高職數(shù)學文化課程思考

時間:2022-10-10 03:28:36

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高職數(shù)學文化課程思考

一、高職數(shù)學需從數(shù)學文化入手

目前,武漢市為了留住百萬大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),從熱愛武漢這座城市著手,在武漢各高校紛紛開設(shè)“武漢文化”“認識武漢”等課程,首先讓大學生熱愛武漢,才能讓他們留在武漢,推動武漢的發(fā)展。推而廣之,科技發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)時代迫切需要學習數(shù)學。因此,必須讓大學生們了解數(shù)學、熱愛數(shù)學,從而學習數(shù)學、應(yīng)用數(shù)學。借用電視劇《北京人在紐約》的開場白:“如果讓他熱愛數(shù)學,就把他送進數(shù)學文化課堂,因為那里是天堂”。數(shù)學課程不同于其他高職專業(yè)和技能課程,它是中小學數(shù)學課程的一種延伸。由于種種原因,在相當長的一個時期,特別是在高職院校,數(shù)學課程不受學生們的歡迎。在入校之初我們對新生做過初略的統(tǒng)計,由于長期的題海戰(zhàn)術(shù)、魔窟式訓練,以及屢戰(zhàn)屢敗的殘局,數(shù)學課程已成為絕大部分對數(shù)學學習身心疲憊學生最不喜歡的課程之一;還有部分來自中職的學生,在中職學習階段就有很多學生已放棄數(shù)學學習。面對如此多厭學數(shù)學課程的學生、數(shù)學基礎(chǔ)不太好的學生,如何讓他們熱愛數(shù)學,從而學習應(yīng)用數(shù)學?必須讓學生從了解數(shù)學入手,從數(shù)學的歷史、典故、人物傳記以及數(shù)學推動人類文明、社會發(fā)展等,從人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等當前和未來發(fā)展需要數(shù)學等全方位介紹數(shù)學,從而激發(fā)學生熱愛數(shù)學,進而學習數(shù)學。而數(shù)學文化課程恰恰是其切入點。何謂數(shù)學文化?百度上的定義為:它的狹義定義為:數(shù)學的思想、精神、方法、觀點、語言,以及它們的形成和發(fā)展。除上述內(nèi)涵以外,從廣義角度來看:還包含數(shù)學家,數(shù)學史,數(shù)學美,數(shù)學教育以及數(shù)學發(fā)展中的人文成分、數(shù)學與社會的聯(lián)系、數(shù)學與各種文化的關(guān)系等。長期以來,數(shù)學教育中有意識或無意識地始終存在著脫離社會文化的孤立主義傾向,并一直影響到我們今天的數(shù)學教育。它導致數(shù)學極度的抽象符號化和過度邏輯推理,使很多人誤以為很多數(shù)學知識僅適合少部分人學習數(shù)學,從而導致很多高職學生放棄學習數(shù)學。因此,數(shù)學課程必須從單純的邏輯演繹推理的“怪圈”中解脫出來。開設(shè)數(shù)學文化課的目的就是從歷史、哲學等方面介紹和分析數(shù)學的文化價值,揭示數(shù)學的文化內(nèi)涵、文化意義以及數(shù)學歷史發(fā)展及進程所產(chǎn)生的文化效應(yīng)等。努力讓學生在學習數(shù)學文化課程的過程中感受數(shù)學的魅力從而激發(fā)學生學習數(shù)學的熱情和欲望。

