基于地方院校数学课堂引入数学文化的教学模式探讨

【摘要】本文从激发学生学习兴趣、帮助学生理解数学、培养学生的探索精神及创新能力、塑造学生的人格品质四个方面阐述地方院校数学课堂引入数学文化的意义，又针对教师对数学文化进入课堂的认识、教师数学文化知识的储备及运用的能力影响着数学文化引入的教学效果给出一些建议.

【关键词】地方院校；数学课堂；数学文化

【中图分类号】G642【文献标识码】B

【基金项目】湖南省普通高等学校教学改革项目（[2013]223号）

近十年来，不少数学文化类课程在中国高校兴起并蓬勃发展.2011年7月南开大学召开的第二届“全国高校数学文化课程建设研讨会”上，有来自北京大学、清华大学等150多所高校的300余位教师、学者参加了会议，杨叔子院士做了“文理交融，打造数学文化特色课程”的专题报告， 24个大会报告中包含有清华大学程钢教授的“数学文化与清华大学的人文教育”，上海交通大学纪志刚教授的“让文化架起沟通数学的桥梁——上海交通大学《数学与文化》的课程建设”，广东工业大学郝志峰教授的“数学文化融入线性代数教学的探索”，华中农业大学邹庭荣教授的“华中农业大学数学文化课程的建设与推广”，河南科技学院郭运瑞教授的“我校开设数学文化课程的探索与教学实践”，南昌大学黄先玖副教授的“南昌大学数学文化课程的建设与实践”等等.由这些报告可以看出数学文化类课程在各个高校的兴起与发展状况，许多教育专家们正在致力于探索如何借用数学文化类课程更好地让数学素质教育与人文教育相融合，如何借用数学文化类课程为大学生文化素质教育的深化开辟一条新途径.

近些年来，地方院校发展迅速，在高等教育大众化人才培养中充当了主力军.因此探讨地方院校的教育教学问题，很有现实意义.本文就地方院校数学教学中引入数学文化进行了探讨，分析了教学中引入数学文化时存在的问题并给出解决问题的策略.

一、地方院校数学教学中引入数学文化的意义

（一）数学文化的引入有利于激发学生学习数学的兴趣

因各类高等院校招生规模的扩大，造成地方院校新生入学成绩下降、高考成绩普遍不高、数学基础较薄弱的局面，再加大学数学课程本身所具有的抽象性特点使更多学生对数学产生恐惧，导致对数学失去兴趣.兴趣是学习之母，在教学中教师应设法找准学生的兴趣点，以此激发学生学习的热情，而数学文化恰是学生的兴趣点之一.关于数学文化的书籍及论文很多，顾沛先生认为“数学文化”除了包括数学思想、精神、方法、观点，以及它们的形成和发展之外，还包括数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分、数学与社会的联系、数学与各种文化的关系等等.纯粹数学、数学史、数学故事、几何图案及某些特殊意义的数字等都属于数学文化的范畴.在数学教学中引入数学史，既能让学生看到数学人性化的一面，数学史中的趣闻轶事又能引起学生对数学的兴趣；讲述数学的形成和发展的历史，可以让学生享受到数学发现的愉悦，体会到数学发展过程中遇到的困难；讲述数学的美，可以教会学生用美的眼光来看待数学.总之教学中数学文化的引入有助于增强学生的自信心，激发学习的积极性与主动性.

（二）数学文化的引入有利于学生理解数学

德国数学家汉克尔说过：“在大多数学科里，一代人的建筑往往被下一代人所摧毁；一个人的创造被另一个人所破坏；唯独数学，每一代人都在古老的大厦上添加一层楼.”高等数学教材很多，但内容的选材都是按照函数—极限—连续—导数—微分—积分等的顺序编写，即建立微积分的“逻辑顺序”是由极限理论到微积分，而微积分的历史发展顺序正好与之相反.由于知识的历史发展顺序与课堂教学顺序不一致，造成学生在一开始学习极限时便感觉云里雾里，瞬间栽倒在对极限概念的理解与运用中，给后续学习带来困难.如能结合数学史讲述极限理论的建立过程及微积分的发展史，相信学生通过了解知识的形成过程，而不是通过死记硬背极限的定义，更能体会极限的思想和精神实质.数学是历史的产物，陈省身曾说：“了解历史的变化，是了解这门科学的一个步骤.”在教学中讲述数学的发展进程，可以让学生尊重、分享、欣赏及理解在不同文化背景下数学的思想方法，以一种更宽广的胸怀和视野去认识数学、理解数学.

