在中学开设《人文数学欣赏》课程的意义与实践

一、问题的提出

从教学实践来看，中国大陆的数学教育取得了许多长足的进步与发展，一些经验甚至走出国门，走向世界，成为全球讨论的焦点。但是必须承认，在中国数学教育取得巨大影响的同时我们也有无法回避的隐忧。我们学生的计算能力、分析能力较好，但是解决实际问题的能力并不强，同时因为片面追求升学率的原因，造成学生一边为了取得高分而被迫“恶补”数学，但是从心里却痛恨数学，一旦考入大学，便会丢弃数学。换句话说，他们仅仅把数学当成“敲门砖”，用完后即过河拆桥，没有把数学作为现代科学的典型自学带入自己的专业学习和生活应用。这与我们的科学传统缺失有关，也与我们的不当教学方法有关，更与我们数学课程的过分抽象、缺少文化元素有相当的关系。让人欣喜的是，我们的数学教育界已经关注此问题，并开始了探索数学文化的步伐。

通过调查研究和从现实出发，并借鉴其他中学开设数学文化课程的经验与教训，我们尝试在我校的初高中开设《人文数学欣赏》新课程，几年的实践取得了一些成效。本文在此基础上试作探讨。

1.数学课程价值的不可替代性

数学课是中学的一门核心课程，对于理解数学与自然界、数学与人类社会的关系，认识数学的科学价值、文化价值、应用价值、思维价值，锻炼提出问题、分析和解决问题的能力，训练理性思维具有基础性的作用，对于学生其他课程学习及职业生涯的终身发展，具有十分重要的意义。[2]虽然数学课程如此重要，但是学生普遍感觉很难，有厌学的倾向，使一线教师进退两难，怎么办？

数学课程的重要性，决定了我们必须重视数学教学，努力培养好学生的数学能力，就要努力提升质量，借其他课程的力量和文化的内驱力激发学生内心的激情和强烈的学习动力。

2.课程改革的必然趋势

许多数学教育工作者对数学课程进行了深刻的探究。面对数学教学有效性左右徘徊的现实，许多教师和研究者提出了许多方案，但是并不能彻底解决问题。要切实解决问题，需要从源头分析，从大处着眼，从小处着手，研究学生需要，研究学生实际，研究学生接受能力，研究学生的实际想法[1]。

在近年的高中数学课程改革中，“数学与文化”系列课题成为数学教育工作者最关注的问题之一，相关的数学杂志《数学教育学报》、《中学数学教学参考》、《中学数学教与学》、《数学通报》近年来发表了许多讨论的文章，几位数学家、数学教育家、院士相继出版了一些数学文化的书籍。其实，在一段时间内，数学教育工作者都在积极探索这个问题：在进行理论思考的同时也积极开发一些课程资源的教学案例、课例，尝试如何将“数学文化”渗透到日常教学中，让学生从其中获得营养、提高数学修养，进而再进行一些理论构思上的完善，从实践到理论，开展一些实证研究工作[2]。

在课程改革的形势发展中，高中的数学选修课和高校普遍开设数学文化课程（包括理科、文科和工科几乎所有专业都开设），相比之下，我们学校的数学课程显得比较单调，学生没有选择提升自己数学素质的余地，无法根据自己的发展需要进行选择和调节，拓展自己的视野[3]。所以变革是必须的。

数学知识比较枯燥无味，无法调动学生的兴趣，但是数学文化中有许多激动人心的美学因素能引人入胜、激荡人心。借鉴其他学校开设的《数学文化》课程和普通高校开设的《数学史与数学美学》等课程，以及在高校文科专业开设的《文科数学》课程，我们尝试在本校开设《人文数学欣赏》课程[4]。

二、开设人文数学课程的意义

1.借用人文教育力量，提高数学教学效能

数学教育要想取得高效益，就要走进学生心中，必须借用人文教育为工具，激发学生内心的激情，形成对数学浓厚的情感态度价值观。

人文教育，是指对受教者进行教育，目的是促进其人性境界提升、理想人格塑造以及个人与社会价值实现，实质是人性教育，核心是培养人文精神。这种精神的养成一般要通过多种途径，包括广博的文化知识滋养、高雅的文化氛围陶冶、优秀的文化传统熏染和深刻的人生实践体验等。人文教育既重视由外而内的文化熏陶，更强调自我体悟与心灵觉解。归根结底，它使人理解并重视人生的意义，并给社会多一份人文关怀，在根本上体现教育的本质与理想。人文教育的主阵地在学校，学校教育要使学生获得生存能力，也应提升做人境界，丰富精神世界，让学生有尊严、有幸福感[5]。

