陳 思 曼
(滁州學院教育科學學院,安徽滁州 239000)
弗賴登塔爾的數(shù)學教育思想不僅在理論上有重大突破,而且經(jīng)實踐檢驗,具有良好的教學效果,目前已影響到許多國家。認識弗賴登塔爾的數(shù)學教育思想,對于教師更加有效地組織數(shù)學活動,提升學習者的數(shù)學學習水平有著重要的現(xiàn)實意義。
漢斯·弗賴登塔爾(Hans Freudenthal)認為,傳統(tǒng)數(shù)學教育的模式使得大多數(shù)學生缺少將數(shù)學知識應(yīng)用于其他學科和日常生活的能力,在這種傳統(tǒng)的數(shù)學教育模式中,教師只能采用“灌輸”的方式,學生只能是被動的學習。這樣做的結(jié)果是培養(yǎng)出來的學生不僅在數(shù)學技能上遠不如計算機,而且失去了人的主動性與創(chuàng)造性。
在此基礎(chǔ)上,他基于“經(jīng)驗性”和“擬經(jīng)驗性”的數(shù)學哲學觀及“建構(gòu)主義”的教學思想提出自己的數(shù)學教育思想。所謂數(shù)學的“經(jīng)驗性”,不僅是指人類的實踐活動為數(shù)學的認識提供了最基本的源泉,而且就整體、過程、總和、趨勢來說,應(yīng)當肯定數(shù)學是思維對于客觀世界量性規(guī)律性的反映[1]35。弗賴登塔爾認為數(shù)學應(yīng)該是現(xiàn)實的數(shù)學,進而形成了“數(shù)學現(xiàn)實”的教育思想。所謂數(shù)學的“擬經(jīng)驗性”,是指數(shù)學命題的真實性在很大程度上取決于它的數(shù)學意義。如果說數(shù)學的“經(jīng)驗性”確認了數(shù)學與其他自然科學的共同點,那么數(shù)學的“擬經(jīng)驗性”就清楚地表明了數(shù)學相對于其他自然科學的特殊性[1]36。基于數(shù)學的“擬經(jīng)驗性”的哲學思想,弗賴登塔爾形成了對于數(shù)學的獨特認知,進而提出了其“數(shù)學化”的思想。建構(gòu)主義教學觀強調(diào)要始終堅持“以學生為主體,以教師為主導”的教學理念,認為學生既是知識、信息認知的主體也是意義的主動建構(gòu)者[2]?;诮?gòu)主義的教學觀和“數(shù)學現(xiàn)實”“數(shù)學化”等思想,弗賴登塔爾提出學習數(shù)學的過程應(yīng)該是“再創(chuàng)造”的過程。
弗賴登塔爾基于對當時數(shù)學教育現(xiàn)狀的了解及數(shù)學哲學等思想的認知,提出了自己獨特的數(shù)學教育思想,其中主要的數(shù)學思想表現(xiàn)在以下四個方面。
弗賴登塔爾強調(diào)“數(shù)學現(xiàn)實”在數(shù)學學習中的重要價值,提出“數(shù)學的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)該存在于現(xiàn)實之中。只有密切聯(lián)系實際的數(shù)學才能充滿著各種關(guān)系,學生才能將所學的數(shù)學與現(xiàn)實結(jié)合,并且能夠應(yīng)用”[3]。
1.“數(shù)學現(xiàn)實”的內(nèi)涵
弗賴登塔爾認為現(xiàn)實世界中到處都存在著數(shù)學,每個人都在生活中使用著數(shù)學,都具有屬于自己的“數(shù)學現(xiàn)實”。他認為學生的數(shù)學現(xiàn)實不僅包括已掌握的知識技能,已積累的一些數(shù)學思想方法和數(shù)學活動經(jīng)驗,還包括學生在學習的邏輯起點的基礎(chǔ)上在當下所得到的數(shù)學發(fā)展[4]。同時,他認為“數(shù)學現(xiàn)實”是隨著學習者的學習、生活等不斷變化、成長的,是動態(tài)的,而不是靜止不變的。
