数学与文化读后感

2022-07-16

第一篇:数学与文化读后感

数学文化与数学教育读后感

《数学文化与数学教学》听课有感

元通小学陈英

本次讲座,汪老师提到了无数伟人学习、研究、教学数学的事例,使我们感受到什么才是数学,为什么要学数学,我们应该怎样来教学数学这一学科。听了这次讲座,感触很深:数学不只是数学知识、方法、过程的简单堆砌与叠加;数学教学也不仅仅是数学知识、技能和方法的机械传递与搬运;数学课堂应当是数学文化流淌的地方,是学生不断用心去触摸数学本质、感受数学内在文化特质的自由天空。数学就是一种文化。接下来我就简单地谈谈本次听课的启发。

一、对“文化”加强理解

培养什么样的人才很大程度上取决于老师的教育思想和教育行为。如果说数学需要“文化”,那么首先教师需要“文化”。教师要树立以人为本的教育观,着眼于学生的终生学习的愿望和能力,从学生的全面、持续、和谐发展出发进行教学工作。另外,教师的文化底蕴是数学“文化”的保证,一个数学教师,如果不能对自己的学科怀有一种追本溯源的态度,如果不能对“什么是数学、什么是数学教育、数学与人的关系、数学教育存在的意义、数学教育之目的”等有一份深切关注与深刻思索,他的工作则必然就带有一种盲目性与追逐性,自然就无法在纷繁复杂的数学教育变革中寻得“不变的东西”,找准继承与创新的支点。

二、对“数学史”更加关注

在《数学课程标准》中,数学发展史作为一种人类的文化传承,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。一个真正热爱数学的教育工作者,理应具备深沉的历史感。明了中国数学的历史、明察西方数学的历史、明晰它们之间的区别和联系,知悉中国数学“问题解决”之传统,知晓西方数学“科学理性”之渊源。或许在小学数学教育中,我们永远不会与孩子们提及“笛卡尔”、“亚里士多德”、“尼采”、“米藏山国”、“弗赖登塔尔”,但作为教师,我们有必要知道他们的名字,并从他们的经历中汲取数学前进的精神力量与源泉。与此同时,我们还应具备一定的国际视野。知道现在国外的数学课程改革之进程,把握他们曾经走过的弯路,也汲取他们历次改革后沉淀下的原创性的经验与教训。熟悉“回到基础”、“新数学运动”、“《人人算数》”等,知道他们每一次变革的背景、思考与问题。千万别以为,这些只是课程专家们理应关注的。坚信,你的视野有多开阔,你创造的空间就有多大。

三、实现“文化价值”

数学有着它自己的丰厚的文化渊源。数学课堂教学就是要挖掘蕴藏在数学之中的丰富的文化资源,实现其科学价值与人文价值的和谐统一,促进学生情感、态度、价值观的可持续发展。如何在课程实施过程中践行并彰显数学的文化本性,让文化成为数学课堂的一种自然本色。数学发展到今天,人们对于她的认识己经历了巨大的变化。数学文化并不是简单意义上的“数学+文化”。在关注数学历史性和数学美的同时,我们更应该对数学文化有一种朴素的理解:数学真正的文化要义在于,它可以最大限度地张扬数学思考的魅力,并改变一个人思考的方

式、。数学学习一旦使学生感受到了思维的乐趣,使学生领悟了数学知识的丰富、数学方法的精巧、数学思想的博大、数学思考的美妙,那么,数学的文化价值必显露无遗。

我们应该坚持,具有文化诉求的数学课堂并不排斥具体的数学知识或方法,相反,数学课程的文化价值和意义正是依托于具体数学知识、方法的学习而得以实现的。知识和方法是载体,是数学的文化价值赖以彰显、实现的母体和根系。我们应以一种古典、审美的情怀,关注学生数学思考的提升、数学思维方式的培养,关注数学精神品质的有机渗透,不仅丰富了数学文化的内涵,更为今后开展数学文化的理论探索和实践研究,开掘出新的思路,展现新的契机,描摹新的未来。

第二篇:数学与文化读后感

《数学与文化》读书报告

数学之光辉映历史星空

穿越浩瀚的历史天空,一路上到处可见数学之光造就的辉煌。在埃及的尼罗河畔,数学将金字塔“打造”成了横扫欧洲的拿破仑皇帝的铁炮狂轰滥炸亦不能损之分毫的人类建筑奇迹;在肥沃的两河流域,数学将人类领进了时间的范畴里,摆脱了“今夕不知是何年”的懵懂,跃入了历法的新纪元中;在静谧的爱情海岸边,数学中的天之娇女——黄金分割比“创造”了科学与艺术达到至善至美结合境界的巴特农神庙······数学,一路播撒的文化的种子已绽放出姹紫嫣红的花朵,惊艳绝伦!

