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面向21世紀(jì)的中小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革
——使大眾數(shù)學(xué)成為現(xiàn)實
提要:文章分析了未來社會對公民數(shù)學(xué)素養(yǎng)的基本要求,比較了世界發(fā)達(dá)國家數(shù)學(xué)課程改革的趨勢,總結(jié)了我國古代數(shù)學(xué)教育的歷史傳統(tǒng),討論了我國中小學(xué)數(shù)學(xué)教育中存在的問題。在此基礎(chǔ)上提出了基于大眾數(shù)學(xué)意義的中小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革思路,并探討了中小學(xué)數(shù)學(xué)課程與教材改革的設(shè)計、編寫與實驗問題。
隨著時代的發(fā)展,各國數(shù)學(xué)教育工作者普遍面臨著一個極為棘手的難題:一方面,以計算機(jī)為基礎(chǔ)的信息社會越來越依賴于數(shù)學(xué),每個人要掌握更多的數(shù)學(xué),才能比較好地適應(yīng)日常生活;另一方面,現(xiàn)代數(shù)學(xué)越來越只能為少數(shù)人所掌握。我們認(rèn)為,正是這一難題構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育發(fā)展的主要矛盾。
與此同時,我國的現(xiàn)行數(shù)學(xué)教育體制還出現(xiàn)了一個令人尷尬的現(xiàn)象:現(xiàn)行中小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容,不少方面學(xué)生掌握不了,而且學(xué)了沒用,但考試指揮棒迫使他們非學(xué)不可;而很多既有實用功能,又有智力價值的內(nèi)容,卻又學(xué)不到。這一現(xiàn)象集中反映了我國現(xiàn)行數(shù)學(xué)教育體制的弊端,說明當(dāng)前我國的數(shù)學(xué)教育狀況嚴(yán)重滯后于社會發(fā)展,必須尋求新的教育改革思路。幾年來的研究表明,解決上述矛盾的根本出路在于,用大眾數(shù)學(xué)的思想改造傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育理論與實踐體系。
一、課題研究的指導(dǎo)思想和理論基礎(chǔ)
隨著以計算機(jī)為代表的信息社會的到來,數(shù)學(xué)越來越表現(xiàn)得與人類的生存質(zhì)量、社會的發(fā)展水平休戚相關(guān)。義務(wù)教育要求每一位公民都應(yīng)該接受適應(yīng)日常生活和社會實踐所必須的最基本的數(shù)學(xué)教育。我國古代的數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育蘊含著豐富的大眾數(shù)學(xué)思想,對今天的數(shù)學(xué)教育實踐有著很好的借鑒作用。數(shù)學(xué)教學(xué)必須建立在學(xué)生主動、積極地參與數(shù)學(xué)實踐活動的基礎(chǔ)上,唯如此,數(shù)學(xué)才能從學(xué)生的現(xiàn)實生活中產(chǎn)生和發(fā)展,數(shù)學(xué)才能成為人們?nèi)粘I钪械淖匀唤M成部分!皵(shù)學(xué)面向大眾”、“數(shù)學(xué)產(chǎn)生于學(xué)生的數(shù)學(xué)實踐”——這種意義上的數(shù)學(xué)教育蘊藏著巨大的人格力量,將極大地豐富學(xué)生的感情世界,增強(qiáng)學(xué)生的自信心和責(zé)任感。數(shù)學(xué)課程改革必須建立在對未來社會對人才素質(zhì)的需求、數(shù)學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展、數(shù)學(xué)教育的人文背景以及學(xué)習(xí)者的心理特點和潛在能力的全面考察的基礎(chǔ)上。
二、課題研究的主要內(nèi)容和研究方法
