陳潔儀,賴穎慧
(湖南理工學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院,湖南岳陽,414000)
數(shù)學(xué)不僅是一門學(xué)科,而且是人類文明發(fā)展的重要推力,有極其重要的教育功能。數(shù)學(xué)教育重在培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),提升其數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。在北京師范大學(xué)中國(guó)教育創(chuàng)新研究院和美國(guó)P21組織新近提出的21世紀(jì)核心素養(yǎng)5C模型框架中,文化理解與傳承素養(yǎng)被視作貫穿審辨思維、創(chuàng)新素養(yǎng)、溝通素養(yǎng)和合作素養(yǎng)的核心要素。[1]從數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)視角,培養(yǎng)學(xué)生文化素養(yǎng)是我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義文化強(qiáng)國(guó)任務(wù)背景下的重要課題。
國(guó)外有關(guān)數(shù)學(xué)文化的研究始于20世紀(jì)60年代,而國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)學(xué)文化的研究興起于20世紀(jì)80年代,自2001年新課改實(shí)施后這方面的研究獲得了更多關(guān)注。習(xí)近平總書記多次指出,中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是中華民族的精神命脈,“牢固的社會(huì)主義核心價(jià)值觀,都有其固有的根本。拋棄傳統(tǒng)、丟掉根本,就等于割斷了自己的精神命脈,博大精深的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是我們?cè)谑澜缥幕な幹姓痉€(wěn)腳跟的根基”[2]。在國(guó)內(nèi),北京大學(xué)鄧東皋等人率先將“數(shù)學(xué)文化”作為專有名詞提出,并在1990年發(fā)表的《數(shù)學(xué)與文化》一書中論述了數(shù)學(xué)文化的產(chǎn)生、本質(zhì)及其代表性觀點(diǎn)。[3]
目前,數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵界定視角各異。顧沛將數(shù)學(xué)文化簡(jiǎn)要概括為數(shù)學(xué)思想、方法、精神、觀點(diǎn)及其形成與發(fā)展過程,具體包括數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分、數(shù)學(xué)與社會(huì)的關(guān)系以及數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系等。[4]王建磐等人對(duì)中國(guó)、法國(guó)、美國(guó)的數(shù)學(xué)教科書進(jìn)行了調(diào)查研究,認(rèn)為數(shù)學(xué)文化主要包含數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活、數(shù)學(xué)與科學(xué)技術(shù)和數(shù)學(xué)與人文藝術(shù)四個(gè)類型。[5]楊豫暉等人把數(shù)學(xué)文化概括為數(shù)學(xué)家們?cè)跀?shù)學(xué)活動(dòng)過程中形成的許多關(guān)于數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)精神、思想方法、思維方式等共同約定的總和。[6]
培養(yǎng)文化素養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)文化自信的主要抓手,也是落實(shí)“三全育人”指導(dǎo)方針的重要內(nèi)容。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中進(jìn)行文化滲透,挖掘小學(xué)數(shù)學(xué)文化育人功能,可以豐富課堂層次性和多樣性,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,使科學(xué)教育與人文教育同頻共振,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展。
數(shù)學(xué)文化的教學(xué)價(jià)值是多元的。劉妍等人認(rèn)為應(yīng)從認(rèn)識(shí)價(jià)值、智力價(jià)值、精神價(jià)值、美學(xué)價(jià)值等方面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)文化的教學(xué)價(jià)值。[1]賈宏偉認(rèn)為數(shù)學(xué)文化可激發(fā)課堂活力,激活學(xué)生探索欲,豐富數(shù)學(xué)素養(yǎng)教育價(jià)值。[7]美國(guó)斯坦福大學(xué)齊斯·德福林教授在《數(shù)學(xué)的語言——化無形為可見》一書中指出,數(shù)學(xué)的本質(zhì)與歷史的變遷相干。他闡述了數(shù)學(xué)文化的步履,將數(shù)學(xué)視作淵博而雋永的學(xué)科。