将数学文化融入数学课堂

将数学文化融入数学课堂
摘要：数学是一种文化。数学文化在数学新课程中有着广泛的体现。将数学文化融入数学课堂需要从转变教育观念、拓展教学内容、改善学习方式和加强自身学习等几方面同时作出努力。
关键词：数学文化数学课程数学课堂
记者（以下简称“记”）：近年来，数学文化在我国数学教育界已受到广泛重视。您对数学文化融入小学数学课堂这个问题怎么看？
在数学发展的历史长河中，数学文化的素材俯拾皆是。我们可以按照以下几条线索去仔细搜寻：一是数学与自然和人类生活的关联，如：宇宙中的自然现象所蕴含的数学知识和原理、人类生活中蕴含的数学知识和原理，以及数学在人类生活中的运用等；二是数学与其他学科的关联，如：其他学科中隐含的数学知识和原理、数学在其他学科中的运用等；三是数学本身的特征，如：有趣的数、美妙的形、奇妙的数学问题、神奇的数学规律、趣味的数学游戏等；四是数学家的创造活动，如：数学家的名言和故事、数学符号和数学方法的创造发明等。以上这些素材，在我们的数学教材中其实已经有所体现。苏教版课程标准实验教科书从三年级开始，每册教材都注意结合有关的学习内容安排“你知道吗”栏目，向学生简要介绍相关的数学史料和背景知识。但对于数学课堂教学来讲，教材上的这些素材显然远远不能满足我们的需要，我们还要沿着上面所提及的这些线索进一步去搜寻和补充。
其次，合理选取数学文化素材，丰富和拓展数学课堂教学的内容。从数学的历史发展来看，人类在生产和生活实践中，总是通过不断地发现新问题、提出新问题和解决新问题，使数学不断累积，连续发展。“不断累积性”是数学的一个重要的文化特征。德国数学家H.Hankel曾经这样描述：“在大多数学科里，一代人的建筑往往被另一代人所摧毁，一个人的创造被另一个人所破坏；唯独数学，每一代人都是在古老的大厦上添加一层楼。”数学作为一种文化，要完整地展现其面貌，自然要深入到其历史的情境中。
再如，关于内容标准。在各个学段中，标准安排了“数与代数”“空间与图形”“统计与概率”“实践与综合运用”四个学习领域。关于课程内容的学习，标准特别强调学生的数学活动，强调通过让学生亲身参与数学活动，“发展学生的数感、符号感、空间观念、统计观念，以及应用意识与推理能力。”并且，针对这些内容，标准在不同的学段提出了不同的教学要求。例如，关于数感的培养，在第一学段提出的要求是“感受数的意义，体会用数来表示和交流的作用，初步建立数感”；到了第二学段则提出通过认数、学习有关运算、解决实际问题“进一步培养学生的数感”。关于空间观念的培养，第一学段提出“使学生在观察、操作等活动中，获得对简单几何体和平面图形的直观经验”；第二学段则提出“使学生通过观察、操作、推理等手段，逐步认识简单几何体和平面图形的形状、大小、位置关系及变换，……通过观察物体、认识方向、制作模型、设计图案等活动，发展学生的空间观念”等等。显然，标准所强调的数感、符号感、空间观念、统计观念、应用意识、推理能力，都和我们通常所说的数学知识有着明显的不同，它们不仅包含了一定的知性成分，即需要有相关的数学知识作支撑，同时也包含了一定的理性成分，即那些隐性的、观念层面的知识，这事实上也就完整地反映了数学文化。
当然，强调数学的文化教育观，并不是说要排斥数学知识的教学。没有知识内容，数学教育就成为“无米之炊”。但是，这里所说的知识应该不再是那种切断文化命脉的机械、刻板、枯燥乏味的知识，而应是富有文化内涵的生动、鲜活的知识。这就需要我们从文化这样一种宏观的视角去重新认识数学知识，深刻理解知识背后的文化内涵，并将其有机地融入到教学中。正如M．克莱因所说：“数学学科并不是一系列的技巧。这些技巧只不过是微不足道的方面，它们远不能代表数学，就如同调配颜色远不能当作绘画一样。技巧是将数学的激情、推理、美和深刻的内涵剥落的产物。”
记：通过您的分析，ຫໍສະໝຸດ 们发现标准无论在课程理念、课程目标和课程内容上，都十分注意兼顾数学的科学性和人文性，凸显数学的文化特质和文化价值，注重学生数学文化素养的全面培养和提升。老师们关切的问题是数学文化如何融入数学课堂，在实践层面可以怎么做。
沈：长期以来，我国数学教育主要关注的是数学知识的教学，但是，客观地说，即使在这种以知识为中心数学教育中，数学文化其实也并不是一点没有体现。数学是看不见的文化，只要有数学，一定就有数学文化。但是，这种以知识为中心的数学教育往往不重视、不挖掘数学知识中内隐的十分丰富而深刻的文化内涵，或者关注的不是包括数学知识在内的整个数学文化，而是经常以“去情境”和“去过程”为特征，把形式生动的数学知识变成单调刻板的条文让学生去进行记忆和背诵，这就人为地切断了数学的文化脉络，剥离了数学知识与数学文化的内在联系，从而，正如张奠宙教授所说，数学只剩下“冰冷的美丽”而无“火热的思考”，“一个充满活力的数学美女”变成了“一副X光照片上的骨架子。”因此，将数学文化融入数学课堂，还数学以本来面目，这是每一位数学教师应尽的使命！
“数学是一种文化。文化有广义、狭义之分，广义的文化是相对自然界而言的，是指人类的一切活动所创造的非自然的事物或对象。狭义的文化，则是指人类的精神生活领域。数学是人类文化的重要组成部分，是独特的而又自成体系的一种文化形态。”