数学,这一科学中的皇后,是如何登上科学的殿堂呢?答案自然是无数前赴后继的数学家的呕心沥血的付出。因此,在我看来,数学创造出的辉煌的文化诚然有埃及金字塔、巴特农神庙之类的令人亘古慨叹的世界奇迹,但最精华的部分应属于数学家为求真理而孜孜不倦的执着精神,那才是造就数学文化源远流长、璀璨辉煌、永葆活力的原动力!下面让我们在数学家史话中领略一下那最朴实无华的数学文化。

割圆不尽十指磨出血 周率可限青史标美名

祖冲之,出身官宦人家,少年好学,学问高深,年轻时便已名噪京师,但因在宴会上预告月食的降临而得罪权臣戴法兴,毁了仕途。祖冲之闲赋在家,心里郁愤难平。但他不甘于青春年华就此蹉跎,便研究数学——为《九章算术》作注。《九章算术》成书于公元四五十年间,集我国数学之大成,历代均有人为它作注,但都碰到一个难题:那就是圆周率。祖冲之一接触到圆周率问题,便被困扰得坐卧不安。一天他终于想到了利用刘徽的隔圆术来解决这个问题。虽然道理很简单,但算起来相当费劲,于是他请来了年仅十三岁但天资聪颖的儿子——祖暅的帮助。

因为那个时代既没有阿拉伯数字可以笔算,又没有算盘可以珠算,预算只能靠一种叫算筹的原始工具。于是祖冲之搬来几个大竹子,操刀破成细条,又一一折成短截,堆起来一座竹棍的小山。一切准备妥当后,祖冲之在当地画了一个直径为一丈的大圆,将圆割成六等份,然后再依次内接12边形、24边形、48边形······他都按勾股定理用算筹摆出乘方、开方等式,一一求出多边形的边长和周长。为了计算简单,他把直径的长定位长度单位这样每个多边形周长的量数即是圆周率一个近似值。儿子祖暅在大圆圈里跳进跳出帮他拿算筹,记数字。这样直算的月落乌啼,直算得鸡鸣日升,那竹棍摆成的算式从桌上延到地下,又满地转着圈子,一屋上下全是竹棍。这批算筹都是些新破的竹子,还没来得及打磨,祖冲之用手捏着,想着,摆着,不消几日,渐渐指头都被磨破,那绿白相间的新竹竟染上了红红的血印。他们父子这样不分昼夜的割着算着。这天,他们割到第四次,圆周被分为九十六份,真是如等险峰,俞登愈难。当年刘徽就是到此为止,而将得到的3.14定为最佳数据。此时,祖暅早已疲惫不堪,祖冲之便打发他去睡觉。他推开窗户,深吸了几口甜甜的空气,看了一回星空,又转过身来看着地上那个大圆。那内接的96边形,与那圆快接近于重合了。按说能算到这一步已经实在不易,用这个数字再去为《九章算术》作注,也就完全可以了。他用拳头捶了捶酸困的后腰,又摸摸缠着布条的手指,向墙边的书架踱去,忽然背后唰啦啦一阵响声。他一猛回头,哎呀!原来刚才忘关窗户,一阵夜风吹起窗幔,把竹筹摆起的许多算式扫得七