在這里需要注意的是,弗賴登塔爾所提出的“數(shù)學現(xiàn)實”與常說的“理論聯(lián)系實際”雖然都強調(diào)數(shù)學知識與日常生活的聯(lián)系,但二者有所區(qū)別?!皵?shù)學現(xiàn)實”是人的數(shù)學認識與客觀現(xiàn)實的結(jié)合,是客觀世界與數(shù)學問題相聯(lián)系并相互轉(zhuǎn)化的一種能力[5]。它既不是先學習理論,而后與實際相聯(lián)系,也與“先講述實際問題、然后運用公式解決問題”不同。
2.“數(shù)學現(xiàn)實”的獨特性
弗賴登塔爾認為:“每個人都有自己生活、工作和思考著的特定客觀世界以及反映這個客觀世界的各種數(shù)學概念、運算方法、規(guī)則和有關(guān)的數(shù)學知識結(jié)構(gòu)?!保?]且“數(shù)學現(xiàn)實”不僅包括每個人所接觸到的特定事物,也包括所處的當下世界及其所反映的數(shù)學本身??梢?,“數(shù)學現(xiàn)實”是多樣化的,不僅考慮學習者的現(xiàn)實生活,如對于學生而言,“數(shù)學現(xiàn)實”可能是玩游戲時輸贏的次數(shù)、前后幾次考試成績的浮動;對于成人而言,“數(shù)學現(xiàn)實”可能是近期工資的漲幅、明日的降雨概率等?!皵?shù)學現(xiàn)實”還需要關(guān)注學習者進行數(shù)學思維的方式方法及其當下所處的生活世界。
弗賴登塔爾認為數(shù)學的產(chǎn)生與發(fā)展甚至整個數(shù)學體系的形成,其實就是不斷數(shù)學化的過程,因此他認為學習數(shù)學的目的就是學習數(shù)學化。
1.“數(shù)學化”的概念
數(shù)學化并沒有專門的定義,也無法考究最初是由誰在何種情境下所提出的?,F(xiàn)在對數(shù)學化的解釋是:“數(shù)學化”就是從數(shù)學的角度去認識了解世界,分析和研究具體事物和現(xiàn)象的一種過程。也就是說,當人們從具體的數(shù)學現(xiàn)象中抽象出一般規(guī)律時就是在進行數(shù)學化。
2.“數(shù)學化”的過程
弗賴登塔爾在特萊弗斯(Treffers)和哥弗里(Gof?free)對數(shù)學化過程區(qū)分的基礎(chǔ)上進行了概括,認為將生活中的真實問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,完成生活問題到數(shù)學問題的轉(zhuǎn)化,就是橫向數(shù)學化;在此之后,將數(shù)學的世界里的問題運用符號進行進一步抽象處理的過程,就是縱向的數(shù)學化。多數(shù)情況下,兩種數(shù)學化并不是可以非常清楚、嚴格地區(qū)分開,在解決問題的過程中,兩者是并行的,甚至是等價的。同時,弗賴登塔爾除了認為可將數(shù)學化過程劃分為橫向數(shù)學化和豎向數(shù)學化外,還提出可將其劃分為形式化、公理化及模式化這三種過程,并認為三者是缺一不可、相互連貫的過程。
3.“數(shù)學化”的水平
由于學生的“數(shù)學現(xiàn)實”及數(shù)學能力各有不同,因而其數(shù)學化水平也各有差異。低理解水平上的“數(shù)學化”可以為高理解水平上的“數(shù)學化”作準備。關(guān)于“數(shù)學化”的過程,弗賴登塔爾運用了荷蘭范希爾(Van Hiele)的理論,認為可分為五個水平:直觀階段、分析階段、抽象階段、演繹階段和嚴密階段。“數(shù)學化”的水平是與學生的“數(shù)學現(xiàn)實”與思維水平直接相關(guān)的,但并不要求各個年齡段的學生都必須達到嚴密階段。