二、提高高職學生的數(shù)學素養(yǎng)是數(shù)學課程改革的突破口

當前,高職數(shù)學課程面臨兩難的尷尬局面。一方面,數(shù)學課程不招待見,主要表現(xiàn)在:(1)各專業(yè)院系口徑要求壓縮數(shù)學課程課時或取消數(shù)學課程;(2)經(jīng)過小學、初高中多年的數(shù)學課程“妖魔化”教學,學生恐懼甚至厭惡數(shù)學課程;(3)鑒于目前高職生入學的數(shù)學基礎(chǔ),教師們難于完成現(xiàn)有教材內(nèi)容的教學任務(wù)。而另一方面,來自政府部門和數(shù)學權(quán)威的聲音,“對所有學生進行優(yōu)質(zhì)的數(shù)學教育是興旺發(fā)達的經(jīng)濟所必需的?!保?];國際數(shù)學大師丘成桐大膽預言:“21世紀的整個工業(yè)和理科的發(fā)展不可能離開數(shù)學,無論是通信科學、互聯(lián)網(wǎng)跟人工智能、材料科學,量子計算等都需要用到數(shù)學,沒有數(shù)學我們就沒法將這些發(fā)生的工業(yè)進行推進。即成為世界科技強國亦需要數(shù)學作為基礎(chǔ)?!保?]數(shù)學老師們也由此極力推崇數(shù)學,推動數(shù)學課程的發(fā)展。我們面對諸多關(guān)于數(shù)學及數(shù)學課程的問題:數(shù)學有用嗎?高職學生需要學數(shù)學嗎?高職學生的數(shù)學基礎(chǔ)能學好數(shù)學嗎?……林林總總,我們不禁要問,數(shù)學怎么了?數(shù)學有用,用在哪里?數(shù)學課程怎么了?高職數(shù)學課程該不該開?著名數(shù)學家華羅庚曾指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數(shù)學”。答案是無疑的。但高職該不該開設(shè)數(shù)學課還真不是用一句話說得清楚。問題出在哪兒?問題就出在數(shù)學教師自身。我們忽視了數(shù)學教育的雙重性?!皵?shù)學不僅是一門科學,也是一種文化,即‘數(shù)學文化’;數(shù)學不僅是一種知識,更是一種素質(zhì),即‘數(shù)學素質(zhì)’?!保?]在以往的教學中,我們忽視了對學生的數(shù)學素質(zhì)、素養(yǎng)的培養(yǎng)。數(shù)學之用不僅在工作中,還在靈魂深處。數(shù)學教師在傳授數(shù)學知識時,更多的是關(guān)注數(shù)學的應(yīng)用價值或工具價值。用傳統(tǒng)數(shù)學教學的一招一式,數(shù)學理論和推理中一板一眼演繹著數(shù)學課程枯燥無味的一面。而忽略了它的人文價值和數(shù)學素質(zhì)其精彩的一面。我們常常在哲學、歷史、文學等課程上可以看到老師們講得很精彩,學生聽得也很入神。這種精彩、入神的關(guān)鍵在于他講授的內(nèi)容能觸動人們的靈魂深處。數(shù)學能觸動心靈嗎?上世紀80年代,詩人、散文家和評論家徐遲先生的一篇報告文學《哥德巴赫猜想》,打動無數(shù)熱血青年的心,華羅庚、陳景潤成為他們的偶像,這篇佳作影響了一代人,那些年很多有志青年立志數(shù)學報國應(yīng)該是最好的范例。它可以是數(shù)學教育課的內(nèi)容嗎?它應(yīng)該是數(shù)學教育課程的內(nèi)容,準確地說它是數(shù)學文化課、數(shù)學素養(yǎng)課的素材。它不是教我們?nèi)绾螖?shù)學推理和計算,而是用數(shù)學文化滋養(yǎng)著我們的心靈。長期以來,由于各種升學壓力,在教學中我們過于強調(diào)和強化數(shù)學的實用性、工具性,而忽略它的文化性和思想性。因此,在高職生數(shù)學入校的基礎(chǔ)水平還很低的現(xiàn)階段,引入數(shù)學文化課,用數(shù)學文化和數(shù)學精神去激發(fā)高職生對作為一門科學課的數(shù)學課程的學習興趣,不失為一劑良藥。更是高職數(shù)學課程改革的一個重要突破口。通過數(shù)學文化課的開設(shè)讓學生了解數(shù)學、喜愛數(shù)學,才能激發(fā)學生積極努力地學習作為應(yīng)用工具的數(shù)學。