本課題的研究,試圖通過構(gòu)思21世紀(jì)初我國數(shù)學(xué)教育的發(fā)展框架,形成大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)教育理論和實踐體系。其主要內(nèi)容有:社會的未來發(fā)展對公民數(shù)學(xué)修養(yǎng)的需求分析;現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展與數(shù)學(xué)教育改革;我國古代數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)教育的特點及其對今天的啟示;國際數(shù)學(xué)教育改革的比較研究;對我國現(xiàn)行中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的分析與評價;形成大眾數(shù)學(xué)意義下的現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育思想;形成大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)課程改革思路;探討如何以大眾數(shù)學(xué)思想改進(jìn)我國的中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實踐。本課題的研究方法主要有文獻(xiàn)分析、國內(nèi)外比較專題實驗和問卷調(diào)查。在此基礎(chǔ)上,建立“理性預(yù)期模型”,形成數(shù)學(xué)教育的發(fā)展框架。理性預(yù)期模型是對考察對象在未來某一特定時間點上量或質(zhì)的描述。大眾數(shù)學(xué)是我們對21世紀(jì)初我國數(shù)學(xué)教育發(fā)展?fàn)顩r的總體期望。
三、課題研究的基本背景分析
(一)重新估價未來社會對公民數(shù)學(xué)素養(yǎng)的要求
科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是以計算機(jī)為標(biāo)志的信息時代的到來,要求人們具有收集、分析和處理數(shù)據(jù)及其他資料、信息的能力;市場經(jīng)濟(jì)要求人們掌握更多有用的數(shù)學(xué),成本、利潤、投入、產(chǎn)出、貨款、效益、市場預(yù)測、風(fēng)險評估等一系列經(jīng)濟(jì)名詞將成為人們社會生活中使用最為頻繁的詞匯,與這一系列經(jīng)濟(jì)活動相關(guān)的數(shù)學(xué),如比和比例、利息與利率、運籌與優(yōu)化、統(tǒng)計與概率以及系統(tǒng)分析與決策等,理應(yīng)成為數(shù)學(xué)課程中的組成部分。數(shù)學(xué)提供了一種在日常生活中簡明、快捷、通用的交流信息的手段,數(shù)學(xué)正以前所未有的方式向社會的一切領(lǐng)域滲透。
(二)重新認(rèn)識數(shù)學(xué)
1.?dāng)?shù)學(xué)具有了作為科學(xué)的方法論屬性。以往,人們對數(shù)學(xué)的描繪就是利用紙、筆進(jìn)行運算與證明,因而很難體會到實驗、合情推理、模型模擬、矯正與調(diào)控、逐步優(yōu)化與近似逼近等一系列的科學(xué)活動過程。計算機(jī)的出現(xiàn),使這一切出現(xiàn)了根本性的改變。實驗、嘗試錯誤、模型模擬已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)學(xué)家或工程技術(shù)人員研究數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)的最為常見的策略,而公理化體系僅僅是整理數(shù)學(xué)的一種手段。數(shù)學(xué)具有了作為科學(xué)的方法論屬性。因而,隨著計算器、計算機(jī)引入課堂,中小學(xué)生能更多地通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動體會科學(xué)研究的基本方法:觀察、嘗試、合情推理、建立猜想與實驗驗證。這種研究方法的熏陶,將使人終生受益。
2.?dāng)?shù)學(xué)是關(guān)于客觀世界的模式的科學(xué)(從這個意義上講,數(shù)學(xué)也是一門技術(shù))。這種觀點正在被越來越多的人所傳播。無論是數(shù)、關(guān)系、形狀、推理,還是概率、數(shù)據(jù)分析和抽樣,它們都是人類發(fā)展進(jìn)程中對客觀世界的某些側(cè)面的數(shù)學(xué)把握的反映;谶@種觀點,中小學(xué)階段,應(yīng)該讓學(xué)生通過“數(shù)與計算,空間與圖形,統(tǒng)計與概率,量與計量,方程與關(guān)系,運籌與優(yōu)化”等基本領(lǐng)域了解數(shù)學(xué)研究現(xiàn)實世界的全貌。讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)是從普通的人類實踐活動中發(fā)展起來的。
