高職數(shù)學(xué)文化課程思考
時間:2022-10-10 03:28:36
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一、高職數(shù)學(xué)需從數(shù)學(xué)文化入手
目前,武漢市為了留住百萬大學(xué)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(rèn)識武漢”等課程,首先讓大學(xué)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(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。因此,必須讓大學(xué)生們了解數(shù)學(xué)、熱愛數(shù)學(xué),從而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)。借用電視劇《北京人在紐約》的開場白:“如果讓他熱愛數(shù)學(xué),就把他送進(jìn)數(shù)學(xué)文化課堂,因?yàn)槟抢锸翘焯谩薄?shù)學(xué)課程不同于其他高職專業(yè)和技能課程,它是中小學(xué)數(shù)學(xué)課程的一種延伸。由于種種原因,在相當(dāng)長的一個時期,特別是在高職院校,數(shù)學(xué)課程不受學(xué)生們的歡迎。在入校之初我們對新生做過初略的統(tǒng)計(jì),由于長期的題海戰(zhàn)術(shù)、魔窟式訓(xùn)練,以及屢戰(zhàn)屢敗的殘局,數(shù)學(xué)課程已成為絕大部分對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)身心疲憊學(xué)生最不喜歡的課程之一;還有部分來自中職的學(xué)生,在中職學(xué)習(xí)階段就有很多學(xué)生已放棄數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。面對如此多厭學(xué)數(shù)學(xué)課程的學(xué)生、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不太好的學(xué)生,如何讓他們熱愛數(shù)學(xué),從而學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué)?必須讓學(xué)生從了解數(shù)學(xué)入手,從數(shù)學(xué)的歷史、典故、人物傳記以及數(shù)學(xué)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(dāng)前和未來發(fā)展需要數(shù)學(xué)等全方位介紹數(shù)學(xué),從而激發(fā)學(xué)生熱愛數(shù)學(xué),進(jìn)而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。而數(shù)學(xué)文化課程恰恰是其切入點(diǎn)。何謂數(shù)學(xué)文化?百度上的定義為:它的狹義定義為:數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點(diǎn)、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(xué)家,數(shù)學(xué)史,數(shù)學(xué)美,數(shù)學(xué)教育以及數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分、數(shù)學(xué)與社會的聯(lián)系、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系等。長期以來,數(shù)學(xué)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(xué)教育。它導(dǎo)致數(shù)學(xué)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(xué)知識僅適合少部分人學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),從而導(dǎo)致很多高職學(xué)生放棄學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。因此,數(shù)學(xué)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(xué)文化課的目的就是從歷史、哲學(xué)等方面介紹和分析數(shù)學(xué)的文化價值,揭示數(shù)學(xué)的文化內(nèi)涵、文化意義以及數(shù)學(xué)歷史發(fā)展及進(jìn)程所產(chǎn)生的文化效應(yīng)等。努力讓學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化課程的過程中感受數(shù)學(xué)的魅力從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情和欲望。
二、提高高職學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)是數(shù)學(xué)課程改革的突破口
當(dāng)前,高職數(shù)學(xué)課程面臨兩難的尷尬局面。一方面,數(shù)學(xué)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(xué)課程課時或取消數(shù)學(xué)課程;(2)經(jīng)過小學(xué)、初高中多年的數(shù)學(xué)課程“妖魔化”教學(xué),學(xué)生恐懼甚至厭惡數(shù)學(xué)課程;(3)鑒于目前高職生入學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),教師們難于完成現(xiàn)有教材內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)。而另一方面,來自政府部門和數(shù)學(xué)權(quán)威的聲音,“對所有學(xué)生進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的數(shù)學(xué)教育是興旺發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)所必需的。”[1];國際數(shù)學(xué)大師丘成桐大膽預(yù)言:“21世紀(jì)的整個工業(yè)和理科的發(fā)展不可能離開數(shù)學(xué),無論是通信科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)跟人工智能、材料科學(xué),量子計(jì)算等都需要用到數(shù)學(xué),沒有數(shù)學(xué)我們就沒法將這些發(fā)生的工業(yè)進(jìn)行推進(jìn)。即成為世界科技強(qiáng)國亦需要數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)。”[2]數(shù)學(xué)老師們也由此極力推崇數(shù)學(xué),推動數(shù)學(xué)課程的發(fā)展。我們面對諸多關(guān)于數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)課程的問題:數(shù)學(xué)有用嗎?高職學(xué)生需要學(xué)數(shù)學(xué)嗎?高職學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)能學(xué)好數(shù)學(xué)嗎?