数学是一种文化。不仅是人类文化的要素成分，而且始终是推进人类文明进步的力量源泉。对一个人来说数学具有基础性和工具性的作用，但更为重要的也容易被忽略的是它是人可持续发展的重要力量，这些往往要靠人文教育来实现。单纯的数学知识和训练容易导致学生厌学，而人文教育因素，就能调动学生心中柔软的情感，吸引他们探究数学，从而提升教学效能。

2.数学课程包含许多人文因素，能让学生亲近

数学教育中包含不少人文因素，比如数学能培养真理精神、理性风格、审美情操、良好人格、辩证思维等，数学学科特点与课程价值，决定了其在人文教育中应该并且能够承担更多的责任。数学是人类社会的一种重要文明，它在人类历史发展的昨天、今天和明天都起着巨大的作用[6]。

从某种角度衡量，数学是经济社会生产力发展水平的标志，是一种重要的“生产工具”。因此中国要提升实力，首先要有数学实力[7]。数学早已成为与自然科学（主要是理化生等学科）平行发展的独立科学体系，传统的“数理化”平分秋色的科学体系已经无法体现数学的核心价值。近日，有学者提出在科学与技术的研究方法体系中，除了大家通常所讲的理论与实践的两大类方法，必须承认特别重要的第三类方法——数学方法。数学是独立于人文科学与自然科学之外的一门独特科学。数学不仅是科学的工具，更是一种文化；数学教育不仅有科学价值，还具有文化价值，对人的全面发展、形成完善的人格具有不可替代的作用[8]。

当前许多中小学的数学教学模式仍然是满堂讲，一个显然原因是相当的一批中小学教师都深受传统数学教学影响，采取“讲授式”教学方式，课堂中过于偏重于演绎论证的训练，重结果轻过程，忽视人格提升的培养、数学文化的熏陶、理性精神的领悟，从而完全削弱了数学教育的人文内涵，导致数学教育的形式化、机械化、枯燥化，缺少人文美感和引人入胜的吸引力。另一原因是由于许多教师平时缺少读书，缺乏数学历史中的文化知识，以及忽视教学的评价体制等主客观原因，使教师不愿意在数学文化传递中多思考，极少考虑如何通过活生生的数学教育，使学生从内心理解和全身心地体验数学的价值，其中包括：理解数学是模式的科学、是一个多元复合体、包含深刻的人文精神、审美情趣、有助于高层次的技术交流和创新等[9]。

兴趣是最好的老师，数学故事一定能调动学生参与的激情，数学游戏必然引发学生全身心地投入和深层次的思考，数学审美活动肯定能让学生获得强烈的心灵震撼，从而产生认知需求，引导学生进入数学王国，亲近数学，从而提高数学学习的动力。

3.数学的人文内涵能提升学生素质

人类历史上的科学与人文并未分离，而是密不可分的整体，中世纪的科学起源其核心是数学和哲学，数学与人文没有区分，因此数学内部天然地包含许多人文元素，数学是科学与文化沟通的纽带、是描述科学的语言、是大自然的记录密码，又是人文学科走向现代化的代表性工具、是社会发展无法取代的重要推动力。从根本上说，数学来源于现实生活，又始终高于现实生活。它促进人类社会的一切文明的发展与进步，它为人们日常生产、生活及科学、技术、经济、管理、医药等各方面工作提供方法和工具；数学为所有创新创造提供核心的思想、模型和方法。往往在社会、科学与技术发展的关键时刻，数学总能透过现象抓住本质问题，促进人类取得突破性进展；它对社会发展起着普遍、巨大的推动作用，对国家各方面的发展发挥基础性价值[10]。

众所周知，“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，趣味而益智的数学活动必然能引发学生学习的欲望，数学悖论能激发学生的认知冲突，数学历史轨迹能让学生陷入深思，数学问题解决能促使学生调动自己的潜能，数学广泛的应用价值能调动学生的好奇心。