3.?dāng)?shù)學(xué)是關(guān)于客觀世界的數(shù)學(xué)化過程。數(shù)學(xué)家反省自身的研究生涯,發(fā)現(xiàn)一個基本數(shù)學(xué)過程的循環(huán),它反復(fù)出現(xiàn),形成了最基本的模式,即抽象、符號和應(yīng)用。而這一模式與人類的基本認(rèn)識規(guī)律是一致的。H.Freudenthal稱之為數(shù)學(xué)化。實質(zhì)上,學(xué)生數(shù)學(xué)化的過程,就是數(shù)學(xué)現(xiàn)實進(jìn)一步提高、抽象、發(fā)展的過程。然而,現(xiàn)行中小學(xué)數(shù)學(xué)課程絕大多數(shù)內(nèi)容局限于“數(shù)、式及其運算”和“平面幾何與證明”,學(xué)生們見不到數(shù)學(xué)的全貌,更無從體會數(shù)學(xué)的全過程。新的課程改革試圖在此有所突破。
(三)重新認(rèn)識學(xué)生
本世紀(jì)中葉以來,隨著現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,國際上一些著名的心理學(xué)、教育學(xué)理
論,如皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識論,布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與發(fā)現(xiàn)法,加涅的層次學(xué)習(xí)理論,奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論,加里培林的活動理論,以及贊可夫的教學(xué)與發(fā)展乃至席卷原蘇聯(lián)的合作教育學(xué)等,所有這一切理論角度各異,但綜合起來,我們認(rèn)為以下幾點值得強(qiáng)調(diào)。
1.學(xué)生不是一張白紙,即使是一年級的兒童,他們也有著豐富的生活體驗和知識積累。這其中就包含著大量的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,特別是運用數(shù)學(xué)解決問題的策略。
2.每個學(xué)生都有自己的生活背景、家庭環(huán)境,這種特定的社會文化氛圍,導(dǎo)致不同的學(xué)生有不同的思維方式和解決問題的策略。
3.學(xué)生的學(xué)習(xí)不是一個被動吸取知識、記憶、反復(fù)練習(xí)、強(qiáng)化儲存的過程。一個有意義的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生以一種積極的心態(tài),調(diào)動原有的知識和經(jīng)驗嘗試解決新問題,同化新知識,并構(gòu)建他們自己的意義。
4.所有的新知識只有通過學(xué)生自身的“再創(chuàng)造”活動,使其納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,才可能成為有效的知識。對于每一個學(xué)習(xí)主體,沒有活動、沒有做就形不成學(xué)習(xí)。
5.從現(xiàn)實中學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)。這里的現(xiàn)實是相對于兒童所言。布魯納有一句名言,任何一個知識都能夠以一種合適的方式教給任何一個年齡的學(xué)生。我們認(rèn)為,任何一個知識如果能夠以與學(xué)生的年齡特征、生活經(jīng)驗相適應(yīng)的方式(即以對兒童來說是現(xiàn)實的方式)出現(xiàn),就能被學(xué)生所感知,為學(xué)生所接受。
6.讓學(xué)生體驗做數(shù)學(xué)的成功樂趣,樹立學(xué)好數(shù)學(xué)的自信心。
(四)重新估價我國的數(shù)學(xué)教育現(xiàn)狀
新中國建立40多年來,我國中小學(xué)數(shù)學(xué)教育事業(yè)有了長足發(fā)展。然而,我們不能因此而輕視危機(jī)所在。
1.?dāng)?shù)學(xué)課程目標(biāo)偏離社會發(fā)展的需求軌道。這主要表現(xiàn)在,長期以來我國中小學(xué)數(shù)學(xué)課程一直在前蘇聯(lián)“學(xué)科中心主義”課程模式的籠罩下,固守著他們早已改變了的傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識體系,學(xué)生在校學(xué)習(xí)的僅僅是16、17世紀(jì)以前的數(shù)學(xué)。隨機(jī)事件、抽樣、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理、規(guī)劃與運籌、決策分析、優(yōu)化思想以及數(shù)學(xué)建模等一系列現(xiàn)代社會所必需的公民數(shù)學(xué)修養(yǎng)內(nèi)容在數(shù)學(xué)課堂上幾乎無處尋覓。