[8]可見,數(shù)學(xué)文化與教學(xué)的融合,能讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)的漫長(zhǎng)歷程和數(shù)學(xué)文化的人文價(jià)值,體驗(yàn)數(shù)學(xué)文化的科學(xué)價(jià)值,贊嘆數(shù)學(xué)文化的美學(xué)價(jià)值。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》一書將數(shù)學(xué)教材定義為達(dá)成數(shù)學(xué)課程目標(biāo)和踐行數(shù)學(xué)教學(xué)的重要資源。[9]立足國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)教育現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特征,小學(xué)數(shù)學(xué)教科書以“一綱多本”的形式展現(xiàn)數(shù)學(xué)文化。事實(shí)上,數(shù)學(xué)文化內(nèi)容已經(jīng)滲透課程標(biāo)準(zhǔn),不同地區(qū)的小學(xué)數(shù)學(xué)教科書也體現(xiàn)了相關(guān)內(nèi)容。其中,使用人教版、西師版和蘇教版教材的省市專門編寫了數(shù)學(xué)文化板塊,呈現(xiàn)在“你知道嗎”“數(shù)學(xué)廣角”“動(dòng)手做”“探索與實(shí)踐”“數(shù)學(xué)萬花筒”等不同欄目,包含數(shù)學(xué)故事、數(shù)學(xué)應(yīng)用、數(shù)學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展等有關(guān)內(nèi)容,從不同維度展示數(shù)學(xué)文化。本研究以蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教科書“你知道嗎”板塊為例,對(duì)教材及課堂教學(xué)進(jìn)行分析,以提出小學(xué)數(shù)學(xué)文化教學(xué)的針對(duì)性建議。
蘇教版“你知道嗎”欄目在一至六年級(jí)各課程內(nèi)容中共出現(xiàn)65處,分別在數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)思維等方面以數(shù)學(xué)文化為抓手,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)興趣,彰顯小學(xué)數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵和價(jià)值?!澳阒绬帷睓谀恳约兾淖只驁D文結(jié)合的形式展現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生閱讀感悟文化,通過適當(dāng)設(shè)問促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力發(fā)展?!澳阒绬帷睓谀客ㄟ^數(shù)學(xué)文化欄目促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文化的掌握,符合新課改的要求。
對(duì)“你知道嗎”欄目的內(nèi)容分布進(jìn)行橫向分析可以發(fā)現(xiàn),蘇教版教科書各教學(xué)板塊在該欄目中存在數(shù)學(xué)文化素材分布不均的現(xiàn)象(表1)。其中,“數(shù)與代數(shù)”部分?jǐn)?shù)學(xué)文化占比最大,達(dá)63%;“圖形與幾何”為第二,占比24%,“統(tǒng)計(jì)與概率”與“綜合與實(shí)踐”中數(shù)學(xué)文化內(nèi)容較少,分別占9%和3%。因此,在“統(tǒng)計(jì)與概率”和“綜合與實(shí)踐”兩個(gè)部分,可適當(dāng)增加數(shù)學(xué)文化素材,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中了解更多數(shù)學(xué)文化。
表1 蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材“你知道嗎”欄目數(shù)學(xué)文化內(nèi)容分布
縱向分析表明,數(shù)學(xué)文化的教學(xué)內(nèi)容在各年級(jí)教材中的分布數(shù)量也不均衡,主要集中在三至五年級(jí),一年級(jí)教材中僅發(fā)現(xiàn)2處(表2)。此外,數(shù)學(xué)文化多以純文字形式出現(xiàn)在“你知道嗎”部分,形式較為單一、枯燥,不適合低年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。例如,在蘇教版一年級(jí)數(shù)學(xué)教材中,“認(rèn)識(shí)100以內(nèi)的數(shù)”一課中的“你知道嗎”欄目,僅用“第一個(gè)使用等于號(hào)的是英國(guó)數(shù)學(xué)家雷科德。第一個(gè)使用大于號(hào)和小于號(hào)的是英國(guó)數(shù)學(xué)家哈里奧特”兩句話簡(jiǎn)略介紹數(shù)學(xué)文化。第六單元“100以內(nèi)的加法和減法”一課中只補(bǔ)充了“500多年前,一位德國(guó)數(shù)學(xué)家首先提出用符號(hào)表示加減”一句介紹。此類文字材料的呈現(xiàn)方式對(duì)抽象思維能力有限的一年級(jí)學(xué)生而言,理解較為困難。同時(shí),這些內(nèi)容并不能展現(xiàn)數(shù)學(xué)史中有價(jià)值的內(nèi)容,無法全面體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化的價(jià)值。