弗賴登塔爾認為,數(shù)學教育不應(yīng)采用傳統(tǒng)的灌輸?shù)姆椒?,?yīng)發(fā)揮學生的主動性,運用“再創(chuàng)造”的方式將要學習的數(shù)學知識重新創(chuàng)造出來。
1.“再創(chuàng)造”的內(nèi)涵
所謂“再創(chuàng)造”,即讓每個人在學習數(shù)學的過程中,根據(jù)自己的體驗,用自己的思維方式,重新創(chuàng)造有關(guān)的數(shù)學知識。在學生的頭腦中本沒有那些需要他現(xiàn)在進行學習的相關(guān)數(shù)學知識,他們需要像數(shù)學家一樣進行觀察探究、分析總結(jié)、歸納提煉,從而在頭腦中形成相關(guān)數(shù)學知識。從內(nèi)容上講,“再創(chuàng)造”包括數(shù)學知識的再創(chuàng)造、數(shù)學教學的再創(chuàng)造、數(shù)學學習的再創(chuàng)造等[7]。
需要注意的是,“再創(chuàng)造”方法與“發(fā)現(xiàn)教學法”有所不同,它們雖然都強調(diào)學生在學習中的主動性,但是要注意兩者之間的區(qū)別。這里理解的“創(chuàng)造”,是學習過程中的若干步驟,這些步驟的重要性在于再創(chuàng)造的“再”;而“創(chuàng)造”則既包括了內(nèi)容又包含了形式,既包含了新的發(fā)現(xiàn)又包含了組織[6]。“發(fā)現(xiàn)教學法”雖然也強調(diào)學生的主動學習,但只是更加強調(diào)教師的引導。就一般而言,“發(fā)現(xiàn)教學法”在操作時更像是安排好套路,設(shè)法封住其他出路,并在通向正確出口的道路上擺放引誘物,引誘學生在安排好的道路上前進,雖表面上是學生主動找到“出口”,但實際上學生的主動仍是“有限制”的,依然處于相對被動的地位??梢姡鞍l(fā)現(xiàn)教學法”只能算是低水平的“再創(chuàng)造”活動。
2.有指導的“再創(chuàng)造”
弗賴登塔爾認為數(shù)學是一種活動,是一種必須要讓學生也參與進來的活動。因此,“再創(chuàng)造”非常強調(diào)學生基于自己的數(shù)學經(jīng)驗、數(shù)學化水平和思維方式,把要學的數(shù)學內(nèi)容像數(shù)學家創(chuàng)造數(shù)學一樣自己創(chuàng)造出來,認為只有這樣學生才會對所獲得的數(shù)學知識有更加深刻的理解,所提升的數(shù)學能力才更加地扎實穩(wěn)固。學生進行的“再創(chuàng)造”活動很大程度上取決于教師的指導,取決于在學生的主動創(chuàng)造與教師的引導之間能夠取得一種恰如其分地平衡。
“反思”是一個看似可有可無的步驟,實則卻貫穿于數(shù)學學習過程始終,是進行“數(shù)學化”的核心和動力及“再創(chuàng)造”的前提。
1.反思的含義
“學而不思則罔,思而不學則殆。”反思對學習的重要性不言而喻,因而反思一直是教育研究中的重要內(nèi)容,如杜威就曾提出反思使人更加明智。弗賴登塔爾同樣肯定反思的重要性,并認為:“從別人那里反射自己,就像白天和黑夜,自己反射自己,也就是反省或反思?!保?]他提出反思的內(nèi)容有很多,在數(shù)學活動中,凡是跟數(shù)學內(nèi)容、數(shù)學經(jīng)驗、數(shù)學思維、數(shù)學方法等有關(guān)的均是需要進行反思的內(nèi)容。
2.反思的價值
