数学教育的核心不是知识和技能

(一)数学教育与数学直观

数学结论的发现,依赖的并不是一般性,也不是严谨性,而是依赖于主观的个人直觉。只是为了便于他人的理解、便于交流、便于研究的深入数学的严谨性才变得异常重要。所以,严谨性的功能不在于发现知识,而在于解释知识。因此,严谨性仅仅是数学思维的一个特征,而不是数学思维的本质。

任何一件事情,一旦走到了极致就会出现异化,如果过分强调数学的严谨性,数学的概念就会被表示成为一堆符号,数学的推理就会被表现为一种形式。

哲学家罗素是数学逻辑主义学派的代表。在罗素的眼中,数学的命题或者数学的结论,就是用一些表示关系的逻辑术语把表示概念的名词连接在一起。

罗素把数学的逻辑推到了极致,因此,他的观点不适合实施数学教育。

虽然在现代数学中,结论的最终表述仅仅涉及符号和逻辑术语,平淡乏味,但在事实上,大多数数学结论的内涵是丰富多彩的,结论的形成过程是生机勃勃的。

比如,在数量与数量关系的研究中,微积分的产生和发展是最具创造力的数学工具;在图形与图形关系的研究中,黎曼几何的产生和发展是最具想象力的数学表达。

所以,在数学教育的过程中,不能过分沉迷于符号和逻辑术语,不能过分拘泥于数学的严谨性。完全基于符号化、形式化和公理化的数学教学必然会掩盖数学面命题的本质,淡化数学思维的活力,进而忘却了人的原本直觉。

一个好的数学教育,不能让学生仅仅在形式上记住数学概念、在逻辑上理解数学道理、在技巧上会解数学习题。

空洞的解题训练,可以提高形式推导的能力,但不能导致真正的理解与深入的独立思考。

(二)数学教育的核心

什么样的数学教育才有利于真正理解、有利于独立思考、有利于获取真正的知识呢?

史宁中教授认为:突出数学基本思想的数学教育才是有利于真正理解、有利于独立思考、有利于获取真正的知识的数学教育。

首先,数学教育不应当让教师和学生都沉迷于符号的世界(概念靠记忆、计算靠程式、证明靠形式)。为了改变这种现状,一个好的数学教学,教师需要理解数学的本质,创设出合适的教学情境,让学生在情境中理解数学概念和运算法则,感悟数学命题的构建过程,感悟问题的本原和数学表达的意义。

也就是说:虽然概念的表达是符号的,但对概念的认识应当是有具体背景的;虽然证明的过程是形式的,但对证明的理解应当是直观的;虽然逻辑的基础是基于公理的,但思维的过程应当是归纳的。

所以,在数学教育的过程中,把握数学基本思想是极为重要的,因为无论是情境的创设,还是问题的提出、思维的引导,都应当源于数学的本质,这个本质就是数学基本思想。

其次,基础教育阶段的数学教育必须重视这样一个基本事实,就是学生中的大多数将来所从事的工作不需要研究数学,因此,这些学生会把辛辛苦苦记住的那些数学概念、证明方法以及解题技能逐渐忘掉。

所以教师必须考虑:在知识和技能的基础上,是否还能让学生感悟一些东西、积累一些经验,让学生终生受益。

正是基于以上思考,新课标把“双基”扩展为“四基”,希望学生在义务教育阶段的数学学习中,除了获得必要的数学知迟和技能之外,还能感悟数学的基本思想,积累数学思维活动和实践活动的经验。

思想的感悟和经验的积累是一种隐性的东西,但恰恰就是这种隐性的东西在很大程度上影响人的思想方法。

因此,对学生,特别是对那些未来不从事数学工作的学生的重要性是不言而喻的,这是学生数学素养的集中体现,也是“育人为本”教育理念在数学学科的具体体现。

显然,思想的感悟和经验的积累仅仅依赖教师的讲授是不行的,更主要的是依赖学生亲自参与其中的数学活动,依赖学生的独立思考,这是一种过程的教育。

值得说明的是,对于数学教育,“过程教育”所说的“过程”,不是数学知识产生的过程,也不是数学家所描述的数学思维过程,而是学生自己理解数学的思维过程。

一个人会想问题,不是学习的结果,而是经验的积累,是学生在独立思考的过程中逐渐形成的思维习惯。

因此,在基础教育阶段,一个好的数学教育,应当更多地倾向于培养学生数学思维的习惯。(1)会在错综复杂的事物中把握本质,进而抽象能力强;(2)会在杂乱无章的事物中理清头绪,进而推理能力强;(3)会在千头万绪的事物中发现规律,进而建模能力强。这些,恰恰是数学基本思想的核心。

生机
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