Ⅰ 2017年高考数学文化指什么
在即将公布的高中数学课程标准中,数学文化是一个单独的板块,给予了特别的重视。许多老师会问为什么要这样做?一个重要的原因是,20世纪初年的数学曾经存在着脱离社会文化的孤立主义倾向,并一直影响到今天的中国。数学的过度形式化,使人错误地感到数学只是少数天才脑子里想象出来的“自由创造物”,数学的发展无须社会的推动,其真理性无须实践的检验,当然,数学的进步也无须人类文化的哺育。于是,西方的数学界有“经验主义的复兴”。怀特(White)的数学文化论力图把数学回归到文化层面。克莱因(Kline)的《古今数学思想》、《西方文化中的数学》、《数学:确定性的丧失》相继问世,力图营造数学文化的人文色彩。
国内最早注意数学文化的学者是北京大学的教授孙小礼,她和邓东皋等合编的《数学与文化》,汇集了一些数学名家的有关论述,也记录了从自然辩证法研究的角度对数学文化的思考。稍后出版的有齐民友的《数学与文化》,主要从非欧几何产生的历史阐述数学的文化价值,特别指出了数学思维的文化意义。郑毓信等出版的专著《数学文化学》,特点是用社会建构主义的哲学观,强调“数学共同体”产生的文化效应。
以上的著作以及许多的论文,都力图把数学从单纯的逻辑演绎推理的圈子中解放出来,重点是分析数学文明史,充分揭示数学的文化内涵,肯定数学作为文化存在的价值。
进入21世纪之后,数学文化的研究更加深入。一个重要的标志是数学文化走进中小学课堂,渗入实际数学教学,努力使学生在学习数学过程中真正受到文化感染,产生文化共鸣,体会数学的文化品位,体察社会文化和数学文化之间的互动。
那么,如何在中小学数学教学中进行数学文化教育呢?笔者认为应该从以下几个方面加以认识和实施。
每个民族都有自己的文化,也就一定有属于这个文化的数学。古希腊的数学和中国传统数学都有辉煌的成就、优秀的传统。但是,它们之间有着明显的差异。古希腊和古代中国的不同政治文明孕育了不同的数学。
古希腊是奴隶制国家。当时希腊的雅典城邦实行奴隶主的民主政治(广大奴隶不能享受这种民主)。男性奴隶主的全体大会选举执政官,对一些战争、财政大事实行民主表决。这种政治文明包含着某些合理的因素。奴隶主之间讲民主,往往需要用理由说服对方,使学术上的辩论风气浓厚。为了证明自己坚持的是真理,也就需要证明。先设一些人人皆同意的“公理”,规定一些名词的意义,然后把要陈述的命题,称为公理的逻辑推论。欧氏的《几何原本》正是在这样的背景下产生的。
中国在春秋战国时期也有百家争鸣的学术风气,但是没有实行古希腊统治者之间的民主政治,而是实行君王统治制度。春秋战国时期,也是知识分子自由表达见解的黄金年代。当时的思想家和数学家,主要目标是帮助君王统治臣民、管理国家。因此,中国的古代数学,多半以“管理数学”的形式出现,目的是为了丈量田亩、兴修水利、分配劳力、计算税收、运输粮食等国家管理的实用目标。理性探讨在这里退居其次。因此,从文化意义上看,中国数学可以说是“管理数学”和“木匠数学”,存在的形式则是官方的文书。
古希腊的文化时尚,是追求精神上享受,以获得对大自然的理解为最高目标。因此,“对顶角相等”这样的命题,在《几何原本》里列入命题15,借助公理3(等量减等量,其差相等)给予证明。在中国的数学文化里,不可能给这样的直观命题留下位置。
同样,中国数学强调实用的管理数学,却在算法上得到了长足的发展。负数的运用、解方程的开根法,以及杨辉(贾宪)三角、祖冲之的圆周率计算、天元术那样的精致计算课题,也只能在中国诞生,而为古希腊文明所轻视。
我们应当充分重视中国传统数学中的实用与算法的传统,同时又必须吸收人类一切有益的数学文化创造,包括古希腊的文化传统。当进入21世纪的时候,我们作为地球村的村民,一定要溶入世界数学文化,将民族性和世界性有机地结合起来。
Ⅱ 新的高考要求中的数学文化是什么内容
2016年10月8号,教育部考试中心公布了[2016]第179号文件《关于2017年普通高考考试大纲修订内容的通知》,对数学增加了数学文化的要求。
这一文件的公布,是从考试命题的角度第一次非常正式地明确要求要把数学文化渗透入数学试题,那么未来高考数学命题肯定会遵照执行,定会有所体现。但数学文化我们虽然提了很久,但如何在数学试题中体现出来,对广大一线教师而言,也是比较陌生的。因为数学文化本来是个笼统的概念,传统意义上“文化”在文科中出现的较为普遍,在文科试题的命制中是很容易做到的,而数学是逻辑科学,是思维的科学,如何把“文化”渗透其中,实在是摆在广大数学教育工作者面前的一个新的课题。
从今日起,笔者将陆续写出一些与数学文化相关的文章,从一线教师的角度谈谈自己的理解,期望抛砖引玉,激发老师们积极投入到对这个问题的讨论中来。
什么是数学文化?