反思可以促進學習者發(fā)現(xiàn)數(shù)學學習中的問題,總結(jié)學習到的數(shù)學經(jīng)驗,這有助于學生“數(shù)學化”的發(fā)展進程。此外,反思還可以和想象一起幫助學生進行猜想。數(shù)學猜想是數(shù)學理論形成的源頭,是決定數(shù)學理論能否形成的至關(guān)重要的一步。正如弗賴登塔爾所認為,世界上本沒有數(shù)學,是數(shù)學家經(jīng)過對現(xiàn)實中的現(xiàn)象、問題的思考提出假設(shè)并進行驗證才形成的數(shù)學理論。由此可見,反思是“再創(chuàng)造”的前提,沒有反思,就沒有“再創(chuàng)造”;反思在數(shù)學學習中的重要作用,是數(shù)學學習過程中必不可少的重要一環(huán)。
從對弗賴登塔爾主要數(shù)學教育思想的分析可知,成功的數(shù)學教育是由無數(shù)個數(shù)學活動所組成,而每個活動都應(yīng)是基于學生的“數(shù)學現(xiàn)實”,運用“再創(chuàng)造”的方式,在“反思”活動無時無刻的助力下不斷完成“數(shù)學化”的過程。
在數(shù)學教育活動中,教師要特別注意“數(shù)學現(xiàn)實”的獨特性,盡可能地了解學生當下的“數(shù)學現(xiàn)實”,不僅考慮其數(shù)學上的經(jīng)驗、知識、思想與方法,也要關(guān)注當下社會所反映的數(shù)學方法、知識結(jié)構(gòu)等。在此基礎(chǔ)上教師要選擇恰當?shù)慕虒W方法,采用合適的方式呈現(xiàn)適于學生理解的切合其“數(shù)學現(xiàn)實”的活動內(nèi)容,以此組織教學活動,從而逐步加深學生“數(shù)學現(xiàn)實”的深度并擴充其廣度。此外,教師要注意“數(shù)學現(xiàn)實”與“理論聯(lián)系實際”的區(qū)別,在組織數(shù)學活動時,不能夠簡單地學習數(shù)學公式后進行數(shù)學題的練習,而是在基于幼兒的數(shù)學水平、數(shù)學經(jīng)驗、當下所處的生活環(huán)境等所創(chuàng)設(shè)的“數(shù)學情境”中,引導學生學習數(shù)學,并注重培養(yǎng)學生在生活中發(fā)現(xiàn)數(shù)學和將所學習的數(shù)學理論運用于現(xiàn)實生活中去的能力。
具體而言,教師可以利用學習者生活中的“生活原型”,創(chuàng)設(shè)學習者能夠理解的數(shù)學情境,幫助學習者在數(shù)學情境中,經(jīng)歷數(shù)學活動,積累數(shù)學經(jīng)驗,否則脫離了學習者生活的數(shù)學教育,將成為“無源之水,無本之木”。需要注意的是,所創(chuàng)設(shè)的數(shù)學情境必須是一種對學習者而言的“真”情境,這里的“真”可以是“真實”的情境,也可以是“逼真”的情境。
“數(shù)學化”的發(fā)展是一個螺旋上升的過程,基于學生的“數(shù)學現(xiàn)實”創(chuàng)設(shè)數(shù)學情境,在數(shù)學活動中教師提升學生的“數(shù)學化”水平,并對“數(shù)學化”進行分析,再運用于實際。雖然可以將“數(shù)學化”劃分為“橫向數(shù)學化”與“縱向數(shù)學化”兩種,但兩者并非是可以完全割裂開來的,在進行數(shù)學教育時教師必須要將兩者結(jié)合起來。否則,缺少“橫向數(shù)學化”,學生便缺少了將現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題的練習機會,無法將生活轉(zhuǎn)化為數(shù)學,便可能會導致學生今后很難運用數(shù)學解決生活中的實際問題;缺少“縱向數(shù)學化”,則缺少了進行數(shù)學邏輯思維的機會,學生將很難形成完整的數(shù)學結(jié)構(gòu)。
