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數(shù)學(xué)文化視角下高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實踐
數(shù)學(xué)文化視角下高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實踐
楊劍1,宋金利2
(1.河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共基礎(chǔ)教學(xué)部,河南鄭州450005;2.河南財經(jīng)政法大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)系,河南鄭州450002)
摘要:本文從分析高職數(shù)學(xué)課堂融入數(shù)學(xué)文化的教學(xué)現(xiàn)狀入手,提出了高職數(shù)學(xué)課堂融入數(shù)學(xué)文化的三種途徑:加強教師自身的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng),更新教學(xué)理念;將數(shù)學(xué)的思想方法貫穿于高等數(shù)學(xué)教學(xué)中;將數(shù)學(xué)史滲透到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)文化;數(shù)學(xué)素養(yǎng);數(shù)學(xué)史
高等數(shù)學(xué)是各高職院校理工科專業(yè)必須開設(shè)的一門重要的公共基礎(chǔ)課,還有一些是作為專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)的,它為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識、技能提供必要的基礎(chǔ)知識和智力支撐,也為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、空間想象能力、歸納推理能力、計算演繹能力等數(shù)學(xué)文化素質(zhì)提供了的重要平臺。因此,高職院校要提高整體育人水平就不能忽視高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。然而高職教育是大眾教育,而非精英教育,很多高職院校只重視專業(yè)課程的教學(xué),而缺乏對高等數(shù)學(xué)的全面認識,片面地理解“需要為準(zhǔn),夠用為度”的教學(xué)目標(biāo),而一味壓縮學(xué)時,甚至取消數(shù)學(xué)課程。又隨著生源數(shù)量逐年下降,學(xué)生的數(shù)學(xué)水平整體上越來越差且參差不齊,所接受的數(shù)學(xué)教育也很不平衡。在這種情況下,創(chuàng)新高等數(shù)學(xué)育人模式,提高教學(xué)效率,是高等數(shù)學(xué)教師必須思考的新課題。
一、高職數(shù)學(xué)課堂融入數(shù)學(xué)文化的教學(xué)現(xiàn)狀
近年來,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進步,高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革取得了一定的成效。隨著人們認識與研究的逐步深入,新的高等數(shù)學(xué)教育的觀點與方法不斷涌現(xiàn),高等數(shù)學(xué)教育的理論成果日趨豐富,而數(shù)學(xué)文化為研究高等數(shù)學(xué)教育提供了一個新的視角!皵(shù)學(xué)文化”這個術(shù)語被提出的時間并不長,但卻是我國現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育界比較流行的話題,也備受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,其發(fā)展非常迅速。作為文化的分支,數(shù)學(xué)文化包含了數(shù)學(xué)的方方面面,具備文化的所有要素,自從被提出并發(fā)展起來以后,展現(xiàn)了巨大的活力和價值。在數(shù)學(xué)文化視角下進行數(shù)學(xué)課程教學(xué),能夠促進學(xué)生對數(shù)學(xué)知識本身的理解和掌握,并且能夠提高學(xué)生理解問題、分析問題、解決問題的能力;通過引入生活中與數(shù)學(xué)知識相關(guān)的實際案例分析,降低知識的抽象性,同時加強了與專業(yè)課程的聯(lián)系;用數(shù)學(xué)文化的魅力吸引學(xué)生,可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
然而,目前數(shù)學(xué)文化教學(xué)應(yīng)用于高職數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中仍面臨著許多問題。一是許多教師對數(shù)學(xué)文化缺乏了解,對數(shù)學(xué)文化教學(xué)方法融入實際教學(xué)存在著一些顧慮,既有對改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式的擔(dān)憂,也有對實際教學(xué)效果的擔(dān)憂。二是人們通常片面地理解數(shù)學(xué)文化就是數(shù)學(xué)史。當(dāng)然,從數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史的角度解讀數(shù)學(xué)的進步,的確能夠很好地展示數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵。然而,僅僅從歷史的角度去揭示數(shù)學(xué)文化還遠遠不夠,還應(yīng)該從具體的數(shù)學(xué)概念、定理、公式、思想、方法等微觀方面展示數(shù)學(xué)的文化內(nèi)涵。三是在實踐教學(xué)中高等數(shù)學(xué)教師通常只注重定義、定理、公式、計算、解題技巧等基本知識的訓(xùn)練和講解,而忽視了對學(xué)生綜合數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),尤其是忽視了數(shù)學(xué)文化在學(xué)生綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)形成中的重要作用,沒能將知識的學(xué)習(xí)與學(xué)生個人的發(fā)展相結(jié)合,忽視了能力的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高。目前,以重視知識的傳授、技能的訓(xùn)練、能力的培養(yǎng)的傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育觀還根深蒂固,雖然數(shù)學(xué)文化教學(xué)方法得到了廣泛的認可,但并沒有得到普遍的施行。