表2 “你知道嗎”呈現(xiàn)形式
綜合文獻(xiàn)分析與教學(xué)觀察,圍繞數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵及小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)況,結(jié)合教學(xué)目標(biāo)與過程來看,小學(xué)數(shù)學(xué)文化的教學(xué)問題主要集中在以下四個(gè)方面。
在教育資源均衡發(fā)展地區(qū),受過去應(yīng)試教育的影響,數(shù)學(xué)文化未被重視。[10]在教學(xué)過程中,教師以教學(xué)進(jìn)度與學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)橹?,仍把傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)視作主要任務(wù),未正確看待數(shù)學(xué)文化,深入了解數(shù)學(xué)文化的動(dòng)機(jī)不足。對(duì)小學(xué)高年級(jí)的數(shù)學(xué)教師進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn),小學(xué)教師在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)文化的意識(shí)薄弱,雖然了解數(shù)學(xué)文化,但不了解數(shù)學(xué)文化的育人功能,很少主動(dòng)將數(shù)學(xué)文化應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)。同時(shí),本研究對(duì)大量教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)與數(shù)學(xué)文化相關(guān)的教學(xué)目標(biāo)僅體現(xiàn)為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和自信心。例如,在四年級(jí)上冊(cè)“統(tǒng)計(jì)表和條形統(tǒng)計(jì)圖”第四課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)中,情感與態(tài)度價(jià)值觀方面只要求學(xué)生“獲得應(yīng)用平均數(shù)知識(shí)的成功體驗(yàn);增強(qiáng)探索數(shù)學(xué)規(guī)律的興趣;培養(yǎng)解決問題的能力”。在教學(xué)內(nèi)容中,“你知道嗎”欄目補(bǔ)充了“評(píng)委打分要去掉一個(gè)最高分和最低分規(guī)則”的內(nèi)容。然而,部分教師僅在新知教學(xué)后用兩句話略過這些欄目?jī)?nèi)容,或讓學(xué)生用兩分鐘時(shí)間自主閱讀,有的甚至未提及該內(nèi)容。此類情況說明,教師在教學(xué)計(jì)劃中仍偏重知識(shí)講解,認(rèn)為數(shù)學(xué)文化內(nèi)容擠占課堂時(shí)間,影響學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能目標(biāo)的理解,未能將數(shù)學(xué)文化素材與教學(xué)重難點(diǎn)充分結(jié)合在一起。
教師在幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)技能之外,還要重新認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)文化的教學(xué)價(jià)值,在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)精神等內(nèi)容,全面實(shí)現(xiàn)課程育人理念。除了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,教師還應(yīng)以提高學(xué)生文化素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo),在教學(xué)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)美學(xué)思想等知識(shí),將數(shù)學(xué)內(nèi)化為學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)美,從數(shù)學(xué)史中尋求數(shù)學(xué)精神,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。在課堂教學(xué)過程中,教師應(yīng)站在學(xué)生立場(chǎng)融入數(shù)學(xué)文化,以知識(shí)與技能為載體,激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文化的興趣,從“重結(jié)果、輕過程”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸亟Y(jié)果、重過程”。