零八落,抛洒一地。这式子刚摆完还没有来得及验算,也未抄下得数。而每算一次就要进行十一次加减乘除和开方,多么繁重的劳动啊!祖冲之一下扑在地上,用还渗着血的十指捧着一掬算筹,对着沉寂的夜空,低声喊道:“老天啊!你也和戴法兴一样,如此欺人。”他一甩衣袖,索性将桌上的残式全部拂去,又重新摆布起来。就这样不知过了多少天,直至花开花落,月缺月圆,父子俩把地上的大圆直割到24576份,这时的圆周率已经精确到了3.14159261.祖冲之知道这样割下去,内多边形的周长还会增加,更接近于满周,再增加也不会超过0.00000001丈,所以圆周率必然是3.1415926<π<3.1415927,当时祖冲之就把圆周率定在这“上下二限” 之间。这上下限的提法却是祖冲之所创,他得出的圆周率精确值在当时世界上遥遥领先,直到一千年后才有阿拉伯数学家阿尔·卡西的计算超过他。

祖冲之父子经过无数日夜奋战,图形遍地,算筹成堆,终于算出新的圆周率。这种执着、不怕苦累、知难而上、追求完美的精神确实数学中的瑰宝,是数学中的人文文化,是数学文化的载体、本质。

这种文化从未消亡,始终以蓬勃的生命里存活着。站着古希腊文明的巅峰的巨人——大数学家、物理学家阿基米德便是为了维护画在沙盘上的几何图形而与侵入他家中的罗马士兵发生争执而被后者一剑穿胸死去。临死前,他还念念不忘的是那个数学难题仍未解决。他对数学的执着是刀剑与鲜血也无法撼动的。大数学家欧拉在其失明之后继续数学的研究,并在生命消逝之前以口述的方式将400篇长达数十万字的数学论文出版。一字一字的复述,不是为留名青史,而是为了后人能够继承这笔遗产,将数学的车轮推得更远。非欧几何创始人罗巴切夫斯基在尝试解决欧氏第五公设问题的过程中发现了一个新的几何世界,但当他在一次数学会议上发表相关方面著作时却无人理解。不仅如此,他的非欧几何论文也遭到了封杀,本人也遭到了当时许多数学家的谩骂与攻击。他在国家、同行反对的情况下,孤军奋战了30年,孜孜不倦于非欧几何的理论发展,最后在孤独中死去。

我不由想起《史记》中的一段话:盖西伯拘而演《周易》;仲尼厄而作《春秋》;屈原放逐,乃赋《离骚》;左丘失明,厥有《国语》,孙子膑脚,《兵法》修列;不韦迁蜀,世传《吕览》;韩非囚秦,《说难》、《孤愤》。这些数学家哪一位不是具有如此的在困厄中坚守奋斗的执着精神?正是这种精神的数学文化的存在,数学才能在历史的长河中繁衍出如此繁华的文化。

第三篇:《数学文化》读后感

这本书是一本高等学校素质教育的新型教材, 其特点是把数学作为文化来研究。 通过对数学文化的学习,培养大学生的抽象思维、形象思维和逻辑思维等方面的能力,特别是大学生的创新能力,提高文化素质,以适应社会需要。这本书共分八章,简要阐述了数学文化的学科体系,以及数学文化的哲学观、社会观、美 学、创新观、方法论等方面的主要内容,并附有专章介绍几千年来的数学思想发展史,给读 者一个整体的数学科学发展的系统体系。本书在写作上坚持理论联系实际,注重介绍思想,介绍方法,重在开拓人们思考问题的 思路,诱导激发人们的创新意识。

