裴照雪,羅彥東,金 瑩
(遼寧師范大學,遼寧大連 116001)
數學是小學教育體系中極重要的一門學科,數學文化是數學教育的重要組成部分。數學教育除了向學生傳授基礎知識、基本技能,教給學生解題方法外,也要弘揚和傳播數學文化,讓學生親歷知識發生發展的過程。數學教師是學生學習的主導者,也是數學課堂的組織者,數學教師擁有較高的數學文化素養是提升學生數學文化素養的前提。
從教師的數學文化知識,教師對數學文化教育的態度和數學文化教學實踐三方面對20 名小學數學教師進行訪談。
在數學文化知識方面:大部分教師對數學公式、概念、定理等學科類知識掌握得比較扎實,具有熟練的解題技巧。但是部分教師對數學家、數學史、數學方法等掌握得較少,數學文化知識匱乏;不清楚數學文化的內涵;對課程標準中的數學文化部分沒有清晰的理解。
在小學數學教師對數學文化的態度上:首先,絕大多數教師認同應該向學生傳授數學文化,但這種認同僅停留在理論層面。由于課時安排有限,備課時間緊張等,數學文化只能簡單地在部分課程中提及。其次,部分教師不愿意花費精力收集數學文化。這是由數學文化材料的復雜性和數學學科考查方式的特殊性決定的。數學文化材料的復雜性是由于數學文化材料和課本中給定的例題不同,要由小學數學教師完成搜集材料、選擇材料、加工材料的全過程,還要將其與數學課程融合,需消耗大量的時間和精力,但小學數學教師工作任務繁重,無法在數學文化上投入過多精力。而數學學科的考查方式導致學校、家長和學生都將注意力放在學習結果上,同時給教師帶來成績上的壓力,進而忽視了數學文化教育。
在數學文化教學實踐方面:多數教師曾在課堂教學的導入環節提及數學史、數學家的故事或將課本中“你知道嗎”“數學廣角”等欄目作為課后補充材料讓學生閱讀,但僅停留在閱讀層面,沒有深入到數學課堂當中,也沒在后續的練習中增加數學文化方面的訓練。還有些小學數學教師明確表示數學文化非常重要,但在實際教學中不知道如何將其滲透到課堂當中。極少數教師表示會在部分課程中精心設計,將數學知識、數學文化與數學教育有機結合。
之所以出現上述小學數學教師數學文化素養嚴重缺乏的情況,與對數學教師的培養模式和“唯分數論”的教育觀念分不開。在數學教師的職前培養階段,本科院校更關注對數學學科知識的培養,忽視了包括數學史在內的數學文化,導致教師文化源頭匱乏。在職后培訓中更注重培訓教師的教學技能,極少強調數學文化的重要性,同時缺乏相關專家的指導。因此數學文化在職前和職后教師培訓中均沒有受到重視,導致課堂數學文化輸出不足,學生缺乏數學文化素養。此外,受傳統教育觀念影響,教師通常更注重數學知識和技能的傳授,強調對書本知識的講解,再通過練習鞏固知識,掌握解題方法,忽略了對數學思維、精神、價值等數學文化的傳播。因此,在新課程實施的理念和學生綜合發展的長遠目標需求下,應采取措施提高數學教師的數學文化素養。
“師者,所以傳道受業解惑也。”現代教師專業素養在繼承古代智慧的基礎上,進行了更新和完善,可理解為教師為完成教學任務所具備的一種專業品質,包括專業知識、專業技能以及專業情感。數學文化素養是數學教師專業素養之一,提高教師數學文化素養應從知識、技能和情感三方面展開。
《普通高中數學課程標準(2017 版)》對數學文化做出了說明:“數學文化是指數學的思想、精神、語言、方法、觀點,以及它們的形成和發展;還包括數學在人類生活、科學技術、社會發展中的貢獻和意義,以及數學相關的人文活動。”提升數學文化素養是日積月累的過程,數學教師在職前大量積累數學文化知識的基礎上,職后也要不斷深化數學文化知識。
