[转帖] 一个数学教师的数学价值观

宋立峰
    在基础教育新课程改革背景下,研究型、反思型教师的培养和教师专业发展问题越来越受到人们的关注。开展教育研究是促进教师专业发展的一个重要途径。

    新《数学课程标准》指出:“义务教育阶段的数学课程应突出体现基础性、普及性和发展性,使数学教育面向全体学生,实现:人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展。”


    在教育部新颁布的《普通高中数学课程标准》中明确指出,数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。这是从人类文化的角度对数学的一种阐述,透视出一个全新的数学文化观念,这让数学的外延更广,羽翼更丰满,功能更充实。


    投身教改研读课程标准,让我这个教了近三十年数学的数学老师,对数学有了新的认识。这些年关于文化,我们听到的太多了,企业文化、校园文化、酒文化、茶文化……数学文化的提法好像是个新生儿,它的出现着实让我兴奋不已。多年来让我为之努力奋斗数学教学,把我从意气风发的少小青年,变成一个鬓生银丝的中年教师。苦苦寻觅,蓦然回首,数学文化却在朝朝暮暮。它与我朝夕相伴,我确不知他为何物。


    作为数学教师,参与教改首要的任务,是转变教学观念,不仅要重视数学的科学价值,还要重视数学的文化价值。

    数学学科的内涵十分丰富,功能极其全面。数学是研究空间形式和数量关系的科学,它的内容思想、方法和语言已成为文化的重要组成部分。大数学家克莱因认为:“数学是人类最高的智力成就,也是人类心灵最独特的创作。音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,可是数学能给予以上的一切”。看似“夸张”的确如此,一部数域的扩大史就隐含着一部社会的发展史。


    数学是一门很有用的学科。自从人类出现在地球上那天起,人们便在认识世界,改造世界的同时创造了数学,并反过来利用数学的成果,改变生活。早在远古时代,就有原始人“涉猎计数”与“结绳记事”等种种传说。古埃及尼罗河经常洪水泛滥,摧毁地界,退水后需要重新丈量土地,几何学便源于这种“测地术”。航海事业的高度发展,天文学数据计算的需要,催生了能简化繁重计算的对数。数系的扩张与不断完备,体现出的正与负、整与分、有理与无理、实与虚等,是矛盾的对立统一等辩证法的最好说明。数起源于“数”,量起源于“量”,数量结合威力无穷,万事万物尽在掌握。数学学科的科学性、实用性毋庸置疑,尽人皆知。


    数学不仅是自然科学的基础也是高科技的基础。恩格斯早在一百多年以前就指出:数学是研究现实世界中的数量关系和空间形式的科学。现代数学的研究早就超出了“数”与“形”的范畴。一般说来,数学的对象可以包括客观现实中的任何形式和关系。一切事物都离不开“数”与“形”这两个侧面。因此,数学就成为诸如物理,力学.天文,化学,生物等科学的基础。数学为它们提供了描述大自然的语言与探索大自然奥秘的工具。正如伟大科学家伽里略说的:“自然界这部伟大的书是用数学写成的”。回顾科学发展的历史.许多天文的、物理学的重大发展无不与数学的进步相关。牛顿的万有引力定律发现依赖于微积分,而爱因斯坦的相对论则与黎曼几何及其他数学的发展有关。这是人所共知的历史事实。


    我国的公众对数学了解甚少。大多数人认为数学只不过是研究一些古老难题而已。我们的数学工作者没有重视必要的舆论和传播工作,而在我们的中小学的数学教育中,又很少讲到数学的应用,而是在一些枝节问题上做不必要的文章,应付考试。长期以来,在“应试教育”的影响下,我们的数学教学乃至整个教育教学存在着极具“功利色彩”的短期行为。在数学教育的实践中,我们大多数教师传给学生的是充满“科学精神”的“业”,而没有挖掘富有“人文精神”的“道”;更多的是教给学生如何求“真”,恰恰忘了教会学生如何去求“善”与“美”。不可否认,数学教学应传授数学知识、数学方法和科学的思维,但数学学决不是绝对“纯粹”的科学,它包含着历史与生活。它不但教会人能掐会算,还培养人严谨认真,相互支持,团结友善。



    作为数学教师,我们不要忘记应让数学教学充满文化和生活气息,让数学教学在传授科学的同时起到人格教化的作用。我们应该在数学教学中多一些人文的关怀,让学生的未来不但是一个“科学人”,还是一个“文化人”。长大成人以后,数学知识纵使淡忘,但根植于科学知识中的文化仍能让学生受益终身。



