创造更广泛的空间.
  最后要倡导在信息技术环境中的学习.教育的技术化趋势已经成为近年来教与学改革引人注目的特点,随着教学中信息技术含量的提高,电脑、网络技术已成为学生学习数学的有效手段之一,学生可以通过各种现代化手段和媒介获得信息,并进行思考活动,从而学生学习数学的方式可以得到进一步的改善.实践表明,提高学生理解能力与培养学生兴趣的一个有效途径就是让他们在信息技术环境中学习.
  利用现代信息技术,数学如同物理、化学一样,正成为一门实验性学科,如学习函数图像时,可将学生分组在电脑上画出函数图像,观察记录图像变化特点,得到初步体验后讨论分析函数图像变化的因素,并大胆进行猜测、验证,写出实验报告.通过这种方式的学习,使得学生成为了真正的主人,这是传统的数学学习方式难以达到的.
  目前还有一种有效的网络学习方式——Web Quest,自1995年美国圣地亚哥州立大学教育技术系的伯尼·道奇(Bemie Dodge)和汤姆·马奇(Tom March)博士提出Web Quest概念以来,Web Quest作为一种课程计划模式已在国内外得到迅速的发展.Web Quest用导言、任务、过程、资源、评价、结论等六个基本模块把整个课程贯串在一起,以一定的目标任务驱动学习者对某个问题或某类课题自主地进行探索和研究,以培养学习者的实践和创新能力.通过学生的自主研究,通过背景资料的介绍,激发学生的学习热情和参与研究的热情,形成学生的思维起点.
  
  3进行有效的学法指导
  
  学生会学习、有良好的学习方法,是学生主动参与教学活动、主动进行数学思维的前提和基础.长期以来,在数学教学方法的改革活动中,一直比较注重对教师教方面的研究,而对学生学方面的研究则很是缺乏,学生是学习活动的主体,如果缺乏了对学习方法上的研究与指导,那么学生要取得良好的学习效果、全面地领会数学的价值是难以想象的.
  对学生进行数学学习方法的指导,可分别从以下几个方面进行.
  其一是引导学生正确认识数学学习方法的重要性,启发学生认识到科学的学习方法是提高数学学习成绩,理解数学的丰富价值的重要因素,并把这一思想贯穿到整个数学教学过程,比如可以结合教材内容,介绍一些运用科学学习方法获得成功的事例,召开数学学法研讨会,让数学学习成绩优秀的同学介绍经验,开辟专栏进行学习方法的讨论等等.
  其二是在具体方法上予以指导,在具体的学习方法上给学生以指导,是数学学法指导的重要内容,这其中包括对数学学习各个环节(包括预习、听课、复习、作业、总结、考试)的基本学习方法给予指导.另外,在数学学习过程中,首先应当指导学生重视知识过程的学习,在理解掌握每一个知识点时,应伴随着如下的思考:是什么?为什么?从何而来?有什么作用?并在此基础上,还要从整体上把握知识脉络,以章节为单位,从纵横的角度把知识的内在联系用逻辑框图勾勒出来,从而形成知识网络.随着学习的深入,还可以对知识进行结链组块的深层次贯通,真正领悟到数学的连贯性与统一性;其次,要指导学生重视思想方法的学习,要让学生明白,学习的目的是为了应用,解决问题的能力是一把重要的标尺,但解决问题仅靠数学中的技巧是远远不够的,其中更多的是数学思想方法的运用,而对数学思想方法的学习不能是孤立地学习,应是在对基础知识、基本方法牢固掌握的基础之上的一种“领悟”,再以这种“领悟”去指导解决数学问题;最后,要指导学生养成良好的学习习惯,要独立思考.数学知识可分为显性知识与隐性知识.显性知识是诸如概念、定理、公式等可清晰表达的知识,隐性知识是诸如对显性知识的理解与运用等方面,无论是对显性知识与隐性知识的掌握,不能仅依赖于老师的讲授,而需要学习者的独立思考才能达到.
  其三是非智力因素的指导,学生积极的非智力因素可以使数学学习的积极性大增,因此,要把培养学生良好的非智力因素放在重要的位置,首先要注意激发学生学习数学的动机,即激励学生主体的内部心理机制,调动其全部心理活动积极性,以数学的广泛应用引发学生学好数学的热情;以我国在数学领域取得的成就培养学生的爱国主义思想,激发学习动机;挖掘数学中的美育因素使学生受到美的熏陶.另外,教师还可以在教学过程中,根据教学内容,选取生动活泼、贴近学生生活的教学方法引起学生兴趣,使学生产生强烈的求知欲,教师还可以运用形象生动、幽默风趣的语言来感染学生,可以安排既严谨又活泼的教学结构,形成热烈和谐的氛围,使学生积极主动、心情愉快地学习,然后要注意锻炼学生学习意志,心理学认为:意志在克服困难中表现,也在经受挫折、克服困难中发展,困难是培养学生意志的“磨刀石”.因此,在教学中要经常给学生安排适度难度的数学问题,让他们经受一些挫折,通过自己的努力克服困难,在独立思考中解决问题.
  