爱因斯坦在谈到数学时说: “数学之所以有高声誉, 还有另一个理由, 那就是数学给予精密自然科学以某种程度的可靠性, 没有数学, 这些科学是达不到这种可靠性的。 ”数学是人类科学文化中的基础性学科之一, 它具有典型的学科独立性, 不受其他学科的制约,它不像物理、化学、天文等受制于数学,缺少一种独立性。数学的创新特点主要有两个方面:一是原创性(发明和发现),二是继承性(亦即创造性地去完善)。 数学文化的美学观是构成数学文化的重要内容。古代哲学家、数学家普洛克拉斯断言: “哪里有数,哪里就有美。 ”开普勒也说, “数学是这个世界之美的原型”。对数学文化的审 美追求已成为数学得以发展的重要原动力。以致法国诗人诺瓦利也曾高唱: “纯数学是一门科学,同时也是一门艺术”“既是科学家同时又是艺术家的数学工作者,是大地上唯一的幸运儿。 ”古往今来,许多数学家、哲学家都把“美”作为决定选题、选题标准和成功标准的 一种评价尺度, 甚至把“美的考虑”放在高于一切的位置。 著名数学家冯· 诺伊曼就曾写道: “我认为数学家无论是选择题材还是判断成功的标准,主要都是美学的。 ”庞加莱则更明确 地说: “数学家们非常重视他们的方法和理论是否优美,这并非华而不实的作风,那么到底是什么使我们感到一个解答、一个证明优美呢?那就是各个部分之间的和谐、对称,恰到 好处的平衡。一句话,那就是井然有序、统一协调,从而使我们对整体以及细节都能有清楚 的认识和理解,这正是产生伟大成果的地方。 从文化的角度去看数学,是一个新问题。一旦踏进数学文化的门槛,就会惊奇地发现这是一个美仑美奂的奇异世界。 总之,数学文化是一个比较精彩的文化,是一个未知的文化, 慢慢体会,别有一般滋味在里面。

第四篇:读书报告 数学与文化

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读 书 报 告

《数学与文化》读书报告

一、书名:《数学与文化》

二、著者:齐民友 著

三、出版社:大连理工大学出版社

四、页数:302页

五、目录

绪言

一 理性的觉醒 1.1 希腊的几何学

1.2 欧几里得的《几何原本》 1.3 数学与第一次科学革命 1.4 欧几里得与理性时代 1.5 希尔伯特的《几何基础》

二 数学反思呼唤着暴风雨

2.1 绝对几何学与欧几里得几何 2.2 非欧几何的发现

2.3 罗巴契夫斯基几何内容的简单介绍 2.4 数学——人类悟性的自由创造物? 2.5 罗氏几何的相容性 2.6 关于数学基础 2.7 数学的“失乐园”

——哥德尔定理意味着什么?

三 “我从一无所有之中创造了一个新宇宙” 3.1 弯曲的宇宙

3.2 相对论——牛顿的时空的终结 3.3 无尽的探索 结束语

(一)、该书作者简介

齐民有,1930年出生,安徽人,1952年毕业于武汉大学数学系,一直在武汉大学数学系工作,历任数学系教师,博士生导师,曾获1987年自然科学奖四等奖,曾任武汉大学校长,国务院学位委员会数学组成员,中国数字会副理事长,湖北省数学会理事长,1993-1997年为全国人民代表大会代表,人大常委教科文卫委员会委员。

(二)、全书的概括

全书分三章写了数学的发展对人类文化产生的持续影响,用诸多的事例说明了数学不仅在科学技术上推动社会的发展,更大的影响在于数学作为一种理性的探索精神影响至文化的各个角落。书中说数学永恒的主题是:认识宇宙,也认识自己。作者以自己独特的理解和广博的知识面论证得到结论:一个没有现代数学的文化是注定要衰落的。数目三章分别是理性的觉醒、数学反思呼唤着暴风雨、“我从一无所有中创造了一个新宇宙”。第一章“理性的觉醒”主要写了由希腊的几何学开始,前赴后继的数学家们经过两千多年地努力探索,使理性思维逐渐渗透到人类社会的各个角落;第二章“数学反思呼唤着暴风雨”主要写了两场数学的暴风雨引起的科学革命:第一个是对平行公理的探索导致了非欧几何的诞生,第二个是哥德尔定理的出现。第三章“‘我从一无所有之中创造了一个新宇宙’”主要写了数学家们不断对宇宙本性进行探索,直到最后爱因斯坦发现了弯曲的宇宙,在过程中数学也使人类对自己有更深的认识。

(三)、我对数学的新认识

1、抛开狭义化的“数学”,它的重要程度我以前无法想象

通过读了这本书,我才发现十多年来我心中的数学是被我狭义化的,甚至潜意识里还有“数学”就只是“研究数字的一门学问”这种想法。数学的地位被贬低,我认为原因在于,数学在基础教育中一直与其他学科并列,这使得我从来没有意识到实际她是凌驾于许多学科以上的。也许我也知道数学几乎是所有其他科学的工具,离开数学其他科学就无法表述和发展,但是我从未意识到在历史的进程中数学一直对文化和人的思维方式起着如此重要的推动作用。或许与其他学科并列也没有什么错,但我终于明白,现在是意识到数学地位之真正高度的时候了。

