数学文化的教育功能探索
摘要: 数学文化是与人类文化史共同发展的特定知识领域,数学文化课程是高校的人文素养类课程。探讨数学文化的内涵理解与教育功能,对于推动中国高校的通识博雅教育、提升全民科学素养具有重要意义。将数学文化融入课堂教学,拓展了大学数学课堂的思想性、艺术性与开放性,有助于学生建立正确的科学观。本文结合数学史,综合分析数学文化的内涵意义与价值探讨,从教学实践中探索了数学文化的教育功能。

数学是自然学科的基础,数学文化则是指数学的思维与方法在发展中形成的文化特征与价值,即是指其为在时间推移之后保留下的先进部分。如今,数学文化已经作为一门文化素质课程出现在越来越多的高校课堂。在数学课堂中恰当的融入文化,有助于打好其他课基础,具有奠基作用。用辩证的数学眼光在世界探寻,用严谨的数学思维理解世界,用巧妙的数学方法去化解难题,可使综合素养得到显著提高。

1.数学文化的内涵及意义

在某次谈论到数学文化时,张楚廷提出:只有我们在认为数学本身即是一种文化的时候,数学才可以被称之为“数学文化”。[1]通常,数学文化的狭义理解中包含了其思想、方法、以及描绘性语言、形成及后续。广义的理解包括数学家在探索数学的过程中诞生的故事、思维美、数学教育。其内涵丰厚,这些内容的穿插能让学生感受到数学的魅力。在浩如烟海的人类文化中,必定不会缺少数学的影子。

数学家哈蒙德指出,“数学是我们看不见的文化”。注重数学史在大学数学课堂教学中的应用, 是国际数学教育界发展的一种普遍趋势,在世界 各国越来越受到数学教育工作者的推崇[2]。如今,其文化确实正在一步步被重视,连许多外国高校也将其加入课程。例如,麻省理工学院为数学系学生开设数学文化史课程。其重要性体现在:

1.1 数学文化具有现实价值,同时也充满历史性。

因为近些年教科书的设计并不能将数学知识生动灵活地展现,而且学习者学到的是一成不变的数学知识。于是许多人认为数学乏味无聊,对数学望而却步。但实际上,数学史中的有趣故事打动人心,让知识滋润众人。对数学的理解和认知加深,逻辑思维能力提升,分析能力进步这样的综合素质的提高,有益于学生更快适应多元发展的社会。

1.2 数学文化的普及有助于改善国人数典忘祖的现象。

我国的数学史极为悠久,但是现阶段许多人对其发展史一无所知。为了凸显数学文化的宝贵价值,一改代数学的落后现状,数学工作者理应给予大力支持。

1.3 数学文化推动了人类文化的融合与进步。

在数学史中建立的知识脉络能拓宽国人的视野。作为人类文化中的重要一部分,它将哲学、经济、历史、政治、艺术等领域有机结合,构成一个动态系统,推动文化进步,将更多知识结合,拓展学者多方面的知识。

2.数学文化融入教学的方法

为了拉近文化与数学的教学之间的关系,许多学者呼吁将数学文化有机融合到数学教学中去[3]。不仅是中国,世界各国也不断地进行着这方面的探索。

2.1数学思想方法的渗透

教育的意义很多时候并不体现在学习到知识的多少,而在于对思维的培养。在学生们走进社会后,数学对他们思维的培养更能让他们受益终生。

这里有两个常见的形式使数学文化渗透。

第一,课堂中数学史事的引入。人类文化的重要部分,数学必不会缺少一席之地。将史料融入数学课堂可以让学生了解数学的曲折发展历程、感受文化的熏陶。

第二,第二,将其作为一门课程开设。这种渗透方式在我国的高等教育和基础教育中已经形成一种风尚。

2.2追溯根源

高等数学相较于初等数学往往更加抽象,让学生感到突兀。

2.3 感受数学方法的魅力

学习最好的老师是兴趣。想要促进学生积极地探寻知识,教师就可以在讲授过程中适当地讲述古代优秀数学家的故事。同时,数学的思维也具有魅力。介绍一些切实的认识世界的方法,例如在实际生产中广泛应用的最优解法、影响劳动分配的公理、建筑学中的数学原理等。这些,都是理解抽象化方法的最好例子。在上文提到过的MCC课程中,空间,测量等与学习方式联系起来,就可以培养了解决问题的能力和批判性思维。

2.4 因材施教

对于不同专业的学生,一门通识课的课程内容也不可一概而论。其一,对于不同专业的学生,讲述的内容可不同侧重。对于理工专业的学生,可注重公式及理论的推导与拓展,而文史专业则可侧重于数学史,人文方面的内容。其二,对于不同背景的专业,教授内容的深度与广度也应分别考虑——纯理性的数学,许多文科学生难以接受。若能用文科生喜欢的形式展现数学的境界。

3.数学文化的价值探讨

知识的传递,思维的建立,是数学教学的最大目标。由于数学问题的抽象性,解决过程总是伴随着挫折。充满挑战的数学问题,在某种程度上培养了学生承受挫折,不怕困难的品质。其次,数学命题的证明犹如攀岩,只有坚持下去,才能收获成功。再者,数学的学习过程中不免会遇到“以退为进”等许多方法策略,故数学学习可以潜移默化地培养能伸能曲的品质,塑造勇敢、持之以恒、敢于挑战的品质。

为了解决实际问题,高校加强对数学文化的输入,让学生将学到的数学理论运用到不同的领域中。如高等数学中的黄金分割论可以被运用到工程设计专业中,贸易财经专业的学生可以将学到的知识用于推算经济学中的规律。在需要做出特殊的决策时,逻辑推理往往扮演着重要的角色,并使学生未来的职业发展受益。

4.结语

数学是科技的基础,现实问题中数学的知识被广泛应用在信息分析,逻辑推理,程序设计等领域。但是数学文化却拥有许多数学科学无法囊括的价值。所以,要想学好数学,仅仅掌握表面的知识远远不够,而是应该仔细推究过程。数学文化的宣扬,能培养学生能力,潜移默化中产生深远的影响,使其研究问题,学会借助数学文化提高自我素养自我反思能力得到提升,对日后发展产生良好的影响。而不是在日复一日的专业知识学习后成为了“有生命的机器”。数学文化这般深远的影响必定不会被小觑,更不会被忽略。虽然目前这方面的有关研究仍有许多需要改进的部分——数学课堂的文化氛围、数学文化在人类文化中的定位、数学文化未统一的定义等等。但数学文化必将被编写进越来越多的教科书,走进越来越多的课堂,深刻影响一代又一代的中国人。

参考文献:

[1]张楚廷.数学文化与人的发展[J]. 长沙:湖南师范大学,2001:2

[2]曲安京.中国数学史研究范式的转换[J].中国科技史 杂志, 2005( 1) .

[3]李大潜. 数学文化与数学教养[J].中国大学教学, 2008,( 10) :4 ~8.

作者信息:姓名:沈婧芳,出生年月:1981年12月,性别:女,民族:汉,籍贯:湖北监利,毕业院校:华中科技大学,专业:机械设计,学历:博士,工作单位:华中农业大学,职称:副教授,研究方向:数学文化与数学教育。省份:湖北省,邮编430070
姓名:冯驰灵,出生年月:2002年5月15日,性别:女,民族:汉,籍贯:四川省营山县,学校:华农业大学,学历:本科,省份:湖北省,邮编:430070