    目前,不仅是社会上对数学科学缺乏了解,而且我们数学工作者或数学教育工作者也不同程度上对数学存在着不完整的理解及认识。


    众所周知数学的美具有美的一切特性,不仅具有逻辑美,更具有奇异美;不仅内容美,而且形式美;不仅思想美,而且方法美、技巧美,简洁、匀称、和谐,到处可见。数学中的确充满着许多美不胜收的东西,如果我们只强调数学的美,只强调数学训练对人的素质影响,而不讲数学的应用价值、科学价值和人文价值,这就容易使那些不以数学为职业的人们感到厌倦。


    事实上运用数学的观点观察现实,构造数学模型,学习数学的语言、图表、符号表示,进行数学交流,通过理性思维,培养严谨素质,追求创新精神等等,更饱含着凝重的数学文化底蕴。如果看不到数学与其他科学技术的联系,看不到数学与社会及时代发展的联系,看不到科学与技术当今数学化趋势,那我们就忘记了有关数学的最重要的和最本质的东西。如果我们不讲这些,数学不就真的变成了一种少数人从事的经院式的萦琐哲学吗?因此,我们数学工作者也要不断学习和丰富认识,跟上时代的发展。


   高科技时代充满着激烈的竞争,但归根到底是人才的竞争。培养一大批有创新能力的各种专门人材是在这场竞争中获胜的重要环节之一。数学教育在人才培养中有重要的地位和不可替代的作用,这自然无须多谈。




    然而在近几十年中,我们在国外及国内都看到了一种十分有趣的现象:一批原来从事数学研究的人转身投向于其他研究领域或某些技术开发领域,特别是在信息技术,金融及经济和各种工程计算等领域,并在这些领域内取得重大成就,甚至成为其中的领袖人物。这种现象在发达国家屡见不鲜。即使在我国,也是可以举出许多这样的著名例子。这一事实正为数学的人文价值提供了有力佐证,数学使人聪明、豁达,学好数学有利于人的发展。


    优秀的数学文化,有着源远流长的历史,新课程中设置的《数学史选讲》,可以把数学与历史联系起来,把数学与数学家的思想和人格魅力联系起来,从而大大增加数学的人文精神和文化品味,使数学的文化价值得到充分的体现。


    数学文化可以激发爱国心,唤起民族魂。方程这个名词,最早见于我国古代算书《九章算术》.祖冲之运用刘徽的“割圆术”,把圆周率精确到小数七位,领先欧洲一千多年。商高定理即勾股定理比西方的毕达哥拉斯定理的提出早近千年。负数的使用,比埃及、印度早六七百年,比欧洲早一千多年。秦九韶完善的中国剩余定理,国外落后了554年才由高斯建立。当代数学家陈景润关于“歌德巴赫猜想”的研究成果,吴文俊的“计算机几何证明”等,都是值得炎黄子孙自豪的。


    古希腊希帕索斯发现了无理数,且敢于坚持真理,被自己的学派抛入了大海,献出了生命。这与意大利的布鲁诺维护哥白尼的日心说,坚持真理被烧死异曲同工。了解这段历史非常有利于培养学生执着探索、勇于发现、百折不挠、献身科学的精神。


    另外,欧拉的谦逊、真诚,高斯的刚毅、严谨,华罗庚自学成才,陈省身放弃国外优厚的物质待遇毅然返乡、报效祖国。绝大多数著名的数学家,都是品德、情操十分高尚的人。向学生介绍其生平及一些感人的事迹,必定有利于培养学生高尚的人格。

    所有这些充分说明数学是科学、是文化,当数学文化的理念深入人心、渗入教材、到达课堂、溶入教学时,数学就会更加平易近人,更具实用性、故事性和教育性。唯有如此,顶在数学头上那神秘的盖头才会被揭掉,晦涩难懂的代号也才能被改变。学生怕数学,不愿学数学的路才会走到尽头。数学文化,想说爱你不容易,我要为这迟来的数学文化叫好,为数学文化的发展传播尽绵薄之力。



[ 本帖最后由 乌龙茶 于 2009-1-7 12:24 编辑 ]
云想衣裳花想容,假如没有天堂,那就带着梦想去流浪吧。dance in hell, die in heaven,live in world, love in dream
中国传统中的数学似乎“术”的成分多,而“道”的成分少。只有提升到“道”的境地,才谈得上数学文化。
如果让我重新回到学生时代,有一样东西我一定会加倍努力学好的,那就是数学。