在數(shù)學化過程中,教師不能要求所有學生在數(shù)學活動中都經(jīng)歷直觀階段、分析階段、抽象階段、演繹階段、嚴密階段這五個階段,并達到最高水平。教師應(yīng)結(jié)合學生原有的“數(shù)學化”水平制定合理的教學目標,且不能過分強調(diào)公理化的演繹和形式化的證明;根據(jù)學生的年齡特征提出合理要求,引導學生學會用自己的數(shù)學語言組織并表達自己對于數(shù)學的現(xiàn)實內(nèi)容及內(nèi)在聯(lián)系的理解與看法,而非對數(shù)學概念或公式進行死記硬背。在“數(shù)學化”過程中,教師要注意數(shù)學語言的恰當使用,并非越正規(guī)的數(shù)學語言就越適合用于引導學生進行數(shù)學思考。如果學生的數(shù)學化水平接近學生能夠理解的水平,并能正確反映數(shù)學內(nèi)涵的數(shù)學語言;那么就更有利于學生對數(shù)學內(nèi)容的理解,亦更有利于其“數(shù)學化”水平的提升。
數(shù)學是“數(shù)學家”創(chuàng)造出來的,教育應(yīng)當給予學生像數(shù)學家那樣創(chuàng)造數(shù)學的機會。由于學生的“數(shù)學現(xiàn)實”和“數(shù)學化”水平不可能完全相同。因而,在數(shù)學活動中,教師應(yīng)給予學生“再創(chuàng)造”的自由,并尊重學生獨特的想法與解題思路,為學生創(chuàng)造真正自由的“再創(chuàng)造”環(huán)境,而不是表面上允許學生進行探索,實際上卻只是想方設(shè)法地“誘導”學生走到自己預(yù)設(shè)好的道路上來,否則就無法很好地培養(yǎng)學生的數(shù)學思維。
由于時間、精力有限,學生的數(shù)學能力也無法與真正的數(shù)學家相比,因而為避免學生走太多不必要的彎路,學生要在教師指導下高效率地“再創(chuàng)造”。這就說明,教師是否能夠把握好自己的引導與學生自主探究之間的平衡,是“再創(chuàng)造”是否能夠成功的關(guān)鍵所在。教師在組織數(shù)學活動時,可借鑒特萊弗斯(Tref?fers)的觀點,遵循以下原則:“在學生當前的現(xiàn)實中選擇學習情境,使其適合水平數(shù)學化;為縱向(垂直)數(shù)學化提供手段和工具;相互作用的教學系統(tǒng);承認和鼓勵學生自己的成果;將所學的各個部分結(jié)合起來?!保?]
反思有助于學習者進行再創(chuàng)造和數(shù)學化水平的提升。在數(shù)學教育中,教師不僅要在思想上意識到“反思”的重要性,更要將其體現(xiàn)在行動上;不僅要對自己的教學活動進行“反思”,而且要知道比自己進行“反思”更重要的是要通過自己的“反思”帶動學生的“反思”。
具體而言,在數(shù)學學習中,教師首先要自己進行反思,適當?shù)貙⒆约旱姆此歼^程“暴露”在學生面前。該過程的表現(xiàn)形式應(yīng)契合學習者的學習水平、思維發(fā)展特點等,并由此引導學生觀察并理解教師的反思內(nèi)容及過程。比觀察理解教師的反思內(nèi)容和過程更重要的是學生真正體會到了反思的意義。當學生認識到反思的重要性并從教師身上學會如何進行反思之后,教師要注意為學生留出可用來進行“反思”的時間與空間,并幫助他們從需要教師引導才能“反思”,逐步達到可以獨立進行“反思”的水平。
通過反思,學生的新舊知識之間地聯(lián)系得到加強,有助于形成完整的學習體系。此外,還要引導學生將反思與想象結(jié)合起來,鼓勵學生大膽猜想、小心驗證,激發(fā)學生的“數(shù)學猜想”,幫助學生從不會“反思”到學會“反思”,從低水平“反思”向高水平“反思”,這也正是學生“數(shù)學化”水平和數(shù)學能力不斷提升的過程。