“18世纪末算起。那时,数学化的物理学、力学、天文学已经取得了惊人的进展„„但是有一点很明显,数学的重要性已经不如前一个阶段。”我对于这句话的理解是:18世纪以前,数学几乎独自指引着人类向理性方向前进,与此同时,数学就像一个“母亲”,渐渐地有了自己的“孩子”(其他学科),18世纪开始以后,她的孩子都开始长大了,各自发挥着多样性的作用,于是“母亲”的重要性仿佛不如以前了。但需要注意的是,纵使孩子们形态迥异,本领不同,他们都是“母亲”的孩子,他们的基因是从母亲那里传下来的,数学的作用从来没有减弱过。原文中其实也给出了这种现象的解释:“数学是现代科学技术的语言和工具,现代科学之所以成为现代可续,第一个决定性的步骤是使自己数学化,原因就在于数学不仅是知识,更是思维方式,深深的改变着人类的精神生活。”更直接的例证就是,非欧几何的出现催生了相对论,而相对论毋庸置疑地轰动了整个世界;数学体系的日益完善,也使得计算机的假想成为了现实,在不到一个世纪的时间里,计算机对于世界的影响也是巨大而深远的。

数学是重要的,就如齐老所说:“没有现代的数学就不会有现代的文化,没有现代数学的文化是注定要衰落的。” “不掌握数学作为一种文化的民族也注定要衰落的。”

2、数学是理性的探索精神

我本以为在人类文明史的开端,数学就一直以一种工具的形式存在,然而我不知道在古希腊,数学实际是以一种哲学的存在,主导着学者的精神世界。数学是一种探索精神,是当时学者认识宇宙和上帝的表现。“数统治宇宙。”“宇宙的本质是自然数。”这是他们坚信的宇宙的真理。

埃及、巴比伦、印度和中国都有几何学,古希腊也有,不同的是,前三个文明发源地是为实用目的研究几何学的,古希腊却几乎是纯理论。希腊的经典著作《几何原本》几乎不涉及数学的具体应用。这是因为当时希腊处于奴隶制社会,社会生产是奴隶们的事情,所以奴隶主是不考虑具体应用问题的。希腊的奴隶主认为自己的高贵在于他们应该去思考和研究宇宙的事情,即真理,而那时的数学,或者说几何学就是这样诞生的。所以,在奴隶主兼大学问家柏拉图那里,几何学竟然是洗净心灵,磨练和拯救灵魂的良方;所以,在希腊,数学家时常也是哲学家。当毕达哥拉斯定理使无理数出现在希腊人的面前的时候,面对着生活实际中不可能遇到的数字,希腊人并不是选择躲避,而是勇于探寻事物的本质。希腊能在两千年前研究无理数,却完全不为任何实用目的,只为了探究事物的根底,令我们佩服不已。

数学的永恒主题是认识宇宙,也认识自己。书中用了爱因斯坦、居里夫人等人的例子,并以“用理性的手指去触摸天上的星辰”诗意的句子,来说明:理性的探索其实是一种人生的意义,是理性生活的需要。

理性,体现在数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。理性,还体现在数学对解放人类起到了极大的作用,数学在理性地研究宇宙本性,同时使人类的思维逐渐脱离宗教的束缚,带领人类走向理性的时代。当理性时代来临了,数学为人类的精神层面带来的影响更加明显了。这时的社会学家、哲学家开始用公理化的思维和演绎推理的方法去探寻解决社会矛盾的方法和设计新的社会制度。“社会契约”维系的国家形态就是这样诞生的。

3、数学——人类悟性的自由创造物

什么是人类悟性的自由创造物呢?简而言之,就是说数学是抽象的。数学曾经也是形象的,但随着数学的发展,她由形象逐渐变得抽象,这也是人类思维从形象到抽象的进步。书中描述得很到位:“数学不断追求最简单的、最深层次的、超出人类感官所及的宇宙的根本。”没错,是超出人类感官的,现代数学正是这样,“数学的对象越来越多的是‘人类悟性的自由创造物’。这件事引发了多少人对数学的误解和指责,实际上是人类的一大进步。” 似乎在这句中我明白了人们对数学的误解和狭义化的原因,也明白了大学里学习高等数学一定要改变的某种认识:即大多知识是抽象的,只能去抽象地理解,同时要锻炼自己抽象思考的能力。而我在中学已经习惯了把数学知识形象化的学习方式,所以在学习微积分时,我遇到了不小的困难。