同時,迄今為止我國小學(xué)、初中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中,仍然以計算(運算)能力、邏輯推理能力及空間觀念為核心。事實上,信息社會的到來,對公民計算能力的要求已大大降低;邏輯推理能力則因局限于以平面幾何為載體的三段論訓(xùn)練模式為重點,而陷于困境;“空間觀念”一詞雖然提得很好,但小學(xué)、初中的數(shù)學(xué)課本中,除了幾個簡單幾何體的體積、表面積計算外,幾乎沒有任何別的三維空間的內(nèi)容。而現(xiàn)代社會所必需的與數(shù)學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展趨勢一致的數(shù)學(xué)建模能力以及估算意識、應(yīng)用意識、創(chuàng)造意識都被拒之于教科書之外。
2.?dāng)?shù)學(xué)課程內(nèi)容存在著嚴(yán)重的缺陷。這主要表現(xiàn)在:知識面狹窄;部分知識單元的教學(xué)要求偏高,耗時過多;不少內(nèi)容陳舊、過時;忽視數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用;課程缺乏彈性。
(五)把握國際數(shù)學(xué)教育發(fā)展的方向
80年代末90年代初,世界發(fā)達(dá)國家紛紛開始對本世紀(jì)以來各自數(shù)學(xué)教育發(fā)展歷程作全面的考察,出臺了一系列數(shù)學(xué)教育發(fā)展綱要和數(shù)學(xué)課程改革藍(lán)圖。為此,我們對美國、英國、法國、德國、瑞典、日本和前蘇聯(lián)七國的有關(guān)資料進(jìn)行了較為詳盡的分析。
1.關(guān)于中小學(xué)數(shù)學(xué)課程目標(biāo)。(1)重視問題解決是各國課程標(biāo)準(zhǔn)的一個顯著特點。(2)增加具有廣泛應(yīng)用性的數(shù)學(xué)內(nèi)容,從學(xué)生的現(xiàn)實中發(fā)展數(shù)學(xué),增強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)是各國課程標(biāo)準(zhǔn)的共同特點。(3)數(shù)學(xué)提供了一種有力的、簡潔的和準(zhǔn)確的交流信息的手段,因此,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)交流是各國課程發(fā)展的新趨勢。(4)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)對發(fā)展人的一般能力的價值,淡化純數(shù)學(xué)意義上的能力結(jié)構(gòu)。(5)大多數(shù)國家傾向于,通過解決實際問題使學(xué)生在掌握所要求的數(shù)學(xué)內(nèi)容的同時,形成那些對人的素質(zhì)有促進(jìn)作用的基本的思想方法,如實驗、猜測、模型化、合情推理、系統(tǒng)分析等。(6)培養(yǎng)學(xué)生的自信心是數(shù)學(xué)教育的重要目標(biāo)之一。
2.關(guān)于數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容。(1)拓寬知識面,使學(xué)生盡早體會數(shù)學(xué)的全貌。(2)注重現(xiàn)代數(shù)學(xué)思想方法的滲透。(3)重視在應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問題的過程中,使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)。
(4)加強(qiáng)幾何直觀,特別是三維空間圖形的認(rèn)識,降低傳統(tǒng)歐氏幾何的地位,特別是歐氏幾何對演繹推理的作用,用現(xiàn)代數(shù)學(xué)思想處理幾何問題。(5)較早引入計算器、計算機(jī),發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)手段在探索數(shù)學(xué)、解決問題中的作用。我們認(rèn)為,社會的進(jìn)步、數(shù)學(xué)的發(fā)展、國際數(shù)學(xué)教育的發(fā)展態(tài)勢,以及學(xué)習(xí)心理學(xué)的研究成果和義務(wù)教育的基本精神,所有這一切都在孕育著一個嶄新的數(shù)學(xué)教育新時代——大眾數(shù)學(xué)時代。