……林林總總,我們不禁要問,數(shù)學(xué)怎么了?數(shù)學(xué)有用,用在哪里?數(shù)學(xué)課程怎么了?高職數(shù)學(xué)課程該不該開?著名數(shù)學(xué)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(xué)”。答案是無疑的。但高職該不該開設(shè)數(shù)學(xué)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(xué)教師自身。我們忽視了數(shù)學(xué)教育的雙重性。“數(shù)學(xué)不僅是一門科學(xué),也是一種文化,即‘?dāng)?shù)學(xué)文化’;數(shù)學(xué)不僅是一種知識,更是一種素質(zhì),即‘?dāng)?shù)學(xué)素質(zhì)’。”[3]在以往的教學(xué)中,我們忽視了對學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)、素養(yǎng)的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)之用不僅在工作中,還在靈魂深處。數(shù)學(xué)教師在傳授數(shù)學(xué)知識時,更多的是關(guān)注數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值或工具價值。用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的一招一式,數(shù)學(xué)理論和推理中一板一眼演繹著數(shù)學(xué)課程枯燥無味的一面。而忽略了它的人文價值和數(shù)學(xué)素質(zhì)其精彩的一面。我們常常在哲學(xué)、歷史、文學(xué)等課程上可以看到老師們講得很精彩,學(xué)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(xué)能觸動心靈嗎?上世紀(jì)80年代,詩人、散文家和評論家徐遲先生的一篇報告文學(xué)《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(xué)報國應(yīng)該是最好的范例。它可以是數(shù)學(xué)教育課的內(nèi)容嗎?它應(yīng)該是數(shù)學(xué)教育課程的內(nèi)容,準(zhǔn)確地說它是數(shù)學(xué)文化課、數(shù)學(xué)素養(yǎng)課的素材。它不是教我們?nèi)绾螖?shù)學(xué)推理和計(jì)算,而是用數(shù)學(xué)文化滋養(yǎng)著我們的心靈。長期以來,由于各種升學(xué)壓力,在教學(xué)中我們過于強(qiáng)調(diào)和強(qiáng)化數(shù)學(xué)的實(shí)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(xué)入校的基礎(chǔ)水平還很低的現(xiàn)階段,引入數(shù)學(xué)文化課,用數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)精神去激發(fā)高職生對作為一門科學(xué)課的數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣,不失為一劑良藥。更是高職數(shù)學(xué)課程改革的一個重要突破口。通過數(shù)學(xué)文化課的開設(shè)讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)、喜愛數(shù)學(xué),才能激發(fā)學(xué)生積極努力地學(xué)習(xí)作為應(yīng)用工具的數(shù)學(xué)。
三、融合數(shù)學(xué)科學(xué)課程與數(shù)學(xué)文化課程的意義
數(shù)學(xué)教育應(yīng)主要包括:掌握數(shù)學(xué)工具、培養(yǎng)理性思維、接受數(shù)學(xué)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(xué)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模及數(shù)學(xué)軟件等數(shù)學(xué)課程。這些課程只能幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)工具、培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維。而缺乏數(shù)學(xué)美感熏陶的數(shù)學(xué)課程是枯燥無味的。它只會讓很多學(xué)生、特別是高職學(xué)生遠(yuǎn)離數(shù)學(xué),厭惡甚至恐懼?jǐn)?shù)學(xué)。因此,不包含數(shù)學(xué)文化內(nèi)容的數(shù)學(xué)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(xué)典故、人物小傳、歷史事件等,學(xué)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(xué)生的靈魂深處。只有開設(shè)數(shù)學(xué)文化課,談古論今話數(shù)學(xué),講數(shù)學(xué)的過去,論數(shù)學(xué)的今天,展望數(shù)學(xué)的未來,才能讓學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的博大精深,才能體會著名數(shù)學(xué)家王梓坤先生所說的:“數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)在于對整個科學(xué)技術(shù)(尤其是高新科技)水平的推進(jìn)與提高,對科技人才的培養(yǎng)和滋潤,對經(jīng)濟(jì)建設(shè)的繁榮,對全體人民的科學(xué)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(xué)科所不能全面比擬的。”[5]的深刻含義。才能真正地理解數(shù)學(xué)作為一門學(xué)科的重要性,從而激發(fā)學(xué)生重新回到數(shù)學(xué)課堂。如果把數(shù)學(xué)課程進(jìn)行分類可分為科學(xué)和文化兩大類。那么作為科學(xué)的數(shù)學(xué)課程主要教授學(xué)生相關(guān)的數(shù)學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)的技能;而作為文化的數(shù)學(xué)課程應(yīng)主要提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),就是培養(yǎng)“把所學(xué)的數(shù)學(xué)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(xué)精神和數(shù)學(xué)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(xué)課程應(yīng)主要從數(shù)學(xué)理論(公式、定理)、數(shù)學(xué)思想(公理化思想、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)思想等)和數(shù)學(xué)文化三個層面培養(yǎng)學(xué)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(shí)的品質(zhì)。