从形象到抽象的进步可以找到有力的例子。《几何原本》使几何学有了体系,定理多达数百个,但不足之处逐渐显露。《几何原本》中过多的依赖直观,会造成不好的结果。其中容易理解的是,如果对不合理的作图演绎证明,会得到错误的结论,书中就写出了一个“著名”的可以证明“任意三角形都是等腰”的例子;对于一般人来说,不容易理解的是,当突破了直观的束缚,就导致一个革命性的变化——两千年后非欧几何的诞生。

4、有趣的关系:数学与上帝

我从来没有想到在文明史的开始,数学与上帝是一体的。然而现在,对于牛顿晚年专注神学研究这件事,我不觉得那么奇怪了,因为那个时代、特别是再往前的时代里,所谓科学家并不是唯物的、无神论者,他们同样信仰上帝,只是与宗教的上帝有些不同,宇宙是上帝按数学设计的,他们研究数学,其实是在研究宇宙,想推算出上帝的设计图。他们还认为,上帝设计的世界是和谐而简洁的。于是,正是为了和谐而简洁,哥白尼才拒绝认同多达77个圆的托勒密地心说,简化至43个圆从而得到日心说;正是为了和谐而简洁,牛顿用一个万有引力方程就几乎给出了当时世界的统一图景。

上帝的确活在所有人包括数学家的心里,但他的地位一直在改变,在下降:最初宗教那里的上帝是万能的,他既创造了世界,又时刻主宰着所有人的命运;而数学家们的上帝可不是随心所欲就创造了世界,上帝需要按照数学设计世界;随着数学的发展,不久上帝失去了向世界的发展插手的能力;而后到牛顿那里,身为数学家和物理学家的上帝在设计了世界之后,只能给一个第一推动力,然后便永远成为了人间的旁观者,上帝的处境已经够艰难的了;最后到了拉普拉斯的《天体力学》那里,可怜的上帝就消失了(无神论出现)。齐老引用了恩格斯说的话:“上帝在信仰他的自然科学家那里所得到的待遇,比在任何地方得到的都坏。”“上帝”真是尴尬了,看到这里我都要为上帝叹息了。

(四)、读书之后我对数学文化的感性想法

《数学与文化》这本书,我还没有读足够长时间,更别提是重复的研读了,实际上我觉得要写一本书的读书报告,这本书起码应该读上3遍,那样理性的认识会更有条理更清晰,我现在这样写,无异于草草地读了一本小说,然后写了读后感似的。

所以现在写的只能叫感性的想法。

即使是读小说,也会有想法,别说是数学家齐民友前辈写的数学科普类读物了。我的想法最强烈的是:读之恨晚啊!读之前我是没有认识到数学文化的迷人的和重要。

第五篇:数学思想与文化论文

浅谈数学与文化与思想的教育作用

摘要:数学文化与思想对教师、学生的教学和学习有重要的作用。数学文化主要包括数学史,数学美,数学思想等。本文主要从数学文化与思想的概念和教学作用这两方面论述数学文化与思想对数学教学的促进作用。

关键词:数学文化 数学思想 教学 教育 作用 正文:

一、数学思想与文化的概念

“数学思想”作为数学课程论的一个重要概念,我们完全有必要对它的内涵与外延形成较为明确的认识。关于这个概念的内涵,我们认为:数学思想是人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。这种认识的主体是人类历史上过去、现在以及将来有名与无名的数学家;而认识的客体,则包括数学科学的对象及其特性,研究途径与方法的特点,研究成就的精神文化价值及对物质世界的实际作用,内部各种成果或结论之间的互相关联和相互支持的关系等。可见,这些思想是历代与当代数学家研究成果的结晶,它们蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容。通常认为数学思想包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想、分类讨论思想和公理化思想等。这些都是对数学活动经验通过概括而获得的认识成果。既然是认识就会有不同的见解,不同的看法。