實際上,在我國大眾數(shù)學(xué)思想有著良好的生長土壤。首先,中國古代數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育具有很強(qiáng)的大眾性。以《九章算術(shù)》為杰出代表的中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)與以《幾何原本》為代表的古希臘數(shù)學(xué)迥然不同,它們分別代表了中西方古代數(shù)學(xué)文明的杰出成果,如果說《幾何原本》是一種“貴族”數(shù)學(xué)的話,那么《九章算術(shù)》無論從思想方法,還是成果以及成果的表達(dá)形式和成果利用上都帶有濃厚的大眾色彩?梢哉f,我國古代數(shù)學(xué)以解決實際問題為最終目標(biāo),一切從實際問題出發(fā),形成算法,寓理于算,并進(jìn)一步應(yīng)用于解決各種實際問題;同時,數(shù)學(xué)的內(nèi)容、思想和方法的發(fā)展不受主觀意志的限制,注重實際效果,并且在內(nèi)容的表達(dá)形式上以歸納體系為主等。其次,新中國數(shù)學(xué)教育發(fā)展進(jìn)程已經(jīng)表現(xiàn)出向大眾數(shù)學(xué)演化的漸變態(tài)勢。新中國成立后,數(shù)學(xué)教育經(jīng)歷了曲折的發(fā)展歷程,進(jìn)入80年代后,通過總結(jié)國際、國內(nèi)正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn),對數(shù)學(xué)教育不斷調(diào)整,以適應(yīng)義務(wù)教育下的新形勢。盡管現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教育體系與大眾數(shù)學(xué)相距甚遠(yuǎn),但40年的發(fā)展已表現(xiàn)出一種向大眾數(shù)學(xué)演化的漸變態(tài)勢。特別引人注目的是,1993年在全國試行的《義務(wù)教育初中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》,第一次在“教學(xué)目的”部分明確“解決實際問題主要是指解決帶有實際意義的和相關(guān)學(xué)科中的數(shù)學(xué)問題,以及日常生活和生產(chǎn)中的實際問題;在解決實際問題過程中,使學(xué)生受到把實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題的訓(xùn)練,逐步培養(yǎng)
他們分析問題和解決問題的能力,形成用數(shù)學(xué)的意識!边@一重大變化,對我們深入研究大眾數(shù)學(xué)無疑是極大的鼓舞。
四、大眾數(shù)學(xué)的基本目標(biāo)及其實現(xiàn)策略
大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)教育體系所追求的教育目標(biāo),就是讓每個人都能夠掌握有用的數(shù)學(xué),其基本含義包括以下三個方面。
(一)人人學(xué)有用的數(shù)學(xué)。
沒有用的數(shù)學(xué),即使人人能夠接受也不應(yīng)進(jìn)入課堂。學(xué)生在義務(wù)教育階段要學(xué)習(xí)的東西很多,我們不可能讓學(xué)生在這樣寶貴的時間內(nèi)僅僅學(xué)習(xí)從屬于哪一種價值(或需要)的知識,而必須設(shè)計出具有雙重價值乃至多重價值的數(shù)學(xué)課程。其實,即使象“測量”這類純“實用數(shù)學(xué)”的知識,從量化的數(shù)學(xué)根本觀點來精心設(shè)計也同樣可以對發(fā)展學(xué)生的一般能力、數(shù)學(xué)修養(yǎng)和科學(xué)精神起積極作用?上В@種數(shù)學(xué)的精髓在“純數(shù)學(xué)”中被拋棄了。我們認(rèn)為,所謂有用的數(shù)學(xué)有顯性和隱性之分。顯性的數(shù)學(xué)包括重要的數(shù)學(xué)事實,基本的數(shù)學(xué)概念和必要的處理數(shù)學(xué)以解決問題的技能。隱性的數(shù)學(xué)則集中反映為具有數(shù)學(xué)元認(rèn)知作用的各種思想意識(我們認(rèn)為,義務(wù)教育階段主要包括數(shù)的意識、圖形直觀與空間觀念、概率統(tǒng)計思想、函數(shù)與方程思想、優(yōu)化思想、模型化方法、推理意識、計算機(jī)意識以及應(yīng)用意識等);具有智能價值的數(shù)學(xué)思維能力(如主要用于分析問題的模型化能力、主要用于解決問題的應(yīng)用能力,以及一般智力意義上的推理能力),以及具有人格建構(gòu)作用的各種數(shù)學(xué)品質(zhì)。
(二)人人掌握數(shù)學(xué)。
