数学文化是指数学的思想、精神、方法、观点、语言以及它们的形成和发展,广义的数学文化包括数学家传记、数学史、数学美育,数学与社会的联系、数学与各种文化的关系等。匈牙利数学家波利亚认为:“我们只有理解了人类是怎样获得某些事实或概念知识的,才能对人类的孩子如何获得这些知识做出更好的判断。”站在学科育人的角度,笔者就数学文化如何渗透数学教学中进行探析。
一、认识数学文化的育人价值,定位数学的育人功能。数学家克莱因十分强调数学文化对数学教育的重要价值。教育家夸美纽斯说:“兴趣是创造一个欢乐和文明的教育环境的主要途径之一。”让学生了解数学家轶闻趣事、数学历史上的名题、数学概念的起源、数学的发展,都可以激发学生数学学习兴趣。重要的是,让学生学会像数学家那样思维,是数学教育所要达到的目标之一。数学家思维中最大的一个特点是创新性,数学文化中的许多猜想及定理的证明能让学生体验数学发展和创造的历程,是发展学生创造意识的绝好材料。将数学文化融入数学教学,有利于培养学生世界观、人生观,乃至提升个人品质。
二、挖掘素材,选取适合的数学文化资源。当前,教材中的数学文化素材大致包括:数学知识形成过程、数学名题、数学故事、数学思想方法、数学家生平等。将数学文化融入教学过程,教师要紧扣学习目标,思考以何种方式引入哪些数学文化内容,这些内容对该目标的促进作用体现在何处。开展数学人文教育,评价不仅要关注学生的学习结果,还要关注学生在学习过程中表现出的情感、态度、价值观,及时掌握学生的情感、情绪、思维动态,帮助他们树立学习自信心以获得数学学习力。对于选取的数学文化素材,教师要适度筛选和剪裁,以防对学生造成负面效果,增加学生的学习障碍;在使用数学文化素材时,要特别注意学生在阅读上是否有障碍,不要为了用“数学文化”而教“数学文化”。
数学史是数学文化的重要资源。教师要挑选出与上课内容相关的数学史资料,还要依据课堂教学内容和学生特征,对数学史料进行梳理与重构,理清知识发生脉络、解决问题的方法策略、数学精神等,如数学教育家波利亚所说:“人类探索数学知识的关键步子放置到数学教学之中,让学生重蹈人类探索数学知识的关键步子,经历人类探索数学知识所遭遇的障碍,揣摩人类探索数学知识遭遇的困惑等。”把蕴含数学思想和方法的史料作为学习内容,将数学文化作为认知背景引入教材,不仅能够增强学生的学习动力,对推动其数学思维的发展有重要作用。
三、设计驱动任务,凸显数学的再创造历程。将数学文化融入教学,教师不能仅停留在激发兴趣的层面,还要从数学知识、数学史和学生认知三个方面综合考虑,在内容分析、学生分析的基础上,明确该节课的数学大观念,再将数学大观念细化为学习目标,进而设计出关键问题和任务序列。数学文化中展现数学产生和发展的过程,是劳动人民勤劳智慧的结晶,是数学思想、数学知识和数学方法的宝库。教师要深挖教材内容,设计环节,使数学文化显性化;在教学中,将文化背景和内涵作为知识教育的底层,不断渗透科学理性精神和美学原理,让学生在解题中发现美、欣赏美、创造美,以美激情、以美求真。在不影响正常教学进度的情况下,要巧妙融入数学文化,笔者建议以学习单的形式,把文化材料和教学内容有机结合在一起,以任务驱动的方式,让学生学习到新的内容。这样,既保证了教学进度,又收到了良好的教学效果。
四、面向真实生活,让学生学会思考,以“数”化人。让学生在解决数学问题中学会思考,理性地看待生活中的各种现象,是数学教学的目标和归宿。数学中的公式、定理等,渗透着实践出真知、特殊与一般等辩证唯物论相关内容,体现了认知规律。数学绝不仅仅是符号、算式、图形的堆积,数学教材中蕴含着丰富的数学文化和人文精神。教师要将教学内容中的人文精神呈现给学生,要让学生体会到数学家是如何不断跌倒、如何在迷雾中摸索前进、如何积少成多获得突破和成果。数学教学应让学生在文化熏陶中,增强文化自信和民族自豪感,还应让学生感悟数学家的人格魅力,树立学好数学的信心,树立为国家和社会发展贡献力量的远大志向。如此,数学的“学科育人”才能真正落到实处。