回复 沙发 的帖子

极有同感。我痛惜于自己在数学上的无能。
昨天回复木匠师傅一个帖子时,我引了一句斯本格勒的话:“认识活生生的事物,其方法是相似的拟喻。”其实,我没引全,他还有上半句,上半句是:“认为客观世界(或刻板的形式)的最佳证明方式,是数学法则。”——那就是道的境地了。
使用编辑功能将字体加粗了,我眼睛不好,看不清。特向小妖怪说明。
    这篇文章写得挺好。我们的数学观、数学教育观也是成问题的。这个问题在20世纪三十年代就已经有人指出了,可到现在也改不过来。
吃的是草,吐出来的也是草。
自然界中并没有写成12345678990的数,人类能抽象出大小的数是一种理性光辉,为何人可以从具体实物中抽象出数,而动物不行,这个问题实际上还没有得出完美的结论,哲学家们还在争论。

但是应该看到数学的局限,数学与语言一样,都不是客观实际的物体,而都是人用来描述客观的符号,从本源出发,引发学生来理解数学的本质,还原人类追求知识的本能,这个倒是不错的想法,文章中有这层意思。

但是文章到了后来出现一个大杂烩,什么数学可以激发爱国心,这简直是乱七八糟了,数学语言是实现世界主义最早的人类共通语言,其本意是无国界的,硬要套一个爱国主义,那什么都可以套,我可以套三个代表,还比他更讲政治,三个代表不是也有数字吗?

所以,这点不行,这样来看,作者有点哗众取宠,有点不正企图了。
参加交流
“数学是一门很有用的学科。自从人类出现在地球上那天起,人们便在认识世界,改造世界的同时创造了数学,并反过来利用数学的成果,改变生活。”

看到这段,想起王小波《智慧与国学》讽刺天朝对科学的态度。

“当年欧几里得讲几何学,有学生发问道,这学问能带来什么好处?欧几里得叫奴隶给他一块钱,还讽刺他道:这位先生要从学问里找好处啊!又过了很多年,法拉第发现了电磁感应,演示给别人看,有位贵妇人说:这有什么用?法拉第反问道:刚生出来的小孩子有什么用?按中国人的标准,这个学生和贵妇有理,欧几里得和法拉第没有理:学以致用嘛,没有用处的学问哪能叫做学问。西方的智者却站在老师一边,赞美欧几里得和法拉第,鄙薄学生和贵妇。时至今日,我们已经看出,根直露地寻求好处,恐怕不是上策。这样既不能发现欧氏几何,也不能发现电磁感应,最后还要吃很大的亏。怎样在科学面前掩饰我们要好处的暧昧心情,成了一个难题。

有学者指出,中国传统的思维方式有重实用的倾向。他们还以为,这一点并不坏。抱着这种态度,我们很能欣赏一台电动机。这东西有“器物之用”,它对我们的生活有些贡献。我们还可以像个迂夫子那样细列出它有“抽水之用”、“通风之用”,等等。如何得到“之用”,还是个问题,于是我们就想到了发明电动机的那个人——他叫做西门子或者爱迪生。他的工作对我们可以使用电机有所贡献,换言之,他的工作对器物之用又有点用,可以叫做“器物之用之用”。像这样林林总总,可以揪出一大群:法拉第、麦克斯韦,等等,分别具有“之用之用之用”或更多的之用。像我这样的驴子之友看来,这样来想问题,岂止是有点笨,简直是脑子里有块榆木疙瘩,嗓子里有一口痰。我认为在器物的背后是人的方法与技能,在方法与技能的背后是人对自然的了解,在人对自然了解的背后,是人类了解现在、过去与未来的万丈雄心。按老派人士的说法,它该叫做“之用之用之用之用”,是末节的末节。一个人假如这样看待人类最高尚的品行,何止是可耻,简直是可杀。而区区的物品,却可以叫“之用”,和人亲近了很多。总而言之,以自己为中心,只要好处;由此产生的狼心狗肺的说法,肯定可以把法拉第、爱迪生等人气得在坟墓里打滚。
  在西方的智慧里,怎样发明电动机,是个已经解决了的问题,所以才会有电动机。罗素先生就说,他赞成不计成败利钝地追求客观真理。这话还是有点绕。我觉得西方的智者有一股不管三七二十一,总要把自己往聪明里弄的劲头儿。、为了变得聪明,就需要种种知识。不管电磁感应有没有用,我们先知道了再说。换言之,追求智慧与利益无干,这是一种兴趣。现代文明的特快列车竟发轫于一种兴趣,说来叫人不能相信,但恐怕真是这样。”