在大眾數(shù)學(xué)意義下,實現(xiàn)人人掌握數(shù)學(xué)的首要策略正是課程改革策略——讓學(xué)生從現(xiàn)實生活中發(fā)展數(shù)學(xué),刪除那些與社會需要相脫節(jié)、與數(shù)學(xué)發(fā)展相背離、與實現(xiàn)有效的智力活動相沖突的,而恰恰是導(dǎo)致大批數(shù)學(xué)差生的內(nèi)容,如枯燥的四則混合運算、繁難的算術(shù)應(yīng)用題、復(fù)雜的多項式恒等變形以及純公理體系的幾何;同時,在突出思想方法,緊密聯(lián)系生活的原則下增加估算、統(tǒng)計、抽樣、數(shù)據(jù)分析、線性規(guī)劃、圖論、運籌以及空間與圖形等知識,使學(xué)生在全面認(rèn)識數(shù)學(xué)的同時,增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)的自信心。
(三)不同的人學(xué)習(xí)不同的數(shù)學(xué)。
大眾數(shù)學(xué)要求數(shù)學(xué)課程面向每一個人,因此,新體系下的數(shù)學(xué)課程將在使所有學(xué)生獲得共同的數(shù)學(xué)教育的同時,讓更多的學(xué)生有機(jī)會接觸、了解乃至鉆研自己所感興趣的數(shù)學(xué)問題,最大限度地滿足每一個學(xué)生的數(shù)學(xué)需要。從這個意義上講,大眾數(shù)學(xué)與精英數(shù)學(xué)并不對立。恰恰相反,大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)課程提供了更為廣泛的現(xiàn)代數(shù)學(xué)分支的原始生長點,它為對數(shù)學(xué)有特殊才能和愛好的學(xué)生提供了更多的發(fā)展機(jī)會。
五、數(shù)學(xué)課程改革的基本思路
數(shù)學(xué)課程的改革問題,大致可以歸結(jié)為以下兩個觀點。首先,數(shù)學(xué)課程改革應(yīng)與義務(wù)教育的精神相一致,使每一個人接受必要的數(shù)學(xué)教育。然而,我國的現(xiàn)狀是,在全國范圍內(nèi),初中同齡人的數(shù)學(xué)合格率只占1/3。要使合格率從1/3提高到幾乎100%,靠簡單的降低難度,提高教師的水平等外部措施,則顯得力不從心。其次,在我國的現(xiàn)實背景下提出大眾數(shù)學(xué),并深入研究大眾數(shù)學(xué),以至我們正在編寫教材,試圖使大眾數(shù)學(xué)成為現(xiàn)實,其首要動機(jī)并不是因為有多少人學(xué)不好數(shù)學(xué),而是因為我們提供給學(xué)生學(xué)習(xí)的許多內(nèi)容不是未來社會所必須的,既不體現(xiàn)數(shù)學(xué)的發(fā)展方向,也不為學(xué)生所喜愛;與此同時,很多既有實用功能,又有智力價值,既能反映現(xiàn)代數(shù)學(xué)的全貌,又能從學(xué)生的現(xiàn)實背景中發(fā)展并為學(xué)生所掌握的內(nèi)容,學(xué)生卻沒有機(jī)會接觸到。這就是說,即使現(xiàn)行數(shù)學(xué)課程人人都能掌握,數(shù)學(xué)課程也必須改革,使之與未來社會的需求相一致;谝陨峡紤],我們認(rèn)為,大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)課程改革不能僅僅局限于對現(xiàn)行教學(xué)大綱的增加或刪減,而需要尋求新的思路——從哲學(xué)意義上講,人的素質(zhì)中最為核心的是他的世界觀和方法論。從數(shù)學(xué)哲學(xué)上講,數(shù)學(xué)科學(xué)中最富有生命力、最具有統(tǒng)攝力的是數(shù)學(xué)觀和數(shù)學(xué)方法論,即數(shù)學(xué)思想方法。從數(shù)學(xué)教育哲學(xué)上講,決定一個學(xué)生數(shù)學(xué)修養(yǎng)的高低,最為重要的標(biāo)志是看他如何看待數(shù)學(xué),如何理解數(shù)學(xué),以及能否運用數(shù)學(xué)的思想方法去觀察、分析日常生活現(xiàn)象,去解決日常生活中的問題。事實上,不同的人具有不同的數(shù)學(xué)觀。不同的數(shù)學(xué)觀,會導(dǎo)致不同的學(xué)習(xí)或工作行為。如果一個學(xué)生產(chǎn)生了數(shù)學(xué)艱深難懂、枯燥無味、高不可攀的思想,必然會導(dǎo)致他回避數(shù)學(xué)課、回避數(shù)學(xué)教師、不接觸數(shù)學(xué)讀物的自閉行為。如果一個數(shù)學(xué)教師認(rèn)為數(shù)學(xué)就是公式、法則、記憶、練習(xí),那么他的課堂教學(xué)行為必然是滿堂灌、注入式。所以,我們提出數(shù)學(xué)課程改革的基本思路:
