基于地方院校數(shù)學課堂引入數(shù)學文化的教學模式探討

【摘要】本文從激發(fā)學生學習興趣、幫助學生理解數(shù)學、培養(yǎng)學生的探索精神及創(chuàng)新能力、塑造學生的人格品質四個方面闡述地方院校數(shù)學課堂引入數(shù)學文化的意義，又針對教師對數(shù)學文化進入課堂的認識、教師數(shù)學文化知識的儲備及運用的能力影響著數(shù)學文化引入的教學效果給出一些建議.

【關鍵詞】地方院校；數(shù)學課堂；數(shù)學文化

【中圖分類號】G642【文獻標識碼】B

【基金項目】湖南省普通高等學校教學改革項目（[2013]223號）

近十年來，不少數(shù)學文化類課程在中國高校興起并蓬勃發(fā)展.2011年7月南開大學召開的第二屆“全國高校數(shù)學文化課程建設研討會”上，有來自北京大學、清華大學等150多所高校的300余位教師、學者參加了會議，楊叔子院士做了“文理交融，打造數(shù)學文化特色課程”的專題報告， 24個大會報告中包含有清華大學程鋼教授的“數(shù)學文化與清華大學的人文教育”，上海交通大學紀志剛教授的“讓文化架起溝通數(shù)學的橋梁——上海交通大學《數(shù)學與文化》的課程建設”，廣東工業(yè)大學郝志峰教授的“數(shù)學文化融入線性代數(shù)教學的探索”，華中農(nóng)業(yè)大學鄒庭榮教授的“華中農(nóng)業(yè)大學數(shù)學文化課程的建設與推廣”，河南科技學院郭運瑞教授的“我校開設數(shù)學文化課程的探索與教學實踐”，南昌大學黃先玖副教授的“南昌大學數(shù)學文化課程的建設與實踐”等等.由這些報告可以看出數(shù)學文化類課程在各個高校的興起與發(fā)展狀況，許多教育專家們正在致力于探索如何借用數(shù)學文化類課程更好地讓數(shù)學素質教育與人文教育相融合，如何借用數(shù)學文化類課程為大學生文化素質教育的深化開辟一條新途徑.

近些年來，地方院校發(fā)展迅速，在高等教育大眾化人才培養(yǎng)中充當了主力軍.因此探討地方院校的教育教學問題，很有現(xiàn)實意義.本文就地方院校數(shù)學教學中引入數(shù)學文化進行了探討，分析了教學中引入數(shù)學文化時存在的問題并給出解決問題的策略.

一、地方院校數(shù)學教學中引入數(shù)學文化的意義

（一）數(shù)學文化的引入有利于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣

因各類高等院校招生規(guī)模的擴大，造成地方院校新生入學成績下降、高考成績普遍不高、數(shù)學基礎較薄弱的局面，再加大學數(shù)學課程本身所具有的抽象性特點使更多學生對數(shù)學產(chǎn)生恐懼，導致對數(shù)學失去興趣.興趣是學習之母，在教學中教師應設法找準學生的興趣點，以此激發(fā)學生學習的熱情，而數(shù)學文化恰是學生的興趣點之一.關于數(shù)學文化的書籍及論文很多，顧沛先生認為“數(shù)學文化”除了包括數(shù)學思想、精神、方法、觀點，以及它們的形成和發(fā)展之外，還包括數(shù)學家、數(shù)學史、數(shù)學美、數(shù)學教育、數(shù)學發(fā)展中的人文成分、數(shù)學與社會的聯(lián)系、數(shù)學與各種文化的關系等等.純粹數(shù)學、數(shù)學史、數(shù)學故事、幾何圖案及某些特殊意義的數(shù)字等都屬于數(shù)學文化的范疇.在數(shù)學教學中引入數(shù)學史，既能讓學生看到數(shù)學人性化的一面，數(shù)學史中的趣聞軼事又能引起學生對數(shù)學的興趣；講述數(shù)學的形成和發(fā)展的歷史，可以讓學生享受到數(shù)學發(fā)現(xiàn)的愉悅，體會到數(shù)學發(fā)展過程中遇到的困難；講述數(shù)學的美，可以教會學生用美的眼光來看待數(shù)學.總之教學中數(shù)學文化的引入有助于增強學生的自信心，激發(fā)學習的積極性與主動性.