数学教育能提升人的素质。数学教育完全可以通过数学的思想和精神，提升人的精神生活，培养既有健全人格，又有生活技能；既有明确生活目标、高雅审美情趣，又能创造、懂得生活的人，把传递人类文化的价值观念和伦理道德规范与传授数学知识有机结合起来，以实现人文教育和科学教育的c956d65ac7a2941cc8adc5a814302e5f充分融合。数学教育的人文价值体现在许多地方[11]。

三、《人文数学欣赏》课程的开设实践与课程简介

《人文数学欣赏》课程用数学课程中鲜活而生动的内容激发、影响学生的情感，用人文的力量打动学生调动其学习积极性，通过生产案例、生活事例渗透数学的思想、精神和方法，探讨数学与人文的交叉，引领学生欣赏数学、认识到数学的巨大应用价值。

1.开设《人文数学欣赏》课程的尝试

为了有效地提升学生的学习效果，我们学校根据学生各门学科的基础尝试通过分层次教学来让学生取得适合的教学进展，从而通过个性化的进步达到教学双方双赢的效果。通过走访与问卷调查学生，我们获悉部分数学基础特别差的学生对正常开设的数学课程兴趣很小，因为自己的基础不好而厌学，他们大部分认为数学对他们没有用，只要会加减乘除法就够用了，没有必要再学数学。现实的逼迫让我们走上教学探索的道路，从2007年开始我们尝试开设《人文数学》课程。

在广泛调研与征求意见的情况下，我们尝试进行数学课的改革。最早在几个数学基础比较差的初中二年级班级进行尝试，每周拿出一节课时间专门开设“开心数学”，由师生共同搜集查找与数学相关的素材资料，每节课由学生轮流几人上台讲解、表演，然后由教师点评，再补充相关知识——数学史、数学美学、数学民俗、数学文化、数学在生活中的事例等等[12]。

两年后，我们尝试在高一几个班级开设《人文数学课程》，用文化的力量影响学生，用美学因素调动学生情绪，用数学的应用价值推动学生提高学习兴趣。曾经有几个假期，我们布置学生特别的数学作业——回家乡采集测量土地、面积与其他日常用品体积的方法、工具以及数学在日常生活中的具体应用。学生带回来许多事例，活生生的素材让人大开眼界。

平时一有时间我们会有意识地深入其他人文学科的课堂（语文、英语、政治、历史、地理等），听听文科课程的涉及范围，从中受到不少启发。并且选取文科课的一些事例作为典型素材，尝试在数学课中借用，引发学生思考。这样形式的课不像是纯粹意义的数学课，而是综合许多人文知识与数学应用的“趣味课”。在传统观念看来，有些另类，但是学生却是格外地欢迎。我们还与人文课教师交流，把文科课的知识难点和实践走向了然于胸，尝试用数学思想与方法加以解决，学生从中充分体会到数学巨大的价值，深刻地领会数学的实践本性。这些才是活生生的“问题解决”[13]。

在此基础上，我们把我们几年来积累的素质加工成校本教材进行使用，通过教学实践进行取舍再加工，修改充实后出版，作为校本教材正式使用。

2.《人文数学欣赏》课程简介

（1）课程性质与目的

《人文数学欣赏》课程目前在我校是一门公选课，它向学生们展示了数学丰富多彩的文化性一面。它不是平时数学课上的概念、公式、计算和题海，而是数学的思想、方法和精神、价值。引导学生用审美的眼光来看待数学，走进历史长河，去回溯数学家的足迹；追寻多元视角下的数学文化，从中体会数学浓郁的人文主义精神。

《人文数学欣赏》课程主要是以数学史为载体渗透数学文化，以趣味数学为载体渗透数学思想，以数学应用为渠道传授数学精神，以数学美学为工具体会数学方法，以数学家及数学故事为途径感悟数学文化力量，以数学审美为动力进行数学欣赏，目的是提高学生数学素养。

（2）课程内容与安排次序

主要课程资源包含数学史、趣味数学问题、数学知识、数学家与数学故事，介绍数学思想、数学方法、数学精神、数学文化，以校本教材《数学乐读》、《数学物语》、《数学先知》、《数学神曲》等为蓝本选取合适的内容进行教学。