1.以反映未來社會對公民所必須的數(shù)學(xué)思想方法為主線選擇和安排教學(xué)內(nèi)容;
2.以與學(xué)生年齡特征相適應(yīng)的大眾化、生活化的方式呈現(xiàn)數(shù)學(xué)內(nèi)容;
3.使學(xué)生在活動中,在現(xiàn)實生活中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),發(fā)展數(shù)學(xué)。
六、對大眾數(shù)學(xué)意義下數(shù)學(xué)思想方法的理解
在大眾數(shù)學(xué)意義下,義務(wù)教育階段應(yīng)以下面所論述的數(shù)學(xué)思想方法為主線,來逐一審視我國現(xiàn)行中小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容,并以此為標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)成數(shù)學(xué)新課程的框架。
(一)數(shù)意識。
使學(xué)生養(yǎng)成主動地從數(shù)量上觀察、分析客觀事物的習(xí)慣,并體會——數(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展來源于人類對客觀事物的數(shù)學(xué)把握;數(shù)的構(gòu)成及其運算規(guī)律是生活實踐的總結(jié);數(shù)學(xué)符號是表示、交流和傳遞信息的最有效手段;數(shù)量關(guān)系是刻畫自然界以及人類社會現(xiàn)象、預(yù)測事物發(fā)展規(guī)律的重要工具;估算在日常生活中,特別是在計算機(jī)出現(xiàn)之后愈顯其重要性。
(二)圖形直觀與空間觀念。
人類生活在三維空間,理應(yīng)通過拼補(bǔ)、折疊、描繪、測量、計算、比較與分析,認(rèn)識和理解現(xiàn)實幾何世界;直觀幾何、變換幾何、推理幾何、向量幾何以及解析幾何、拓?fù)浜头中螏缀问侨祟悓缀问澜绲牟煌嵌鹊臄?shù)學(xué)把握;代數(shù)化是研究幾何問題的必然趨勢;而圖形直觀以及圖形分析是人們理解奇妙的自然現(xiàn)象和社會的絕妙工具,圖形給人類帶來無窮無盡的直覺源泉,圖形設(shè)計是人類社會賴以生存和發(fā)展的根基,沒有圖形人類就無所謂美。
(三)概率統(tǒng)計思想。
在我國,隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的逐步建立,投資、貸款、股票、證券、市場預(yù)測、風(fēng)險評估等日常經(jīng)濟(jì)行為的實現(xiàn),其科學(xué)性如何有賴于社會成員對不確定性、隨機(jī)性及可能性等概率統(tǒng)計思想的理解和運用水平。應(yīng)當(dāng)對中小學(xué)生進(jìn)行概率統(tǒng)計思想的熏陶,使他們了解條件是可變的,結(jié)論非唯一的,結(jié)論不是絕對可靠的,事物的多樣性是普遍的,而必然性、絕對性則是相對的、有條件的。只有這樣,才能有助于他們理解社會、適應(yīng)生活。同時,通過概率、統(tǒng)計的學(xué)習(xí),還應(yīng)該使他們形成尊重事實、用數(shù)據(jù)說話的習(xí)慣,了解必然性寓于偶然性之中的道理,體會或然性的推理在研究復(fù)雜事物中的作用。
(四)優(yōu)化思想。
在我們的周圍,優(yōu)化問題幾乎隨處可見。例如,如何使有限的材料得到最充分的應(yīng)用;如何在商品銷售中,調(diào)整商品價格,薄利多銷,獲得最多利潤;如何在體能訓(xùn)練中調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度和練習(xí)節(jié)奏,達(dá)到事半功倍的效果,把這些問題抽象成為一個理論問題,即是如何使系統(tǒng)在給定的條件下,達(dá)到最理想的效果。
(五)函數(shù)與方程思想。
函數(shù)與方程思想在數(shù)學(xué)內(nèi)部與外部均顯得十分重要,它貫穿于數(shù)學(xué)理論和實際問題解決的每一場合。函數(shù)和方程是有效地表示、處理、交流和傳遞信息的強(qiáng)有力工具,是探討事物發(fā)展規(guī)律、預(yù)測事物發(fā)展方向的重要手段。
(六)模型化方法。