数学文化,不只是数学本身,它更是一种文化。文化即人文,即人的精神。数学不只是关于数学的世界、形的世界或更广阔世界的科学,数学还是一门充满人文精神的科学。最早系统提出数学文化观的是美国学者怀德尔(R.Wilder,1896——1982),他认为数学是一个由于其内在力量与外在力量共同作用而处于不断发展和变化之中的文化系统。数学文化即由数学传统及数学本身组成[1] 。张奠宙教授指出:“数学文化是什么样子呢?就是人人喜爱数学,在公众当中树立美好的数学形象”。他认为数学文化的含义是“在特定的社会历史下,数学团体和个人在从事数学活动时,说现示的民族特征、传统习惯、规则约定、以及思想方法等的总和。丰富多彩的数学文化,以符号化、逻辑化、形式化的数学体系为载体,隐形地存在着”。 黄秦安教授:“从系统的观点看,数学文化可以表述为以数学科学体系为核心,以数学的思想、精神、知识、方法、技术、理论等所辐射的相关文化领域为有机组成部分的一个具有强大精神与物质功能的动态系统”[3]。所以数学文化不仅仅包括数学史,数学美,而且包括数学思想。

二、数学思想与文化的作用

数学是人类文明的产物和重要组成部分,也是推动社会发展的动力。数学虽然属于自然学科领域,但是它与社会科学有着密切联系。随着社会的不断进步和教育的快速发展,数学文化这一概念逐渐被纳入了大众的数学观念体系并在高等教育中占有重要的地位。数学文化精神即是反映了科学与人文最为本质的精神的整合: 理性精神、求实精神和创新精神,也是科学与人文从分野走向融合的必然结果。通过数学学习,培养学生的理性精神,求实精神、创新精神,既是使学生具有和树立科学人文精神的重要途径和方法,也是培养学生科学人文精神的重要内容。因此,数学文化精神对于培养大学生的综合素质具有十分重要的意义。

1.数学文化对提升大学生综合素质的积极作用 数学学科并不是一系列的技巧。这些技巧只不过是它微不足道的方面: 它们远不能代表数学, 就如同调配颜色远不能当作绘画一样。技巧是将数学的激情、推理、美和深刻的内涵剥落后的产物。数学在形成现代生活和思想中起重要作用。数学一直是形成现代文化的主要力量。任何一门学科都有它的教育功能,而数学文化观下数学的教育功能中除了教会学生掌握这门工具之外,还通过数学文化对学生进行其他方面的培养,使学生学会怎样做人,怎么立足社会。因此,数学文化对提升大学生综合素质具有积极的作用。

2. 数学的美提升了学生对学习数学的兴趣,扩展了知识视野 数学是人类悠久历史的知识宝库之一,从发端于四大文明古国的“数”的研究,到古希腊突出了“形”的研究,数学便成为关于数与形的研究,直到17世纪,数学研究的内容没有发生本质的变化;17 世纪开始,数学开始发生了重大转折,至18 世纪,牛顿和莱布尼兹制定的微积分本质上是运动与变化的科学,从而使数学成为研究数、形以及运动与变化的学问;19 世纪恩格斯论述了数学的本质:“纯数学的对象是现实世界的空间形式与数量关系”,从而将数学定义为是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学。直至现在,数学的内涵虽然已经大大扩展和深化了,但恩格斯的说法仍是有效的。

2.数学思想的作用

(一)数学思想深刻而概括,富有哲理性 各种各样的具体的数学思想,是从众多的具体的个性中抽取出来且对个性具有普遍指导意义的共性。它比某个具体的数学问题(定理法则等)更具有一般性,其概括程度相对较高。现实生活中普遍存在的运动和变化、相辅相成、对立统一等“事实”,都可作为数学思想进行哲学概括的材料,这样的概括能促使人们形成科学的世界观和方法论。