初一年级主要讲解趣味数学、数学小故事和知识，渗透数学思想，培养科学态度；初二年级主要讲解数学史、数学家故事，渗透数学方法，训练科学方法；初三年级主要讲解数学美学、数学问题，渗透数学精神，培养科学精神；高一年级主要讲解数学应用案例，渗透数学文化，培养科学观念；高二年级讲解数学哲学，进行数学美学欣赏与数学研究性学习，完成数学小论文课题。

（3）教学原则

①理论联系实际原则。以数学史、趣味数学问题、数学家及数学故事、数学知识为载体，重点渗透数学思想、数学方法、数学精神。

②直观性原则。涉及的数学知识不要过深，以能讲清数学思想为准，使各专业的学生都能听懂，都有收获。

③启发性原则。通过美学欣赏的方法让学生学会思考，通过案例剖析让学生学会解决实际问题。对于数学的历史、现状和未来，都要有所涉及。

④趣味性原则。通过趣味知识让学生开阔眼界，纵横兼顾，每讲要穿插一定的古今中外的趣味数学名题，既是消闲娱乐，又是学习思考。有助于活跃课堂气氛、启迪学生心智。

⑤以点带面原则。不要求系统性，只要求教学时要科学性、人文性、可接受性。论点集中，论据充分，并且有血有肉，既有知识性，又有思想性，还有趣味性。

⑥科学性、人文性和可接受性结合的原则。总之，选材要贯彻素质教育的思想，既要着眼于提高学生的数学文化素质，又要着眼于提高学生的数学审美情趣。

3.教学方法

（1）师生合作探究法

每讲基本上是互不相关的，可以独立成篇、集中地讲授一个内容，并且围绕这一内容展开其中的数学文化。从每一讲的角度看数学文化，是不系统的，但它们的总和又体现了数学文化的系统性。

（2）媒体整合展示法

论点集中，论据充分，并且有血有肉。选材合理生动，浅显易懂，语言幽默趣味，渗透思想方法。比如在第四讲中对于数学在哲学中的应用，学生感到不理解，因为他们对于哲学的理解不深刻，对历史上哲学与数学起源的早期没有经验，我们就从网上找到一些资源制作成为电子投影展示给学生看，从特定的年代背景来理解此时的科学与技术存在情况，使学生慢慢地用材料来体会数学的厚重。

（3）启发讨论法

对于有些内容，比如数学文化内容、数学与文化文明、文学的关系，相对来说难度较小，与学生联系比较紧密，每个学生都会从自己角度进行理解。这时我们就改变教学方法，调整教学进程，进行研究性、探究性学习，开放教学形式，让学生真的参与教学，进行个人活动和个性化理解。比如布置小论文，写读书笔记和感受。对有的内容注重平等的讨论交流，深入浅出，让师生共同研究，引导学生参与读书、实践、调查研究，共同解决问题。设计研究性、探究性问题，既有知识性，又有思想性，还有趣味性，培养合作精神。

参考文献

[1] 陆广地.数学课程价值学生错觉纠正教学探究.江苏五年制高职教育，2012（2）.

[2] 陆广地.对数学课改革的思考.职业技术教育，2007（12）.

[3] 课题组.江苏五年制高职数学课程标准.苏州：苏州大学出版社，2011。

[4] 刘洁民.数学与现代社会.学科教育，1999（1）.

[5] 梁剑.现代数学思想推进社会发展的哲学意义.长春师范学院学报，2006（2）.

[6] 高宏.数学与社会进步之关系.现代技能开发，2002（12）.

[7] 邓东皋，孙小礼，张祖贵编译.数学与文化.北京：北京大学出版社，1999.

[8] 张秀英.试论数学的作用与魅力——以经济学科为例.高等理科教育，2005（5）.

[9] 易南轩.数学美拾趣.北京：科学出版社，2004.

[10] 谈祥柏.乐在其中的数学.北京：科学出版社，2005.

[11] 彭翕成.数学与文学.职教论坛，2002（4）.

[12] 陆广地.数学物语.镇江：江苏大学出版社，2011.

[13] 陆广地.数学神曲.南京：河海大学出版社，2012.

（责任编辑 刘永庆）