什么是数学文化?学过几个数字,买菜卖菜会算个帐,在民间就会理解为有些文化了,是数学方面的,当然也会理解成有些数学文化了。这种对数学文化的理解,可能是最狭义的。
有些人,包括一些教了一辈子数学的老师,对自己教的内容都不信,认为学生毕业后用不上所学的数学知识。那按照这种观点的话,可以推知学生学了十几年的数学,最后都是一批没有数学文化的人!说的再难听点,凡是不从事数学工作的都可以称得上数盲了。难道数学知识是数学文化的全部吗?难道教的勾股定理、二项式定理等等这些具体的内容是数学文化,一旦忘掉,在学生身上就什么都不剩了吗?就没有数学文化了吗?应该说,把数学文化等同于数学知识也是一叶障目。
那到底什么是数学文化呢?谈论任何事物,都要首先搞清它的定义是什么。要理解数学文化,我们先从字面把它拆解开来,从字面上来讲,“数学文化“应该是”“数学的文化”,所以数学文化首先是文化,其次才是数学的,有数学特征的。因此要理解数学文化,就要先搞清楚什么是文化。
文化一词最早出现在《周易》里,里面说“观其天文,以察时变;观其人文,以化天成”,这里“文”字指“纹路,色彩”,引申为事物的“道理(结构,秩序等)”,“化”就是“变,改变”,“使……变成……”,这样“人文化成”可以解释为:用人文的道理来造就人的世界,也就是说“文化”指的的是用人的标准和尺度去改变对象的行为过程及其结果。
由古人对文化的认识我们可以推得数学文化的定义:用数学的标准和尺度去改变人的行为过程及其结果。从这个定义中我们可以看出,数学文化不能单纯理解为一个名词,比较恰当地应该理解为一个动词,它重在“对人的数学教化”,包含两项主要内容:一是“人(事物)数学化”,也就是让人(事物)具备数学的属性,也就是用数学的语言去描述世界。二是“数学化人(事物)”,也就是用数学的知识去改造人(事物)。可能这种描述有些抽象,我们举个例子来说明:
十个苹果放在盘子里,又加入五个苹果。这个生活现象可以抽象成“10+5=15”,这个抽象的过程就是使得这个事情数学化,也就是“人(事物)数学化的过程”。
如果某人学会了这种数学抽象,学会了这个数学的本领,那么再遇到十只羊在羊圈里,又跑进了五只羊,那么他能马上就能计算出是15只羊。试想,如果不具备这种数学的本领,那么他只能大眼瞪小眼,晕晕乎乎了。这个过程就是“数学化人(事物)”。
“数学文化”既然是一个过程,因此如果在高考命题中要渗透“数学文化”的话,它的立意应该就在“数学化人”与“人数学化”两个方面,只要能够体现出这两个方面中的任何一个方面,就可以看成是体现了数学文化。
例如:已知车跑的路程越远,消耗的油越多,请你用数学语言来描述这种现象:_______________________
这个题目就考察学生“事物数学化”的,就能从答案中看成学生是否有数学文化,这个题目就是渗透了数学文化。
再如:你现在已经学习了直角坐标系,已经对直角坐标中点的坐标非常清晰了,那么请你给出斜坐标系下点的坐标定义:______________________________________________.
这个题目需要学生去类比直角坐标系得出斜坐标系,这个过程就是考察学生能否用数学的本领去解决未知的领域,就是对“数学化人”的考察。这个题目也可以看作是渗透了数学文化的。
值得注意的是,我们提倡把数学文化渗透到试题当中,但也不能片面地认为就是简单地把一个古文数学材料中的一段话搬过来,整合到题目中就是体现数学文化了。前几年全国卷有一个题目,就是把九章算术的一段古文拿过来,然后再用白话文解释一番,事实上解题中没有几个学生去看那段古文,大部分都是直接看白话译文,看完白话译文就能马上做题。试问“这段古文除了给人感觉很酷外,还有多大的用处呢?”。当然,这种方式可以理解成是把传统中华文化渗透其中,培养学生的爱国主义热情,但笔者认为这种方式是一种拼盘式行为,它渗透的是中华传统文化,考察的是日常教学中把中华传统文化与数学教学结合的情况,但数学文化(以数化人与人数学化)的渗透不够。提倡对数学文化的考察,需要编制出能考察“过程”的题目,这需要命题专家潜心琢磨。
理解数学文化,就要从“过程”的角度去理解,无论是命题者,教材编写者,还是我们一线数学教师,都是下一步需要重视的。尤其是新课标修订者和新教材编写者,更要重视。以马上要面世的新教材为例,如果所选题目还是以前风格,所选例习题不能体现数学文化的过程性特点的话,那么其成功性与否就值得怀疑。那局面将是“高考命题者说一套、教材编写者自成一套、课标又一套”,这三套将会让一线教师无所适从。让我们拭目以待,期待给我们眼前一亮的感觉。