(二)数学思想富有创造性

借助于分析与归纳、类比与联想、猜想与验证等手段,可以使本来较抽象的结构获得相对直观的形象的解释,能使一些看似无处着手的问题转化成极具规律的数学模型。从而将一种关系结构变成或映射成另一种关系结构,又可反演回来,于是复杂问题被简单化了,不能解的问题的解找到了。如将著名的哥尼斯堡七桥问题转化成一笔画问题,便是典型的一例。当时,数学家们在作这些探讨时是很难的,是零零碎碎的,有时为了一个模型的建立,一种思想的概括,要付出毕生精力才能得到,这使后人能从中得到真知灼见,体会到创造的艰辛,发展顽强奋战的个性,培养创造的精神。

(三)数学思想是教材体系的灵魂 从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的数学知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识点构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”灵魂。有了这样的数学思想作灵魂,各种具体的数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西。因为数学思想能将“游离”状态的知识点(块)凝结成优化的知识结构,有了它,数学概念和命题才能活起来,做到相互紧扣,相互支持,以组成一个有机的整体。可见,数学思想是数学的内在形式,是学生获得数学知识、发展思维能力的动力和工具。教师在教学中如能抓住数学思想这一主线,便能高屋建瓴,提挈教材进行再创造,才能使教学见效快,收益大。

(四)数学思想是我们进行教学设计的指导思想

笔者认为,数学课堂教学设计应分三个层次进行,这便是宏观设计、微观设计和情境设计。无论哪个层次上的设计,其目的都在于为了让学生“参与”到获得和发展真理性认识的数学活动过程中去。这种设计不能只是数学认识过程中的“还原”,一定要有数学思想的飞跃和创造。这就是说,一个好的教学设计,应当是历史上数学思想发生、发展过程的模拟和简缩。例如初中阶段的函数概念,便是概括了变量之间关系的简缩,也应当是渗透现代数学思想、使用现代手段实现的新的认识过程。又如高中阶段的函数概念,便渗透了集合关系的思想,还可以是在现实数学基础上的概括和延伸,这就需要搞清楚应概括怎样的共性,如何准确地提出新问题,需要怎样的新工具和新方法等等。对于这些问题,都需要进行预测和创造,而要顺利地完成这一任务,必须依靠数学思想作为指导。有了深刻的数学思想作指导,才能做出智慧熠烁的创新设计来,才能引发起学生的创造性的思维活动来。这样的教学设计,才能适应瞬息万变的技术革命的要求。靠一贯如此设计的课堂教学培养出来的人才,方能在21世纪的激烈竞争中立于不败之地。

(五数学思想是课堂教学质量的重要保证

数学思想性高的教学设计,是高质量进行教学的基本保证。在数学课堂教学中,教师面对的是几十个学生,这几十个智慧的头脑会提出各种各样的问题。随着新技术手段的现代化,学生知识面的拓宽,他们提出的许多问题是教师难以解答的。面对这些活泼肯钻研的学生所提的问题,教师只有达到一定的思想深度,才能保证准确辨别各种各样问题的症结,给出中肯的分析;才能恰当适时地运用类比联想,给出生动的陈述,把抽象的问题形象化,复杂的问题简单化;才能敏锐地发现学生的思想火花,找到闪光点并及时加以提炼升华,鼓励学生大胆地进行创造,把众多学生牢牢地吸引住,并能积极主动地参与到教学活动中来,真正成为教学过程的主体;也才能使有一定思想的教学设计,真正变成高质量的数学教学活动过程。 有人把数学课堂教学质量理解为学生思维活动的质和量,就是学生知识结构,思维方法形成的清晰程度和他们参与思维活动的深度和广度。我们可以从“新、高、深”三个方面来衡量一堂数学课的教学效果。“新”指学生的思维活动要有新意,“高”指学生通过学习能形成一定高度的数学思想,“深”则指学生参与到教学活动的程度。有思想深度的课,能给学生留下长久的思想激动和对知识的深刻理解,在以后的学习和工作中,他们可能把具体的数学知识忘了,但数学地思考问题的方法将永存。我们进行数学教学的根本目的,是通过数学知识和观念的培养,通过一些数学思想的传授,要让学生形成一种“数学头脑”,使他们在观察问题和提出问题、解决问题的每一个过程中,都带有鲜明的“数学色彩”,这样的数学一定会有真正的实效和长效,真正提高人的素质。

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