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论数学教学中数学文化的重要性

摘要:数学文化是教师培养学生数学思维、数学精神,帮助学生理解数学、掌握数学、发展数学的根本保障。教师应在提升自身数学文化素质的同时,将数学文化渗透到课堂教学的不同环节中,通过转变数学理念、转变学生的学习模式、优化数学内容,来提升学生对数学文化的理解,推动学生的全面发展。

关键词:高校教学改革;数学教学;数学文化

我国传统的教学理念只注重数学技能与知识的传授与灌输,完全忽视学生理解并应用数学的文化内涵与思想体系,极大地降低了学生的主观能动性与积极性,使数学课堂氛围变得枯燥乏味。尤其在高校数学教学过程中,教学模式单一、教学体系刻板,制约了数学学科的快速发展。在新时代背景下,我国教育领域对数学文化及数学素质的认识不断加深,使数学文化在高校课堂教学中的价值得到更加广泛的重视与关注。数学学科应具有体现数学发展历程、历史以及在现代文明快速发展中的推动功能。数学教学应拥有技术教育与素质教育的重要功能。所以,在新课程改革不断深入的过程中,有必要增强数学文化的理论研究及教学实践,以此彰显数学文化的重要性。

一、数学文化的基本概述

数学文化是人类社会文化的重要分支。根据文化内容及形态可以将其扩展到众多领域及学科。然而,从数学文化的内部结构分析,其具体包括数学精神、数学思想、语言文化及使用方法等要素。通常来讲,数学学科是利用科学抽象的语言,描述并展示物质世界与人类意识的逻辑关系,是推动社会发展与文明进步的重要手段。由于数学文化是人类文化的有机组成部分,在意识形态中具有众多的特性与内涵。首先,数学能够有效传递并发展人类的思想认识。由于数学是逻辑严谨的学科,是通过科学的方法描述并分析物质世界的运作规律,可以帮助人类将深厚的理论思想及对客观世界的描述融入简洁的定理、公式及概念之中,并使其成为后续理论研究的依据及基石。因此,数学学科是传递并发扬人类思想认识的重要手段。其次,数学文化在漫长的演变过程中,能够形成独具特色的语言体系,呈现一种特有的思想魅力。数学文化的核心思想是浓缩在简短而鲜明的语言文字或数学公式当中的,能够在传承人类对物质世界认知的同时,形成内容丰富、形式多样的语言体系。这种语言体系与其它学科的语言系统具有本质的区别,通常是以数字、符号、字母及少量的文字汇集而成的,并且在理解数学思想的过程中,只有通过数据运算的方式,才能对思想进行组成的剖析,真正地探寻到语言文字内部的数学思想。再次,利用数学文化能够有效融合自然社会与人类社会,使其成为有机的整体,进而使人类社会充分吸收自然社会的精华,提升人类文明的发展速度。最后,数学文化拥有较强的渗透性,可以渗透到不同的学科体系中,提升人类生活的品质。尤其在生物制药、航天科技、物理化学领域中,数学学科是其他学科发展的基石,是影响社会科技水平的重要因素。在理论内涵层面上,数学文化主要有狭义与广义的区别。狭义的数学文化主要指数学的语言、观点、方法、精神、思想及数学发展与形成的过程。而广义的数学文化具体指数学教育、数学美学、数学历史及人文与数学的交叉。可以说,数学学科是人类文明发展的成果,是人类文化体系中的高层次意识形态。此外,数学文化主要以数学体系作为主体,以数学的语言、思维、观点、精神及其所影响的文化领域构建的人类文化。在新时期背景下,高校课程改革的核心是以学生为主、关注学生的主体意识,培养学生的创造精神、思维意识、实践能力及问题解决能力,使青年学生能够更加有效地适应社会发展规律,成为社会主义现代化建设的推动者。因此,数学文化在当前的人才培养体系与教学改革过程中具有重要的现实意义。

二、数学文化在数学教学中的重要性

通过加强数学文化的教育力度,引导学生认识社会发展与数学学科间的内在联系,感受数学学科的思维价值、科学价值以及人文价值与应用价值,进而开拓视野,探寻数学学科发展的趋势与轨迹,调动学生对数学理论的兴趣,领会蕴含在数学学科体系中的美学价值,以此提升学生的创新意识与文化素养。数学文化的价值与重要性,主要有以下三个层面:(一)培养学生的数学素养。数学素养,又称数学素质,属于方法论与认识论的思维形式,具有模式化、抽象化、概念化等基本特征。培养学生基本的数学素养,能够帮助学生将数学学科中的处理方法与概念结论应用到所有客观事物中,使学生更加具体、更加科学地认识物质世界,进而逐渐形成自主分析问题、解决问题的能力。而数学思维是数学素养的核心组成部分,是学生认识问题、分析问题、解决问题的重要途径。在实际的问题解决过程中,学生首先应认识问题,即强调界定概念以及问题的内在条件或机理;其次,是分析问题,探寻并掌握问题内部的逻辑关系或函数关系,并从微观认识的角度进行多元化、全局性的分析;最后是解决问题,将现有的数学概念进行广义化(具体包括混沌、周期性、非线性、泛函、随机、相关及对偶等数学概念),以此探寻有效的问题解决策略及措施。根据数学文化的定义及概念,数学文化包含数学思维及数学精神等理论体系,通过渗透并传授数学文化,能够有利于学生形成数学思维,提升数学素养,进而推动数学学科的专业化与现代化发展的进程。(二)推动素质教育发展。数学文化能够使学生在价值观、情感态度、思维能力等层面得到显著的发展,可以有效提升学生的专业水平,促进学生的全面发展。虽然数学文化包含数学形成、演进、发展的过程,数学内在的美学特征,数学基本的思想内涵以及数学理论、方法等内容。然而,数学文化的核心是价值观念、情感态度及思维模式。因为从文化的本质来讲,文化是人类文明在社会发展过程中所有价值理念的集合,是融入社会活动、艺术工艺、节庆民俗、思想动态的意识模态。所以,从数学文化的概念层面分析,数学文化是基于数学思维、数学历史、数学美学等要素的思想模态。所以,加强渗透数学文化的力度,能够有效培养学生的数学文化意识,并从情感的角度,扭转当前数学教学内容枯燥、模式单一的弊端。从素质教育角度来分析,素质教育关注学生的综合素质发展、个体能力成长及学生主体意识的形成。利用数学文化能够有效激发学生的主体意识,逐渐培养学生的问题分析能力、自主学习能力、勇于探索及艰苦奋斗的精神。因此,渗透数学文化,能够有效提升学生参与课堂教学及教学活动的积极性与兴趣。