小學(xué)教師對(duì)數(shù)學(xué)文化素材的洞察力較匱乏,一般局限于教材的圖文部分,難以對(duì)數(shù)學(xué)文化素材展開深層挖掘。有研究通過問卷法、訪談法發(fā)現(xiàn),教師對(duì)數(shù)學(xué)文化價(jià)值的理解較為狹隘、儲(chǔ)備的數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)美等知識(shí)較少,將數(shù)學(xué)文化狹隘地概括為數(shù)學(xué)史。[11]例如,教師在三年級(jí)下冊(cè)“小數(shù)的初步認(rèn)識(shí)”單元的教學(xué)過程中,小數(shù)的認(rèn)識(shí)只通過例題“長(zhǎng)度”和“商品價(jià)格”講授;僅在教學(xué)目標(biāo)中寫明“使學(xué)生了解小數(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣”。有教師僅讓學(xué)生在課堂結(jié)尾時(shí)自行閱讀“你知道嗎”欄目中數(shù)學(xué)家劉徽從1700多年前就開始使用小數(shù)的故事,單一地將數(shù)學(xué)文化等同于數(shù)學(xué)史,并沒有讓學(xué)生深入感受到數(shù)學(xué)的魅力。宋乃慶等人將數(shù)學(xué)與科學(xué)、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)等維度連接,充分挖掘數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)美等,對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)文化素材做了系統(tǒng)梳理,并在《小學(xué)數(shù)學(xué)文化叢書》中列舉了許多翔實(shí)案例,如“數(shù)學(xué)王子高斯的故事”“哥德巴赫也無法解答的世界難題”“貨比三家不吃虧”等內(nèi)容,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的生動(dòng)性、科學(xué)性。[12]
因此,針對(duì)上述問題,教師應(yīng)提升個(gè)人文化素養(yǎng),樹立正確的數(shù)學(xué)文化觀,深入解讀數(shù)學(xué)教材、領(lǐng)悟數(shù)學(xué)文化的價(jià)值,使數(shù)學(xué)課堂生動(dòng)靈活。數(shù)學(xué)文化不僅與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能有關(guān),而且與美學(xué)、哲學(xué)、科學(xué)等方面知識(shí)有關(guān)。教師要結(jié)合不同學(xué)科背景,感受數(shù)學(xué)在歷史變遷的作用,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)的趣味性。
泰勒在《原始文化》中指出,文化涵蓋技能、信仰、美學(xué)、文藝、道德、法學(xué)等方面的內(nèi)容。[13]教師在滲透數(shù)學(xué)文化的課堂中,忽視了文化與其他學(xué)科的聯(lián)系。有研究認(rèn)為提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的兩大工具是數(shù)學(xué)交流與表達(dá),提倡教師多采用啟發(fā)式教學(xué),把學(xué)生的生活日常與相應(yīng)背景引入課堂教學(xué)。[11]同時(shí),數(shù)學(xué)文化教學(xué)應(yīng)該貫穿課內(nèi)課外。教師應(yīng)深鉆教材,增加教學(xué)方法的細(xì)節(jié)處理,以在課堂引入時(shí)融入數(shù)學(xué)文化、在新授過程中融入數(shù)學(xué)文化、在課堂練習(xí)中鞏固數(shù)學(xué)文化、在媒體教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化等多維方法提高學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)。例如,三角形面積的計(jì)算方法是小學(xué)階段學(xué)習(xí)圖形與幾何的重要內(nèi)容,其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生不僅能通過形狀認(rèn)識(shí)周邊事物,而且能發(fā)展合情推理能力,進(jìn)行有條理的思考。在五年級(jí)上冊(cè)“三角形的面積”教學(xué)中,學(xué)生在掌握三角形的面積是平行四邊形面積的一半這一知識(shí)點(diǎn)后,可用字母公式“S=ah÷2”示意,以此體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想的簡(jiǎn)潔美。所有的三角形在進(jìn)行求面積時(shí),都可以用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行表示和計(jì)算。對(duì)此,教師可以讓學(xué)生通過數(shù)學(xué)公式統(tǒng)一、簡(jiǎn)明的特點(diǎn),理解公式的推導(dǎo)過程,感受到數(shù)學(xué)文化中的數(shù)學(xué)美。