1.增加職前小學數學教師數學文化知識儲備。其一,本科教育階段開設數學文化類課程。教育部直屬的六所師范院校本科階段數學與應用數學專業(師范類)在數學文化類課程方面都開展了數學史課程,但只有北京師范大學、華東師范大學和華南師范大學將數學文化作為選修課納入課程體系中,而選修課的形式既不能保證所有學生接受數學文化教育,也不能引起學生足夠的重視。因此,在對師范院校數學師范生的培養上,應加強數學文化的教育。以數學的思想、精神為中心,設置與數學文化相關的必修課程并與學科教學緊密結合,提高學分考核要求。還可以定期開展與數學文化相關的主題講座,幫助職前教師樹立正確的數學文化教育觀,改變數學教師數學文化素養缺乏的現狀,為小學數學教師將數學文化有效地融入教學過程打牢基礎。
其二,組織豐富多彩的數學文化活動。數學和生活有密不可分的聯系。在學校中開展數學文化活動,可以在課堂外輕松的氛圍中進一步增強學生學習數學的信心,感受數學的魅力,發現數學美。在活動中宣揚深厚的數學文化,渲染學校的數學氛圍。如舉辦數學故事大賽,進一步了解數學偉人,讓更多的人熱愛數學,銘記數學偉人。組織實地參觀科技館、博物館等場所,有益于了解當地的民族數學文化,增強數學文化的生活氣息;邀請專家學者講座,面對面的交流,可幫助職前小學教師深層次理解數學思想,感悟數學精神。
其三,增加在教師資格考試中的考察比例。小學數學教師資格證考試在筆試環節只考查兩門公共課(教育知識與能力和綜合素質)。初級中學數學教師資格證考試和高級中學數學教師資格證考試的筆試環節,在考查兩門公共課的基礎上,增加了專業課(數學學科知識與教學能力),專業課主要針對數學學科知識、課程知識、教學知識和教學技能四個方面設計。但在客觀題中僅有一道選擇題涉及數學文化的內容,還有部分主觀題目中有所體現,總體占比非常小。在面試環節,雖然考試采用隨機抽題的形式,但題庫中以重點章節的重點知識的新授課為主,其次是少量習題課和活動課,極少涉及教材中數學文化部分。因此在小學數學教師資格證考試筆試環節,可增設數學專業課,同時提高數學文化的考查比例;在面試題目的選擇上,擴大對教材內容的選擇是對師范生教學中開設數學文化課程的延伸,也能從評價的途徑加強職前教師對數學文化知識的重視程度。
2.完善職后小學數學教師數學文化知識體系。其一,調整職后數學教師對數學文化教育的觀念。針對目前小學數學教師數學文化素養缺失的現狀,首先需端正教師面對數學文化的態度。在繁重的教學工作壓力下,在“唯分數論”的影響下,小學數學教師將教學重點放在數學知識的傳授和解題技能的掌握方面,應改變數學教育只服務于考試的理念。作為教學活動的主導者,教師對學生的數學素養的形成起著引領作用,要提高學生數學文化素養,一定要保證教師擁有良好的數學文化素養。對于職后教師來說,需要保持科學的數學教學觀,加深對數學文化內涵的理解,提升對數學文化滲透課堂的認識,從數學知識的根本出發,分析教材,理解教材,挖掘教材,不斷深入鉆研數學文化,廣泛收集文化素材,豐富自身數學文化知識儲備,并與教學實踐合理結合。
其二,多途徑豐富職后數學教師數學文化。在教學培訓中應注意提升教師數學文化素養,系統地向教師介紹新課標中數學文化內容的理念要求,學習數學文化知識,結合典型教學案例展示如何將其應用到實際教學當中;在學年組織的教研活動中,研讀教材中的數學文化,教師交流和共享數學文化資源,可以有效節約收集資料時間,豐富自身數學文化知識;此外,數學教師個人也要努力提升自身數學文化知識素養。
1.確立數學文化教學目標能力。教學目標是教學活動實施的方向和預期達成的結果,是一切教學活動的出發點和歸宿,是教師對學生是否取得學習成果的明確闡述,是課堂教學的指揮棒。教學目標的完成與否,決定了一節課的成敗。
【案例1】負數教學目標設計
知識與技能:了解負數的發展歷程,在生活情境中理解負數的意義,掌握用正負數的表達方法。