（二）數(shù)學文化的引入有利于學生理解數(shù)學

德國數(shù)學家漢克爾說過：“在大多數(shù)學科里，一代人的建筑往往被下一代人所摧毀；一個人的創(chuàng)造被另一個人所破壞；唯獨數(shù)學，每一代人都在古老的大廈上添加一層樓.”高等數(shù)學教材很多，但內容的選材都是按照函數(shù)—極限—連續(xù)—導數(shù)—微分—積分等的順序編寫，即建立微積分的“邏輯順序”是由極限理論到微積分，而微積分的歷史發(fā)展順序正好與之相反.由于知識的歷史發(fā)展順序與課堂教學順序不一致，造成學生在一開始學習極限時便感覺云里霧里，瞬間栽倒在對極限概念的理解與運用中，給后續(xù)學習帶來困難.如能結合數(shù)學史講述極限理論的建立過程及微積分的發(fā)展史，相信學生通過了解知識的形成過程，而不是通過死記硬背極限的定義，更能體會極限的思想和精神實質.數(shù)學是歷史的產(chǎn)物，陳省身曾說：“了解歷史的變化，是了解這門科學的一個步驟.”在教學中講述數(shù)學的發(fā)展進程，可以讓學生尊重、分享、欣賞及理解在不同文化背景下數(shù)學的思想方法，以一種更寬廣的胸懷和視野去認識數(shù)學、理解數(shù)學.

（三）數(shù)學文化的引入有利于培養(yǎng)學生的探索精神與創(chuàng)新能力

按照教育部《關于地方本科高校轉型發(fā)展的指導意見（征求意見稿）》，地方院校向應用技術類型高校轉型勢在必行.根據(jù)文件精神，應用技術型地方院校要將融入所在區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展作為轉型發(fā)展的重要突破口.因此地方院校培養(yǎng)人才應立足地方，為地方培養(yǎng)人才.它的教學不應走傳統(tǒng)的“精英教育”辦學理念和“學術型”人才培養(yǎng)模式；它的教學不應追求知識的全面系統(tǒng)，而應追求理論知識與實踐能力的最佳結合.數(shù)學文化有很多的教育價值，其核心教育價值就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神.“線性代數(shù)”課程是高等院校理、工科等專業(yè)重要的基礎課，應用相當廣泛.但由于學生的基礎、教材的選擇、課時的安排及教師的教法等問題，學生普遍認為“線性代數(shù)”枯燥無味，絲毫感覺不到它的重要性.“線性代數(shù)”教材中多的是理論與計算，較少涉及與我們生產(chǎn)生活相關的例子，即使這門課程已結束，學生還在困惑學了“線性代數(shù)”到底有何用.教學中教師應結合相應專業(yè)的需要，根據(jù)所學知識列出一些與我們的生產(chǎn)生活及專業(yè)息息相關的案例，如在講述方程組時我列舉了20世紀90年代流行于劍橋大學的減肥公式；在學習矩陣知識時，我講述矩陣乘法在經(jīng)濟學、密碼學中的運用等.既提高了學生學習的欲望，又培養(yǎng)了學生的求實精神、探索精神及創(chuàng)新精神.

（四）數(shù)學文化的引入有利于學生人格品質的塑造

地方院校培養(yǎng)的大學生素養(yǎng)如何，在很大程度上決定著未來地方經(jīng)濟的發(fā)展.但受教育體制影響，當今的理工科學生大多缺乏人文知識，文科學生大多缺乏科學精神.人文知識的缺乏易導致大學生精神的空虛，科學精神的缺乏易導致學生不敢面對挫折，這些最終會導致學生人格品質的失衡.大學的教育功能不僅是教授學生知識，更在于塑造人，養(yǎng)成健全的人格.作為很多專業(yè)必修的大學數(shù)學，如何利用好數(shù)學課堂塑造學生的良好人格品質呢？這是值得每位教師思考的問題.在講述微積分知識時，教師可向學生適當介紹牛頓與萊布尼茨等數(shù)學家的生平，牛頓曾說“假如我有一點微小成就的話，沒有其他秘訣，唯有勤奮”，他還說“假如我看得遠些，那是因為我站在巨人的肩上”，這讓學生充分體會到數(shù)學家所具備的高尚道德情操及在探索道路上不畏艱難、勇于拼搏的精神是他們走向成功的秘訣.