三、融合數(shù)學科學課程與數(shù)學文化課程的意義

數(shù)學教育應(yīng)主要包括:掌握數(shù)學工具、培養(yǎng)理性思維、接受數(shù)學的美感熏陶等功能[4]。目前,在大多數(shù)高職院校中,主要開設(shè)有高等數(shù)學、數(shù)學實驗、數(shù)學建模及數(shù)學軟件等數(shù)學課程。這些課程只能幫助學生掌握數(shù)學工具、培養(yǎng)數(shù)學思維。而缺乏數(shù)學美感熏陶的數(shù)學課程是枯燥無味的。它只會讓很多學生、特別是高職學生遠離數(shù)學,厭惡甚至恐懼數(shù)學。因此,不包含數(shù)學文化內(nèi)容的數(shù)學課程體系是不完整的。我們也嘗試著在教材章節(jié)末插入一些數(shù)學典故、人物小傳、歷史事件等,學生們有興趣時也時常翻翻看看,但這些只能是他們茶余飯后的談資,并不能觸及學生的靈魂深處。只有開設(shè)數(shù)學文化課,談古論今話數(shù)學,講數(shù)學的過去,論數(shù)學的今天,展望數(shù)學的未來,才能讓學生領(lǐng)悟數(shù)學的博大精深,才能體會著名數(shù)學家王梓坤先生所說的:“數(shù)學的貢獻在于對整個科學技術(shù)(尤其是高新科技)水平的推進與提高,對科技人才的培養(yǎng)和滋潤,對經(jīng)濟建設(shè)的繁榮,對全體人民的科學思維與文化素質(zhì)的哺育,這四個方面是極為巨大的,也是其他學科所不能全面比擬的?!保?]的深刻含義。才能真正地理解數(shù)學作為一門學科的重要性,從而激發(fā)學生重新回到數(shù)學課堂。如果把數(shù)學課程進行分類可分為科學和文化兩大類。那么作為科學的數(shù)學課程主要教授學生相關(guān)的數(shù)學知識,培養(yǎng)學生相關(guān)的技能;而作為文化的數(shù)學課程應(yīng)主要提高學生的數(shù)學素養(yǎng),就是培養(yǎng)“把所學的數(shù)學知識都排出或忘掉后剩下的東西”[6]。“不管他們從事什么業(yè)務(wù)工作,那種銘刻于頭腦中的數(shù)學精神和數(shù)學思想方法,卻長期地在他們的生活和工作中發(fā)揮著重要的作用”[7]。因此,數(shù)學課程應(yīng)主要從數(shù)學理論(公式、定理)、數(shù)學思想(公理化思想、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)思想等)和數(shù)學文化三個層面培養(yǎng)學生的品質(zhì)和素養(yǎng),具體而言就是培養(yǎng)以下四個方面品質(zhì)和素養(yǎng):(1)培養(yǎng)正直與誠實的品質(zhì)。因為數(shù)學是最講究真實的一門科學,來不得半點忽悠;正是這種品質(zhì)才會有畢達哥拉斯弟子希帕索斯發(fā)現(xiàn)無理數(shù),它是第一次數(shù)學危機的導火線。它促進了數(shù)學的發(fā)展和人類社會、科學的進步。(2)培養(yǎng)頑強的勇氣和意志。因為高度的抽象性、系統(tǒng)性等特點決定了學習數(shù)學必須堅持不懈、刻苦努力;這種頑強拼搏的精神、刻苦堅強的意志造就了數(shù)學家陳景潤的成就和確立了中國人在研究“哥德巴赫猜想”這一世界難題的國際領(lǐng)先地位。(3)培養(yǎng)人的整體意識和大局觀。因為數(shù)學題的求解必須全面地考慮問題,把握相互聯(lián)系,從而培養(yǎng)學生從全局考慮問題的習慣;出自數(shù)學家諾伯特•維納(NorbertWiener)、克勞德•香濃(ClaudeShannon)之手的“控制論”、“信息論”乃整體意識、大局觀的杰作。(4)培養(yǎng)人的優(yōu)化意識。因為,最值問題、最佳對策、最優(yōu)解法等是數(shù)學應(yīng)用中的“家常便飯”。我們熟悉的“華羅庚優(yōu)選法”就是優(yōu)化意識最好的體現(xiàn)。因此,要使學生真正認識數(shù)學、從而喜歡數(shù)學,進而學習數(shù)學必須從數(shù)學思想、數(shù)學文化著手。作為科學的數(shù)學課程與作為提高素養(yǎng)的數(shù)學文化課程的兩類課程應(yīng)該是相輔相成的。我們應(yīng)打破傳統(tǒng),改革創(chuàng)新,要識大局,在現(xiàn)有的學生數(shù)學知識水平情況下,把數(shù)學文化課程作為主修課程,在提高學生對數(shù)學學習的認識的前提下,開設(shè)選修課作為科學的數(shù)學系列課程。作為主修課的數(shù)學文化課可以通過課堂參與、完成平時作業(yè)等開放性考察形式評定學生的成績,以改變凡數(shù)學課閉卷必考的傳統(tǒng)觀念,減輕和緩解學生對學習數(shù)學的畏懼情緒。在提高學生對數(shù)學的認識基礎(chǔ)上,由學生自主選擇作為科學知識的高職數(shù)學課程。這種自主選擇性的學習,使學生的學習數(shù)學的目的更加明確、學生學習數(shù)學的積極性和主動性會更高。徹底扭轉(zhuǎn)高職數(shù)學課程目前所面臨的尷尬局面。它也是當前高職數(shù)學教師為重塑數(shù)學課程之形象的責任和機會。