“数学文化是人类在数学活动中所积累的精神创造的静态结果和所表现的动态过程。其中静态结果包括数学概念、知识、思想、方法等自身存在形式中真、善、美的客观因素；动态过程包括数学家的信念品质、价值判断、审美追求、思维过程等深层次的思想创造因素。”
记：分析得太精辟了！所谓“亡羊补牢，为时未晚”。
沈：根据我的体会，将数学文化融入课堂，教师们可以从以下四个方面做出努力：
首先要切实转变教育观念，牢固树立数学的文化教育观。所谓数学的文化教育观，从根本上说，就是数学教育要关注的不仅仅是数学知识，而是包括数学知识在内的整个数学文化；传授知识不再是数学教育的中心任务，文化育人才是数学教育的根本目的。在这种教育观的指导下，教师不再仅仅是数学知识的传授者，更是数学文化的传播者；学生也不再是现有知识的接受者，更是知识的创造者。通过数学学习，不仅要让学生系统掌握数学的知识和技能，更要让学生受到数学文化的熏陶，使学生的数学文化素养得到全面的提升。
因此，我以为我们主要可以从以下两个方面去理解数学文化的涵义：一是体现数学外部联系和内部联系的事物或对象，如数学知识的产生背景、数学的语言和问题、数学家、数学史以及数学在日常生活和其他科学中的应用等；二是蕴含于数学知识的形成、发展和应用过程之中的那些意识形态和精神领域的因素，如数学的思想、方法、观念、意识、态度、精神和数学美等。这两个方面的各种因素相互联系相互渗透交互作用，共同构成了庞大的数学文化系统。
比如，关于课程目标。标准对数学课程的总体目标作了四个方面的说明。从中可以清楚地看出，新的数学课程目标不仅关注重要的数学知识与技能，还特别关注数学活动经验和数学思想方法，注重数学思维和数学应用，注重数学的价值观、数学学习的自信心以及创新精神和实践能力的培养。以上这些目标，已经远远超越了数学知识的范畴，但从某种意义上说，它们又都可以统一于数学文化，反映了数学文化的各个不同层面。
记：然而，对于广大实践第一线的数学教师来说，究竟什么是数学文化？数学文化在数学新课程中有哪些具体体现？数学文化如何融入课堂教学？我们对这些问题的认识还相当模糊，在操作上也缺少相应的策略。您能就上面的问题深入谈谈自己的想法吗？
沈：好的，我先说说什么是数学文化。对此，我进行过相关的文献研究。目前，我国学者对数学文化的内涵有各种不同的理解，他们主要从人类文化学、数学活动和数学史等不同的维度对数学文化的涵义作出解释，如：
记：数学文化在数学新课程中引起普遍重视，首先是因为《数学课程标准（实验稿）》中旗帜鲜明地突出了数学文化的地位。在标准里，数学文化具体体现在哪些方面？您是如何解读的？
沈：教学理念的更新首先是从研读课程标准开始的，标准在前言部分指出：“义务教育阶段的数学课程，其基本出发点是促进学生全面、持续、和谐的发展。……使学生获得对数学理解的同时，在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步与发展。”突出以人的发展为本，强调全面培养和提升学生的数学文化素养，是基础教育数学课程改革的核心理念。除此之外，在标准的其他各个部分，我们也都可以找到数学文化的“影子”。
具体地说，从上述学者的观点我们可以明确地认识到，数学文化可以看作是由知识性成分和观念性成分构成的。知识性成分是指数学概念、定义与公式、数学方法、数学语言、数学问题等，它们以显性的、物化的形式表现数学；观念性成分是指数学思考、数学精神、数学意识和数学传统等，它们以隐性的形式反映数学。基于这样一种理解，将“数学文化融入数学课堂”，即是指数学教学不仅应当关注那些显性的数学知识，还应特别关注那些隐性的数学观念，需要把两者的教学有机融合起来，才能使学生真正理解数学，获得对数学的完整认识。
透过这些观点我们可以看出，数学文化是人类文化子系统，与其他文化发生关系，与整个人类文明发生关系。这种理解的积极意义是，可以让我们超越数学知识，从更广阔的文化视野去重新审视数学。但对于数学教学实践来说，这种理解会使问题变得过于宽泛而让我们抓不住重点，从而使“数学文化融入数学课堂”变得难以实施。我们需要把研究的视点落到数学文化自身的发生、发展的规律，以及自身的结构上。
在具体使用这些素材过程中，我们还应十分注意与数学学习内容本身的有机结合，注意做到适时、适量和适度，防止出现那种简单的“外插”（如在数学教学中随意插入一些专门的说教，或者数学家的趣闻轶事）、乃至完全“取代”（花大量的时间和篇幅进行所谓的数学文化教育，忽视数学内容本身的教学）等不恰当的做法。
再次，精心设计和组织数学学习活动，切实改善学生的课堂学习方式。将数学文化融入课堂，我们不仅要重视数学史、数学家等“外在”的数学文化素材的引入，更要重视挖掘数学知识本身所特有的那些“内在”的数学文化内涵，并通过“外在”的数学文化和“内在”的数学文化互相融合，让学生全方位地感受数学文化的熏陶。这就要求我们对数学学习活动作出精心设计。通过精心设计学习活动，让学生进行数学知识的“再创造”，使学生通过自己的亲身实践，体会到形式化的数学知识背后，还有生动活泼的思维过程、朴素简洁的思想方法，乃至引人深思的人生故事，从而使数学文化真正进入学生的内心世界。