通常人們認(rèn)為,建立和處理數(shù)學(xué)模型的過程,就是將數(shù)學(xué)理論知識應(yīng)用于實際問題的過程。實際上,建立模型也是從實際情景中發(fā)展數(shù)學(xué)、“再創(chuàng)造”數(shù)學(xué)的絕好機(jī)會。在建立模型、形成新的數(shù)學(xué)知識的過程中,學(xué)生更加體會到數(shù)學(xué)與大自然的天然聯(lián)系。為此,大眾數(shù)學(xué)意義下的數(shù)學(xué)課程將積極探索“問題情景——建立模型——解釋與應(yīng)用”的課程發(fā)展模型。前文已經(jīng)論及,函數(shù)和方程是反映客觀事物數(shù)量變化規(guī)律的一種模型。實際上,數(shù)、式、方程、函數(shù)、圖形、統(tǒng)計以及規(guī)劃和組合分析都是數(shù)學(xué)反映客觀世界的模型。
(七)推理意識。
所謂推理意識是指推理與講理的自覺意識,即遇到問題時自覺推測,并做到落筆有據(jù),言之有理。推理意識包括歸納推理、類比推理和演繹推理的自覺意識。在大眾數(shù)學(xué)意義下,推理訓(xùn)練不僅僅存在于歐氏幾何,其更為廣泛、更為深刻的內(nèi)涵普遍地存在于數(shù)學(xué)的各個分支。如果我們在“問題情景——建立模型——解釋和應(yīng)用”的框架下,引導(dǎo)學(xué)生在活動中、在現(xiàn)實生活中發(fā)展數(shù)學(xué),那么,數(shù)學(xué)交流、合情推理、發(fā)展模式、選擇合理的方法、調(diào)整矯正模式、分析和解釋結(jié)論等一系列過程中都始終包含著推理因素。
(八)計算機(jī)意識。
計算器和計算機(jī)進(jìn)入中小學(xué)數(shù)學(xué)課程,其必要性與可能性已不用我們再做討論。國際上多項研究報告表明,中小學(xué)生使用計算機(jī)利大于弊。培養(yǎng)中小學(xué)生的計算機(jī)意識,主要包括以幾個方面:①減少學(xué)生對計算機(jī)的恐懼感,成人社會對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的恐懼、回避態(tài)度不應(yīng)在孩子們身上繼續(xù)擴(kuò)散;②使學(xué)生養(yǎng)成運用計算機(jī)等更為先進(jìn)的計算工具,處理復(fù)雜問題的習(xí)慣;③通過對算籌、算盤、算表、手搖計算機(jī)和電子計算機(jī)的認(rèn)識,理解計算工具的變化對社會發(fā)展水平的影響程度;④借助計算機(jī)可以解決更多的問題,使學(xué)生更好地體會數(shù)學(xué)與現(xiàn)實社會的密切聯(lián)系;⑤通過使用計算機(jī)求解問題,使學(xué)生體會到,先進(jìn)計算工具的使用,將更有助于激發(fā)自身的探索意識和分析問題、解決問題的能力。我們認(rèn)為,除明確提出以上述數(shù)學(xué)思想方法為主線,構(gòu)成義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程的基本框架外,還應(yīng)有意識地滲透集合思想和極限思想,并全方位的培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識。
七、制定《小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革方案》,編寫新世紀(jì)小學(xué)數(shù)學(xué)教科書
在上述課程改革的基本思路下,經(jīng)過爭求有關(guān)數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家以及第一線教師的意見,我們制定了《小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革方案》(試驗稿),并組織部分教師編寫教材,從而使教育理論研究成果,通過教材的編寫和實驗,對教學(xué)實踐產(chǎn)生影響。目前該實驗已經(jīng)進(jìn)行到小學(xué)三年級,初步的課程改革受到了廣大第一線教師、學(xué)生及學(xué)生家長的好評。
八、本課題“九五”期間的研究目標(biāo)
“九五”期間,本課題將在編寫和實驗小學(xué)數(shù)學(xué)教材的同時,開展初中階段數(shù)學(xué)課程的“單元包”教材實驗,試圖形成——1.義務(wù)教育階段中小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革方案;2.義務(wù)教育階段中小學(xué)數(shù)學(xué)課程評價標(biāo)準(zhǔn);3.為國家教育行政部門提供一份既有理論指導(dǎo)又有實驗基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)課程改革藍(lán)皮書。
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