[ 本帖最后由 猪头猪智慧 于 2009-1-7 15:58 编辑 ]
原帖由 菜农 于 2009-1-7 14:41 发表
自然界中并没有写成12345678990的数,人类能抽象出大小的数是一种理性光辉,为何人可以从具体实物中抽象出数,而动物不行,这个问题实际上还没有得出完美的结论,哲学家们还在争论。

但是应该看到数学的局限,数学与语言一样,都不是客观实际的物体,而都是人用来描述客观的符号,从本源出发,引发学生来理解数学的本质,还原人类追求知识的本能,这个倒是不错的想法,文章中有这层意思。

但是文章到了后来出现一个大杂烩,什么数学可以激发爱国心,这简直是乱七八糟了,数学语言是实现世界主义最早的人类共通语言,其本意是无国界的,硬要套一个爱国主义,那什么都可以套,我可以套三个代表,还比他更讲政治,三个代表不是也有数字吗?

所以,这点不行,这样来看,作者有点哗众取宠,有点不正企图了。
不正企图我以为是没有的,作者是个很有思想的数学老师,聪明又肯动脑筋,可能是被“论文的新八股形式”所害吧,追求高、大、全,反而让人看的不舒服。为了提高学生学习数学的兴趣他把难懂的数学知识编成几千条口诀、顺口溜,便于学生记忆运用,很有创意的:

带分数减法


宋立峰

一数减去二数和,依次减去该二数。


一数减去带分数,减整再减真分数。




分数除法

两个分数做除法,可以分别去求商。

分子的商商分子,商的分母分母商。

有些题目这样解,简单正确省时光。


几种常见的计算

求甲是乙的几倍,甲除以乙商给出。

甲是乙几分之几,甲是分子乙分母;

如果还有公因数,约分化简是得数。

甲比乙多几分之几,差除以乙别糊涂。


解方程


未知数金鸡独立,除去包装即完成。

去加变减减变加,去乘变除除变乘。

去掉指数靠开方,根号去除用乘方。

乙比甲少几分之几,差除以甲才对路。


判定等边三角形


三角形有三等边,可由定义去判定。


一角等于六十度,两边相等也能行。


若有两角六十度,必为等边三角形。




平面几何知识口诀


直线、射线与线段


直线射线与线段,形状相似有关联。


直线长短不确定,可向两方无限延。


射线仅有一端点,反向延长成直线。


线段定长两端点,双向延伸变直线。


两点定线是共性,组成图形最常见。




平面与平面垂直的性质


两个平面相垂直,


一平面内一直线,


垂直交线若可知,


该线垂直另一面。





[ 本帖最后由 小妖怪 于 2009-1-7 17:26 编辑 ]
云想衣裳花想容,假如没有天堂,那就带着梦想去流浪吧。dance in hell, die in heaven,live in world, love in dream
原帖由 周泽雄 于 2009-1-6 14:26 发表
极有同感。我痛惜于自己在数学上的无能。
昨天回复木匠师傅一个帖子时,我引了一句斯本格勒的话:“认识活生生的事物,其方法是相似的拟喻。”其实,我没引全,他还有上半句,上半句是:“认为客观世界(或刻板的形式)的最佳证明方式,是数学法则。”——那就是道的境地了。
非常经典。这两种方式有范式的意味,具有相当的普遍意义。
原帖由 猪头猪智慧 于 2009-1-7 15:54 发表
  在西方的智慧里,怎样发明电动机,是个已经解决了的问题,所以才会有电动机。罗素先生就说,他赞成不计成败利钝地追求客观真理。这话还是有点绕。我觉得西方的智者有一股不管三七二十一,总要把自己往聪明里弄的劲头儿。、为了变得聪明,就需要种种知识。不管电磁感应有没有用,我们先知道了再说。换言之,追求智慧与利益无干,这是一种兴趣。现代文明的特快列车竟发轫于一种兴趣,说来叫人不能相信,但恐怕真是这样。
这种打破沙锅问到底的知识观后劲更足,往往会带来革命性的技术进步。