二、地方院校數(shù)學教學中引入數(shù)學文化時存在的問題

（一）數(shù)學老師對教學中引入數(shù)學文化的認識問題

數(shù)學老師對教學中引入數(shù)學文化的認識，往往決定或調控著老師在教學中運用數(shù)學文化的情況及效果.如果老師認為教學中引入數(shù)學文化對于學生很有教育意義，那么在教學中他就會重視數(shù)學文化的引入，課前會精心準備相關材料.但目前大多數(shù)老師對數(shù)學文化的認識不夠深刻，對數(shù)學文化的教育意義了解不夠透徹，致使在教學中不能充分運用數(shù)學文化知識，從而不能讓學生充分感受到數(shù)學精神、思想和方法的熏陶.

（二）數(shù)學老師自身的數(shù)學文化知識的儲備問題

數(shù)學老師的素質是教學中引入數(shù)學文化教育的關鍵因素，而老師所儲備的數(shù)學文化知識又是老師素質的重要組成部分.俗話說“臺上一分鐘，臺下十年功”，老師講一分，不說肚子里儲備的知識有十分，起碼也要有四、五分.但目前任課老師的數(shù)學文化知識的儲備很欠缺，因為地方院校大多脫胎于老的中等?？茖W校，這些老師的年齡結構偏大，沒有精力亦沒有動力去查閱有關數(shù)學文化的書籍、資料，而新進的年輕老師，又因繁重的教學任務及科研任務，沒有時間去鉆研.

（三）數(shù)學老師對教學中引入數(shù)學文化的運用能力問題

數(shù)學教學中引入數(shù)學文化，不是簡單的拼湊、移植，應對它進行深入挖掘、改造、提煉，實時、有效地引入數(shù)學文化.但由于目前大學數(shù)學如高等數(shù)學、線性代數(shù)等課程本身學時少、內容多，老師為完成教學任務馬不停蹄地往前趕，教學中只注重演算和解題技巧，何況目前的教材也較少涉及數(shù)學文化的相關知識，他們不想也不知怎樣在教學中融入數(shù)學文化知識.以致一個充滿活力的數(shù)學美女，在學生眼中成了X光照片上的骨架.

三、數(shù)學教學中引入數(shù)學文化的幾點建議

數(shù)學文化在數(shù)學教育中的作用日顯重要，對數(shù)學文化在數(shù)學教育中的價值以及運用的課題將成為目前數(shù)學教育研究的一個重要話題.但地方院校鑒于辦學時間不長，定位是服務于地方經(jīng)濟，而不能完全照搬照抄其他高校的經(jīng)驗，應針對自己本校的具體情況，在教學中合理地引入數(shù)學文化，在今后的研究中，注意以下幾點：

（一）針對自己本校學生的具體情況

不同學校、不同專業(yè)學生對數(shù)學知識的需求是不一樣的，因此數(shù)學文化內容的設置必須考慮學生的需求，在設置上做到：有利于不同專業(yè)學生在聽取數(shù)學文化內容時，發(fā)現(xiàn)與自己專業(yè)的契合點，從而達到激發(fā)學生學習興趣的目的.教師在引入數(shù)學文化時 ，還必須把握住數(shù)學知識的難度與空間，讓不同專業(yè)學生得到最充分的數(shù)學文化的熏陶.

（二）數(shù)學教學中引入數(shù)學文化不要本末倒置

數(shù)學文化的教育價值已眾所周知，在教學中引入數(shù)學文化，注重突出數(shù)學思想與數(shù)學方法成為教育者們的共識，但大學數(shù)學教學內容多、課時少，要達到高效的教學，教師在引入數(shù)學文化時必須把握恰當?shù)摹岸取?，把?shù)學文化有效地融入教學當中去，幫助學生更好地理解數(shù)學思想，掌握數(shù)學方法.

（三）教師應樹立終身學習的理念

教師對數(shù)學文化知識的儲備會嚴重影響數(shù)學文化在課堂中的滲透，事實上近幾年有關數(shù)學文化的書籍與教材都發(fā)行了很多，如齊民友的《數(shù)學與文化》，張楚廷的《數(shù)學與文化》，顧沛的《數(shù)學文化》，鄭毓信、王憲昌等的《數(shù)學文化學》，李大潛主編的《數(shù)學文化小叢書》等等，其次《數(shù)學教育學報》也刊登了許多與數(shù)學文化相關的論文及報道，百度文庫、百度百科等網(wǎng)站，還有微信公共賬號培杰國際數(shù)學文化等都有關于數(shù)學文化的內容，還可以通過參加各種學術會議及與同行交流探討等各種方式，增長自己的數(shù)學文化知識，提高自身的數(shù)學素養(yǎng)，為教學中數(shù)學文化的引入打好夯實基礎.

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