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现代数学的进展对数学教育的影响

2005年3月17日 来源:网友提供 作者: 字体:[ ]

   三、数学科学的发展为数学课程内容的选择提供了依据

   我们常常听到一种说法,认为中小学生的任务就是打基础,基础打好了以后干什么都可以。原则上讲这并没错,但难道任何"基础知识和基本技能"都是重要的,都必须从小打好吗?恐怕不行。写一手好的毛笔字是不是基础?背一些四书五经是不是基础?会弹钢琴是不是基础?都是基础,但是并非人人都必须具备的基础。基础知识和基本技能多得很,没有那么多的时间样样都学好,因此必须精心加以选择。那么,数学课程的基础内容究竟有哪些?当然不能以现有的课程内容作为惟一标准。选择数学课程内容的标准,除了教育心理学等方面的见解以外,主要的一个方面是用数学的眼光进行判断,从数学发展的角度进行分析。数学科学的发展,特别是与计算机的结合,使得数学的某些部分变得重要起来,而另一些部分又变得不那么重要了,数学课程要反映这些变化,因为这些变化将对基础教育数学课程内容的选择产生重大影响。

   1.数据处理、算法、优化、离散数学等内容越来越受到广泛的重视。

   首当其冲的是统计与概率的内容。因为,数据处理、预测风险已经成为信息社会中一个合格公民所必备的基本素质。统计与概率由于它既有极其广泛的应用,又是义务教育阶段惟一培养学生从随机(或统计)角度观察世界的数学内容,因此被很多国家的教材所采用,而我国却将它仅仅列为"代数"中的一个单元,并且由于种种原因得不到重视。这种状况应该得到切实的改观。

   另一些受到广泛重视的是与计算机科学密切联系的内容--算法、离散数学、优化等。其实1986年ICMI在科威特讨论"90年代学校数学"时就建议数学课程中要引进与计算机科学有关联的离散数学的概念;要重新强调算法,并让学生去比较解决同一问题的不同算法的效率。我国也有许多数学家大力呼吁应在义务教育阶段渗透算法、离散数学、优化思想等方面的内容。

   2.注重对数和符号的理解、应用和表达,削弱繁琐的计算。

   计算器和计算机的广泛使用,引发人们思考这样的问题:是否还有必要让学生花很多的时间做有关数和符号的计算?也就是在宝贵的9年的学习中,是否还要让学生做那么多计算器和计算机能很快完成的事情呢?当然基本的训练是理解计算规则和算理的保证,但那些繁琐的、技巧性很高的计算的确应当大大削弱,以利于学生拓宽视野,把精力放在学习更有意义的内容上。

   那么,对于数和符号的学习,究竟哪些内容更有用呢?概括起来,主要有:运用数和符号解决问题、进行表达和交流,理解运算的道理,寻求合理的算法,估计运算的结果,判断结果的合理性等。即表达--用数和符号表达数量关系,操作--选择适当的方法解决用数和符号形式表达的问题,解释--从数据或符号推理中得出结论并对结果进行检验。因此,数和符号的学习应当更多地强调对所涉及的过程的理解,而少强调具体的常规的计算,这既避免了令人生厌的繁琐计算又提高了学生的鉴赏能力。Z.Usiskin在谈到"为所有人的代数"时指出,将来代数在解决问题时,将很少注意代数的技巧,因为通过便携式机器和预编程序软件就能做这些事情。但是却需要提高对代数两个方面的重视:能够被应用的代数和作为一种交流语言的代数。……毫无疑问,将来的代数很少包含技能特性,而更多包含应用和表示特性。

   就我国的情形而言,对计算的看法也应当是与时俱进的。算盘曾经在历史上起过重大作用,但是毕竟在渐渐退出历史舞台,终于不敌计算机技术的普及。还有一个例子是老式的算术应用题,许多人觉得它对训练数学思维很有好处而不舍得放弃。但是,老式算术应用题的教学非常重视分类,而且一类题目一个公式,靠记忆题型来解题,这样的应用是基础吗?用现代数学的观点看,数学应用首先要建立数学模型,将纷繁的现实情境用简约的数学语言表示出来,表示能力是培养应用能力的关键之一。这样一来,我们就应当把数学建模和实际问题的解决当做新的"基础"。

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