因?yàn)閿?shù)學(xué)是最講究真實(shí)的一門科學(xué),來不得半點(diǎn)忽悠;正是這種品質(zhì)才會有畢達(dá)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(xué)危機(jī)的導(dǎo)火線。它促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展和人類社會、科學(xué)的進(jìn)步。(2)培養(yǎng)頑強(qiáng)的勇氣和意志。因?yàn)楦叨鹊某橄笮浴⑾到y(tǒng)性等特點(diǎn)決定了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必須堅(jiān)持不懈、刻苦努力;這種頑強(qiáng)拼搏的精神、刻苦堅(jiān)強(qiáng)的意志造就了數(shù)學(xué)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?yàn)閿?shù)學(xué)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(xué)生從全局考慮問題的習(xí)慣;出自數(shù)學(xué)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?yàn)椋钪祮栴}、最佳對策、最優(yōu)解法等是數(shù)學(xué)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(xué)生真正認(rèn)識數(shù)學(xué)、從而喜歡數(shù)學(xué),進(jìn)而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必須從數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)文化著手。作為科學(xué)的數(shù)學(xué)課程與作為提高素養(yǎng)的數(shù)學(xué)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(xué)生數(shù)學(xué)知識水平情況下,把數(shù)學(xué)文化課程作為主修課程,在提高學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)識的前提下,開設(shè)選修課作為科學(xué)的數(shù)學(xué)系列課程。作為主修課的數(shù)學(xué)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(xué)生的成績,以改變凡數(shù)學(xué)課閉卷必考的傳統(tǒng)觀念,減輕和緩解學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的畏懼情緒。在提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的認(rèn)識基礎(chǔ)上,由學(xué)生自主選擇作為科學(xué)知識的高職數(shù)學(xué)課程。這種自主選擇性的學(xué)習(xí),使學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的更加明確、學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性會更高。徹底扭轉(zhuǎn)高職數(shù)學(xué)課程目前所面臨的尷尬局面。它也是當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教師為重塑數(shù)學(xué)課程之形象的責(zé)任和機(jī)會。
四、開設(shè)數(shù)學(xué)文化課程應(yīng)解決的問題
在教學(xué)的內(nèi)容上,數(shù)學(xué)文化課程應(yīng)以“用”為主,談數(shù)學(xué)對歷史、科學(xué)的影響,數(shù)學(xué)對三次工業(yè)革命的作用,數(shù)學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì),數(shù)學(xué)對未來科學(xué)技術(shù)的推動等。在教學(xué)形式上,數(shù)學(xué)文化課不同于“傳統(tǒng)”數(shù)學(xué)課,它既有數(shù)學(xué)的概念、符號及運(yùn)算的介紹,而更多的是來源于自然現(xiàn)象在數(shù)學(xué)中的反映。它通過數(shù)學(xué)典故、數(shù)學(xué)歷史與變革、數(shù)學(xué)家的傳奇、生活中的數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)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(xué)教學(xué)傳統(tǒng)的簡單模式,其形式可以豐富多彩,千變?nèi)f化。現(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(xué)手段和教學(xué)方法上也帶來了形式的多樣化。當(dāng)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(xué)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(xué)知識,還要求理解更多的與數(shù)學(xué)相關(guān)的其他學(xué)科和專業(yè)的知識,要求博覽全書、學(xué)貫中西;它不是傳統(tǒng)意義上的數(shù)學(xué)課,它更像一門歷史課、科普課等,數(shù)學(xué)教師要摒棄傳統(tǒng)教學(xué)的推理模式,徹底改變數(shù)學(xué)教師在學(xué)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(fēng)生中,把數(shù)學(xué)典故、數(shù)學(xué)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(xué)生拉回?cái)?shù)學(xué)課堂,使學(xué)生真正喜歡數(shù)學(xué)、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
五、今后發(fā)展方向的一點(diǎn)思考
在高職院校中建議作為主修開設(shè)數(shù)學(xué)文化課程也許只是權(quán)宜之計(jì)。它主要是針對高職學(xué)生畏懼或厭惡數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差等諸多的不利因素下,彌補(bǔ)當(dāng)下數(shù)學(xué)教育中的空白。隨著時間的推移,高職生入學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的提高、學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)重要性的認(rèn)識的提高,也許作為科學(xué)的數(shù)學(xué)課程將重新成為主修課程,但對學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)素養(yǎng)的培養(yǎng)是永恒的,數(shù)學(xué)文化課應(yīng)持續(xù)長久地開設(shè)下去。
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作者:朱志雄 單位:武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院