四、開設(shè)數(shù)學文化課程應(yīng)解決的問題

在教學的內(nèi)容上,數(shù)學文化課程應(yīng)以“用”為主,談數(shù)學對歷史、科學的影響,數(shù)學對三次工業(yè)革命的作用,數(shù)學家的優(yōu)秀品質(zhì),數(shù)學對未來科學技術(shù)的推動等。在教學形式上,數(shù)學文化課不同于“傳統(tǒng)”數(shù)學課,它既有數(shù)學的概念、符號及運算的介紹,而更多的是來源于自然現(xiàn)象在數(shù)學中的反映。它通過數(shù)學典故、數(shù)學歷史與變革、數(shù)學家的傳奇、生活中的數(shù)學、數(shù)學在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用等呈現(xiàn)出來。因此,它在課程的表現(xiàn)形式上也一改數(shù)學教學傳統(tǒng)的簡單模式,其形式可以豐富多彩,千變?nèi)f化?,F(xiàn)代科技、互聯(lián)網(wǎng)+及富媒體的發(fā)展也為這種豐富多彩千變?nèi)f化的表現(xiàn)形式提供了有力的支撐平臺。這種多樣化,給教學手段和教學方法上也帶來了形式的多樣化。當前流行的“慕課”、“微課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”等也可以自如的應(yīng)用。關(guān)于對教師素質(zhì)、素養(yǎng)的要求。開設(shè)數(shù)學文化課程對教師提出了更高的要求。它是一個全新的課堂,它不僅要求教師無論在深度、廣度上掌握數(shù)學知識,還要求理解更多的與數(shù)學相關(guān)的其他學科和專業(yè)的知識,要求博覽全書、學貫中西;它不是傳統(tǒng)意義上的數(shù)學課,它更像一門歷史課、科普課等,數(shù)學教師要摒棄傳統(tǒng)教學的推理模式,徹底改變數(shù)學教師在學生面前“固執(zhí)、刻板”的形象,要有口若懸河、三寸不爛之舌的本領(lǐng),在談笑風生中,把數(shù)學典故、數(shù)學家的故事等用妙趣橫生的語言娓娓道來。只有這樣,才能把學生拉回數(shù)學課堂,使學生真正喜歡數(shù)學、學習數(shù)學。

五、今后發(fā)展方向的一點思考

在高職院校中建議作為主修開設(shè)數(shù)學文化課程也許只是權(quán)宜之計。它主要是針對高職學生畏懼或厭惡數(shù)學、數(shù)學基礎(chǔ)較差等諸多的不利因素下,彌補當下數(shù)學教育中的空白。隨著時間的推移,高職生入學數(shù)學基礎(chǔ)的提高、學生對數(shù)學學習重要性的認識的提高,也許作為科學的數(shù)學課程將重新成為主修課程,但對學生數(shù)學素質(zhì)素養(yǎng)的培養(yǎng)是永恒的,數(shù)學文化課應(yīng)持續(xù)長久地開設(shè)下去。

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[7]米山國藏.數(shù)學的精神、思想和方法[M].成都:四川教育出版社,1986.

作者:朱志雄 單位:武漢軟件工程職業(yè)學院