過程與方法:能用正負數表示生活中具有相反意義的量。
情感態度和價值觀:通過列舉生活中運用正負數的案例,體驗數學與現實生活的聯系;通過了解負數發展史,感悟知識形成的漫長過程,提升民族自豪感。
在北師大版小學數學教材四年級上冊“正負數”這節課中,將了解負數的發展歷程設為教學目標中知識與技能的一部分。在教學過程中,引導學生認識生活中的負數同時,也要了解負數自產生以來,由復雜到簡單的演變過程,感受古人的智慧;將感悟知識形成的漫長過程,提升民族自豪感設為情感態度與價值觀的一部分,不僅拓寬了學生的視野,還讓學生體驗到知識的形成需要長期的探索,激發了學生的探索精神。
2.應用數學文化習題能力。習題是對課上所學內容的練習、鞏固和檢測,是學生學習過程中不可或缺的部分。
【案例2】鋪地錦算乘法習題——用鋪地錦的方計算
對這道出現在考試中的題目,極少學生按照鋪地錦算法完成了題目;部分學生知道鋪地錦的方法,但沒掌握其基本算法,只能按常規兩位數乘兩位數算法寫出答案;還有部分學生直接略過。
鋪地錦算法在人教版教材四年級上冊三位數乘兩位數中的“你知道嗎”欄目中。通過課本介紹與教師講解幫助學生了解古代乘法計算方法,并與現在所學方法比較,感受新舊算法的聯系,培養學生的學習興趣。但在實際教學過程中,教師往往忽視對這種解法的練習,學生也一般用常規做法答題。因此,小學數學教師應具備用應用數學文化習題的能力,適度加強相關練習。
3.加強數學文化評價能力。其一,加入關于數學文化常識知識的考查。在考試中考查常識性的數學文化知識,可以讓學生了解數學的發展歷程,學習數學家的刻苦精神。例如:一年級下冊中“你知道嗎”介紹了我國貨幣的由來,讓學生了解貨幣的悠久歷史;三年級下冊“你知道嗎”講述了我國古代智者從發明司南、羅盤到指南針的重要意義;四年級下冊“你知道嗎”介紹了數學家華羅庚的故事;“數學廣角”的雞兔同籠問題,讓學生了解古人解決雞兔同籠問題的多種方法,發散了學生思維;五年級下冊的“你知道嗎”用連環畫的形式介紹了分數的發展歷程,提高了學生的學習興趣。
其二,關注數學思想方法在解決問題時的應用。數學思想方法的學習蘊含于數學知識的學習過程中,應用于數學問題的解決過程中。六年級“數學廣角”中的一道題,學生嘗試通分計算,發現非常煩瑣,而且分母過大,于是教師在黑板上畫出正方形,將正方形的面積看成單位“1”,并讓學生探索。通過畫圖可以發現相關規律并應用到上述題目中。教師用直觀可視的“形”來幫助學生解決了抽象的數學問題,探索其中蘊含的規律。
小學數學教師在掌握了充分的數學文化知識基礎上,利用數學文化技能將其融入教學的同時,還應注意對學生情感價值觀的影響。
【案例3】確定位置教學
教學片段:……觀看北斗導航系統微視頻……
確定位置是北師大版小學數學教材五年級下冊的內容,旨在通過解決實際問題,讓學生體會確定位置在生活中的實際應用。在完成本節課的主要內容后,播放北斗導航系統微視頻,一方面可以調動學生的積極性,另一方面也可以讓學生能更好地感受并汲取數學力量。視頻內容生動再現了北斗衛星導航系統的組成部分、定位原理及應用領域,讓學生感受到北斗衛星導航系統憑借精準的定位,為人們的生活提供了巨大的便利。在軍事方面,北斗衛星導航系統更是大展拳腳,我國的巡航導彈和精確制導武器,除了能保家衛國,還能守護世界和平。在觀看視頻過程中,不僅開闊了學生視野,還激發了學生的愛國熱情,使教師和學生的數學文化情感一起得到了升華。
對于學生來說,無論其成長的哪個階段都離不開教師的幫助和指導,因此小學數學教師不能將自身的教學能力局限在有限的課本知識當中,而要保持終身學習的態度和熱情,不斷提升自身的數學文化素養。幫助學生在小學階段的數學學習當中打下堅實的基礎,為學生日后的學習發展提供源源不斷的動力。