還有研究表明,教師對(duì)數(shù)學(xué)的工具作用過于重視,會(huì)導(dǎo)致課后學(xué)習(xí)的途徑被忽視。[14]大部分小學(xué)教師鼓勵(lì)學(xué)生閱讀課外讀本以開闊視野,但多限于語文和英語的閱讀,未意識(shí)到閱讀數(shù)學(xué)文化讀本的重要性。例如,有學(xué)校為學(xué)生訂閱了江蘇教育報(bào)刊總社主辦的《小學(xué)生數(shù)學(xué)報(bào)》,但教師僅讓學(xué)生完成配套試卷,疏于帶領(lǐng)學(xué)生閱讀報(bào)紙中的數(shù)學(xué)文化素材,也沒有營(yíng)造數(shù)學(xué)文化學(xué)習(xí)氛圍。五年級(jí)版《小學(xué)生數(shù)學(xué)報(bào)》中呈現(xiàn)的“負(fù)數(shù)誕生記”“手機(jī)密碼里的數(shù)學(xué)知識(shí)”“巧用皮克定理比面積”等諸多內(nèi)容,與數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美息息相關(guān),也可以成為支撐數(shù)學(xué)教學(xué)的鮮活案例。教師可在指導(dǎo)學(xué)生閱讀數(shù)學(xué)文化讀本后,讓學(xué)生向數(shù)學(xué)文化小欄目投稿,提高學(xué)生研究數(shù)學(xué)文化的熱情。
數(shù)學(xué)教材中越來越多的解決實(shí)際問題的單元都以發(fā)生在日常生活中的事例為背景,創(chuàng)設(shè)生活問題情境,啟發(fā)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)、分析與解決數(shù)學(xué)問題。在此基礎(chǔ)上,教師可以布置研學(xué)活動(dòng),將生活實(shí)踐融入數(shù)學(xué)教學(xué),增強(qiáng)數(shù)學(xué)文化教學(xué)效果。例如,學(xué)生在日常生活中很多時(shí)候都會(huì)用到分類的思想。在一年級(jí)“分類”的教學(xué)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶媽媽整理衣服的方法、社區(qū)垃圾回收點(diǎn)的設(shè)置、超市食品的擺放,在具體生活情境中表達(dá)自己的思考過程和分類標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)識(shí)到同樣的事物按不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同類別。正確的生活情境設(shè)置能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)問題的探究和思考,培養(yǎng)學(xué)生在生活中分析問題的能力。
教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)鮮活的生活情景,將生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象導(dǎo)入課堂,讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)不是生硬的理論,而是充滿樂趣的知識(shí)。為此,教師要分析數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵,備課時(shí)做好數(shù)學(xué)文化素材的分類與歸納,豐富教學(xué)內(nèi)容,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,五年級(jí)上冊(cè)的“認(rèn)識(shí)公頃”一課就需與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系。為此,教師可以將“綜合與實(shí)踐”板塊融入課程安排,在課前讓全班同學(xué)到操場(chǎng)組成一個(gè)正方形,并從上方拍照,上課時(shí)讓學(xué)生估算正方形的邊長(zhǎng)和面積,從學(xué)生的照片出發(fā)逐步推進(jìn)到“同學(xué)們圍成的正方形面積大約是一公頃”這一結(jié)論。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),教師能夠讓學(xué)生感受到自己是課堂的主體,提高學(xué)生自主探究的能力。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)文化是全面發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維、人文素養(yǎng)、探索能力的必要步驟,是提高小學(xué)生數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)的嶄新視角與有效途徑。本研究通過分析蘇教版小學(xué)教科書中數(shù)學(xué)文化素材及教學(xué)現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)教材中存在數(shù)學(xué)文化素材分布不均的問題,以及小學(xué)教師在數(shù)學(xué)文化教學(xué)中存在數(shù)學(xué)文化意識(shí)薄弱、教學(xué)能力不足、教學(xué)形式單一、教學(xué)脫離生活四方面問題。對(duì)此,教師可從提高數(shù)學(xué)文化認(rèn)知、系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)教材、拓展挖掘數(shù)學(xué)文化素材、兼顧學(xué)生生活實(shí)踐等方面優(yōu)化數(shù)學(xué)文化教學(xué)方法,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。