  4营造和谐的数学学习环境
  
  4.1教师是学生学习数学的最大环境
  教师既是学生的人师,同时也是学生的经师,学生喜不喜欢数学,往往是受数学老师的影响.教师在日常的数学教学中,通过自己的个性品质以及教学活动,潜移默化地影响着每一个学生.
  乌申斯基说过:“教师个人的范例,对青年的心灵是任何东西都不可代替的最有用的阳光”.如果数学教师师德高尚、工作负责、知识渊博、积极进取,有为事业奉献的敬业精神,师生感情融洽,学生可能由喜欢数学教师而转向喜欢数学,如果数学教师教风不正、治学不严、知识浅薄、疏于进取、缺乏敬业精神、师生关系紧张,学生可能由不喜欢数学教师而转向不喜欢数学.
  因此要营造和谐的数学学习环境,需要建立新型的师生关系,这种关系要求教师的威信不再建立于学生被动与无知的基础上,而是建立在教师借助学生主动参与与促进其充分发展的能力之上.
  首先,教师在教学中应充分了解学生与尊重学生,教师应视学生间的差异为常事,不能苛求学生在数学学习中获取同样程度的成功,企图让所有的学生在数学学习上取得优异的成绩是不现实的,教师应更多地关注学生对数学学习的积极姿态,关注学生能否学会从数学的角度思考问题,特别要注意爱护在数学学习中有困难的学生,在学生自愿的前提下,可通过各种途径给予针对性的指导,以发展其数学能力,一旦他们被理解与接受,便会产生巨大的学习动力,鼓舞他们去克服困难,从内心体验到学习数学的乐趣,增强他们学习数学的自信心.
  4.2创建校园数学文化氛围
  校园文化建设离不开学校的文化环境和文化机制.校园文化的追求及其相应的文化情境课程模式的机制,是数学文化的天然环境和保障.校园文化的追求要求学校从行政管理到课程管理,从校园环境建议到课程建设,从师生形象建设到学校内涵的发展,都要有文化的追求.数学学科也应确立建设文化数学的口号,并通过活动、评价等机制来实施.学校可以通过各种形式新颖、内容丰富的文化活动(比如欣赏有关数学的影片、数学历史沙龙、数学教育论坛、文化考察或休闲、学子论坛等),一方面提升教师和学生的人文修养,拓展文化视野,另一方面加深对数学学科的深入研究和理解,有效的提升教师的素养和学生的学习兴趣.
  要使“数学文化”的思想理念真正在高中数学新课标的实施过程中,变成教师与学生的自觉行动,我们需要做很多的工作,要较全面地认识数学的价值、数学的课程标准、数学的教学、数学的学习,以及数学教育的评价,从而建立在文化视角下的数学观、课程观、教学观、学习观以及评价观,再在这些观点的指导下,积极探讨落实“数学文化”理念的切入点以及行之有效的方法.
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