二、高職數(shù)學(xué)課堂融入數(shù)學(xué)文化的途徑
1.加強教師自身的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng),更新教學(xué)理念。隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,追求高效益、高收益、高利益等已經(jīng)成為很多人的主要奮斗目標(biāo),受此影響,很多高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)也出現(xiàn)了過于追求經(jīng)濟效益、實用價值等不良取向,片面地強調(diào)各專業(yè)課程對某些高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的特定需求,忽略了數(shù)學(xué)文化和其他各種文化的相互影響、相互滲透的關(guān)系,忽視了培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,行業(yè)、企業(yè)對高素質(zhì)、高技能人才的需求十分旺盛,供需矛盾日益凸顯,因此高等數(shù)學(xué)教學(xué)也應(yīng)該適應(yīng)社會發(fā)展的需求,加強數(shù)學(xué)文化的傳播,與其他文化相互交流,協(xié)調(diào)發(fā)展,強化內(nèi)涵建設(shè),構(gòu)建提高學(xué)生綜合素的發(fā)展平臺,強化素質(zhì)教育。隨著學(xué)生生源的不斷下降,高職學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)整體上呈現(xiàn)下滑趨勢,如果仍按傳統(tǒng)的一板一眼的方法教學(xué),必然會讓學(xué)生感到疲倦、無奈,從而挫傷他們的學(xué)習(xí)積極性,而過早地放棄努力。在課堂教學(xué)中,應(yīng)盡量降低難度,避免復(fù)雜的計算、推理論證等,應(yīng)該突出數(shù)學(xué)思想方法,用通俗、易懂、直觀的方法講解數(shù)學(xué)知識,以帶有數(shù)學(xué)文化底蘊的案例(如數(shù)學(xué)大觀園、數(shù)學(xué)美等)吸引學(xué)生,讓學(xué)生切實感受到數(shù)學(xué)離生活并不遙遠,積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用數(shù)學(xué)的目光觀察身邊的事物,有意識地探索事物之間的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)事物之間的內(nèi)在規(guī)律,培養(yǎng)其濃厚的好奇心和求知欲,逐漸形成學(xué)生的綜合數(shù)學(xué)素質(zhì)。這就要求我們的高等數(shù)學(xué)教師適時改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,加強學(xué)習(xí)與交流,更新教學(xué)理念,深入了解數(shù)學(xué)的文化底蘊,適時加強自身的數(shù)學(xué)文化修養(yǎng),在教學(xué)過程中積極融入數(shù)學(xué)文化內(nèi)容,與時俱進,提高教學(xué)效率。
2.將數(shù)學(xué)的思想方法貫穿于高等數(shù)學(xué)教學(xué)中。著名數(shù)學(xué)教育家米山國藏認為“科學(xué)工作者所需要的數(shù)學(xué)知識相對地說是不多的,而數(shù)學(xué)的研究精神、數(shù)學(xué)的發(fā)明發(fā)現(xiàn)的思想方法、大腦的數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練,對科學(xué)工作者是絕對必要的”。南開大學(xué)顧沛教授指出“十三年的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)后,那些數(shù)學(xué)公式、定理、解題方法也許都會被忘記,但是形成的數(shù)學(xué)素養(yǎng)卻終身受用”。對畢業(yè)生的調(diào)查顯示,93%以上的學(xué)生認為,離開學(xué)校進入社會后,所學(xué)的數(shù)學(xué)概念、定理、公式、計算方法等課本知識98%以上幾乎不會被直接使用,隨著時間的推移逐漸淡忘了,但是數(shù)學(xué)的思想、精神、方法卻始終伴隨著他們的學(xué)習(xí)、工作和生活,起著其他學(xué)科不能替代的作用。數(shù)學(xué)的思維方法是數(shù)學(xué)的精髓、靈魂,它會伴隨著人們的一生,在實際生活中思考問題、處理問題時都會潛移默化地運用。因此,在實際課堂教學(xué)中,高等數(shù)學(xué)教師不能只注重數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的講授,還應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生以知識為載體的數(shù)學(xué)靈魂。這就要求教師無論是在備課過程中,還是在實踐教學(xué)中,都應(yīng)該有意識地挖掘數(shù)學(xué)思想方法,滲透數(shù)學(xué)思想方法。據(jù)調(diào)查,高職學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)很薄弱,有的甚至不知道什么是三角函數(shù),但是他們的思維卻很活躍,對一些典型的、直觀的案例非常感興趣,有很強的求知欲。因此,在授課時,不要直接給出結(jié)論,而是先展示一些能夠吸引學(xué)生眼球的背景材料,創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生共同思考問題,分析問題,建立數(shù)學(xué)模型,解決問題,然后再拋開問題的實際背景抽象到數(shù)學(xué)上來給出結(jié)論。這樣,在帶領(lǐng)學(xué)生共同探索知識的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用過程中,訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。例如,在講授定積分概念時,引入我國數(shù)學(xué)家劉徽早在公元263年就提出的著名的“割圓術(shù)”的案例,即以“圓內(nèi)接正多邊形的周長”,來無限逼近“圓周長”。他應(yīng)用極限思想給出了求圓面積公式和計算圓周率的方法,他從圓內(nèi)接正六邊形開始,依次得到正十二邊形、正十四邊形……割得越細,正多邊形的面積與圓的面積之差就越小。劉徽形容他的“割圓術(shù)”說:“割之彌細,所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓合體,而無所失矣!