三、课堂教学渗透数学文化的策略

(一)转变学习模式。数学教学的基本目的是使学生在脱离教师帮助的情况下,能够形成独立分析及解决问题的能力。而数学文化可以有效增强学生的自主学习能力。首先,数学教师应引导学生阅读与数学美学、数学历史及数学理论相关的论文或书籍,以此使学生深入地了解数学的应用与发展过程,深化数学学科的理论内涵与现实意义。其次,开展围绕数学文化的活动课与探讨课,鼓励学生探索社会、走进社会。并在具体的教学活动中通过“问题情境”“模型构建”“理论分析与应用”等形式,培养学生利用数学理论解决实际问题的能力,以此提升学生深化数学理论知识的积极性。最后,引导学生进行合作交流与自主探索,感受数学理论知识间的内在联系及美学特征,进而提升学生的美学情趣。在自主探索过程,数学教师应根据当前数学教育及学生自主学习的现状,利用互联网交流平台,为学生开展自主探索学习提供指导服务,即通过探索方法、探索内容的引导,提升学生对数学文化的理解,进而感受到数学文化独特的美学特征。(二)转变教学理念。数学教师应深入探析数学文化的内涵与本质,明确数学文化在课堂教学中的意义,通过教学研究及实践活动,提升自身的数学文化素质,以此为后续的教学工作奠定基础。首先,广泛涉猎与数学学科相关的理论知识,如数学哲学、数学美学等。并根据自身的数学理论研究情况,加强对数学文化的研究力度,以此深化对数学文化的认识及理解。此外,在研究的过程中,能够通过教学研究工作,探析出将数学文化具体化、形象化、生动化的方法,为后续的数学文化渗透工作奠定坚实的理论基础。其次,明确教学大纲要求与课程体系结构,将数学文化融入数学教学过程中。譬如在讲解微分概念时,应将与微分有关的发展背景、社会价值及研究成果进行梳理,使学生充分理解微分的学习意义。在这个过程中,数学教师应充分利用大数据技术、多媒体技术,改变传统枯燥乏味的课堂氛围,使学生在获取数学文化知识的过程中,提升对数学理论知识的学习热情及主观能动性。最后,设计并构建数学文化教育的网络教学平台,通过任务安排或问题设置,使学生通过网络学习,形成良好的数学文化素质。然而,根据当前的网络教学现状,学生在网络学习过程中缺乏充足的自主性与独立性,难以将学习任务与数学文化相联系。因此,数学教师应将学生网络学习质量纳入学生评价体系中,以此加强学生对网络学习及数学文化的重视程度。(三)优化教学内容。在数学教学渗透数学文化的过程中,教师应明确课堂教学的目的与实质,切勿本末倒置,影响学生的专业成长。首先,将数学价值渗透到教学内容中,培养学生正确的理性精神。通常来讲,数学学科的严谨规范,对于帮助学生形成踏实细微、严肃认真、团结协作的学风,具有潜移默化的推进作用。而数学中的积分与微分、变量与常量、无限与有限都是数学教师进行自变与量变、统一与对立等辩证主义教学的有效资源。其次,根据教学内容,通过支架理论,提升学生的成就感。“解题成就感”是提升学生学习数学理论知识的坚实基础,教师务必要在渗透数学文化的过程中,提升学生的成就感,以此巩固学生已有的数学文化素质。最后,注重情感教育,数学文化教育注重感性教育,是通过传授相关数学历史、数学审美、数学演化过程,深化学生对数学文化的理解与认识。因此,数学教师应通过情感教育的方式,为数学文化与教学内容的融合奠定良好的教学氛围。其一,教师要尊重学生的主体意识、个体选择,将学生作为数学教学的重心,通过互联网交际平台的应用,增进师生间的情感联系,从而形成科学合理的课外网络探讨体系,凸显数学文化在网络教学中的推进作用;其二,根据情感教育效果,将网络交流话题从生活层面逐渐转向数学历史、数学审美等层面,使学生充分地感受数学文化的魅力;其三,融合网络教学与课堂教学内容,根据数学文化教育的逻辑主线,组织并设计课堂教学内容,以此深化数学文化对学生思想行为的影响,提升课堂教学质量,推动学生的全面发展。

四、结语

数学文化是教师培养学生数学思维、数学精神,帮助学生理解数学、掌握数学、发展数学的根本保障。在课堂教学过程中,教师应在提升自身数学文化素质的同时,将数学文化渗透到课堂教学的不同环节中,以此提升学生对数学文化的理解,推动学生的全面发展。

参考文献:

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〔3〕张维忠,徐晓芳.基于数学文化的教学案例设计述评〔J〕.浙江师范大学学报(自然科学版),2008,(3):247-250.

作者:赵春芳 单位:山西大同大学

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