3.將數(shù)學(xué)史滲透到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中。數(shù)學(xué)來源于生活卻高于生活,是從生活中抽象發(fā)展積累的科學(xué),其本身就是一部人類歷史的發(fā)展史,記載著各個時期歷史文化的發(fā)展變化,對歷史的發(fā)展起著重要的推動作用。數(shù)學(xué)的發(fā)展史伴隨著人類文明發(fā)展的腳步,是隨著人們對自然內(nèi)在規(guī)律認識的逐漸深入而逐漸發(fā)展、深化、推廣和提高的。例如,數(shù)的理論從自然數(shù)、整數(shù)、有理數(shù)、實數(shù)、復(fù)數(shù)的演進過程,就表現(xiàn)出了明顯的累積性;現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析理論中如函數(shù)、極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等概念的推廣均蘊含了古典數(shù)學(xué)的定義;現(xiàn)代抽象代數(shù)理論也是在初等代數(shù)的基礎(chǔ)上深化發(fā)展的;在幾何學(xué)方面,非歐幾何可以看成是歐氏幾何的拓廣、衍生。將數(shù)學(xué)史滲透到高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,可以促使高職學(xué)生更好地了解數(shù)學(xué)的發(fā)展進程和數(shù)學(xué)思想的形成過程,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,提高教學(xué)效率。一是學(xué)生如果對數(shù)學(xué)史比較了解,就可以從整體上宏觀地認識數(shù)學(xué)知識在科學(xué)發(fā)展過程中的地位作用。西方理性數(shù)學(xué)的倡導(dǎo)者泰勒斯有句名言:“水是萬物之本源,萬物終歸于水!痹诳茖W(xué)上,他倡導(dǎo)理性思維,不滿足于直觀的感性認識,提倡抽象的理性的一般認識。只有充分了解數(shù)學(xué)的發(fā)展進程,才能真正體會到數(shù)學(xué)的魅力,了解到數(shù)學(xué)在推動科學(xué)的發(fā)展中發(fā)揮著其他學(xué)科不能替代的作用。二是在教學(xué)中,插入一些數(shù)學(xué)史資料,讓科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,不怕困難堅定不移地勇攀知識高峰的理想信念,能夠重新點燃學(xué)生心中的求知欲望。例如,我國當(dāng)代數(shù)學(xué)家陳景潤為了摘取數(shù)學(xué)皇冠上的明珠———哥德巴赫猜想,不管是酷暑還是嚴(yán)冬,在那不足6平方米的斗室里,食不知味,夜不能眠,潛心鉆研,光是計算的草紙就足足裝了幾麻袋。又如,數(shù)學(xué)史上最偉大的符號學(xué)者萊布尼茨曾說:“要發(fā)明就得挑選恰當(dāng)?shù)姆。要做到這一點,就要用含義簡明的少量符號來表達或比較忠實地描繪事物的內(nèi)在的本質(zhì),從而最大限度地減少人的思維勞動!边@些都可以為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣,培養(yǎng)他們熱愛科學(xué)、勇于創(chuàng)新的精神和不怕挫折、敢于創(chuàng)造的勇氣。
總之,高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的文化滲透對培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提升教學(xué)水平具有十分重要的作用。筆者相信將數(shù)學(xué)文化融入高職數(shù)學(xué)課堂是符合數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展規(guī)律的,具有光明的發(fā)展前景。
參考文獻:
[1]熊晟欣。高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)文化滲透探討[J].職教論壇,2013,7(20):35-36.
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