（三）数学文化的引入有利于培养学生的探索精神与创新能力

按照教育部《关于地方本科高校转型发展的指导意见（征求意见稿）》，地方院校向应用技术类型高校转型势在必行.根据文件精神，应用技术型地方院校要将融入所在区域经济社会发展作为转型发展的重要突破口.因此地方院校培养人才应立足地方，为地方培养人才.它的教学不应走传统的“精英教育”办学理念和“学术型”人才培养模式；它的教学不应追求知识的全面系统，而应追求理论知识与实践能力的最佳结合.数学文化有很多的教育价值，其核心教育价值就是培养学生的创新精神.“线性代数”课程是高等院校理、工科等专业重要的基础课，应用相当广泛.但由于学生的基础、教材的选择、课时的安排及教师的教法等问题，学生普遍认为“线性代数”枯燥无味，丝毫感觉不到它的重要性.“线性代数”教材中多的是理论与计算，较少涉及与我们生产生活相关的例子，即使这门课程已结束，学生还在困惑学了“线性代数”到底有何用.教学中教师应结合相应专业的需要，根据所学知识列出一些与我们的生产生活及专业息息相关的案例，如在讲述方程组时我列举了20世纪90年代流行于剑桥大学的减肥公式；在学习矩阵知识时，我讲述矩阵乘法在经济学、密码学中的运用等.既提高了学生学习的欲望，又培养了学生的求实精神、探索精神及创新精神.

（四）数学文化的引入有利于学生人格品质的塑造

地方院校培养的大学生素养如何，在很大程度上决定着未来地方经济的发展.但受教育体制影响，当今的理工科学生大多缺乏人文知识，文科学生大多缺乏科学精神.人文知识的缺乏易导致大学生精神的空虚，科学精神的缺乏易导致学生不敢面对挫折，这些最终会导致学生人格品质的失衡.大学的教育功能不仅是教授学生知识，更在于塑造人，养成健全的人格.作为很多专业必修的大学数学，如何利用好数学课堂塑造学生的良好人格品质呢？这是值得每位教师思考的问题.在讲述微积分知识时，教师可向学生适当介绍牛顿与莱布尼茨等数学家的生平，牛顿曾说“假如我有一点微小成就的话，没有其他秘诀，唯有勤奋”，他还说“假如我看得远些，那是因为我站在巨人的肩上”，这让学生充分体会到数学家所具备的高尚道德情操及在探索道路上不畏艰难、勇于拼搏的精神是他们走向成功的秘诀.

二、地方院校数学教学中引入数学文化时存在的问题

（一）数学老师对教学中引入数学文化的认识问题

数学老师对教学中引入数学文化的认识，往往决定或调控着老师在教学中运用数学文化的情况及效果.如果老师认为教学中引入数学文化对于学生很有教育意义，那么在教学中他就会重视数学文化的引入，课前会精心准备相关材料.但目前大多数老师对数学文化的认识不够深刻，对数学文化的教育意义了解不够透彻，致使在教学中不能充分运用数学文化知识，从而不能让学生充分感受到数学精神、思想和方法的熏陶.

（二）数学老师自身的数学文化知识的储备问题

数学老师的素质是教学中引入数学文化教育的关键因素，而老师所储备的数学文化知识又是老师素质的重要组成部分.俗话说“台上一分钟，台下十年功”，老师讲一分，不说肚子里储备的知识有十分，起码也要有四、五分.但目前任课老师的数学文化知识的储备很欠缺，因为地方院校大多脱胎于老的中等专科学校，这些老师的年龄结构偏大，没有精力亦没有动力去查阅有关数学文化的书籍、资料，而新进的年轻老师，又因繁重的教学任务及科研任务，没有时间去钻研.

（三）数学老师对教学中引入数学文化的运用能力问题

数学教学中引入数学文化，不是简单的拼凑、移植，应对它进行深入挖掘、改造、提炼，实时、有效地引入数学文化.但由于目前大学数学如高等数学、线性代数等课程本身学时少、内容多，老师为完成教学任务马不停蹄地往前赶，教学中只注重演算和解题技巧，何况目前的教材也较少涉及数学文化的相关知识，他们不想也不知怎样在教学中融入数学文化知识.以致一个充满活力的数学美女，在学生眼中成了X光照片上的骨架.

三、数学教学中引入数学文化的几点建议

数学文化在数学教育中的作用日显重要，对数学文化在数学教育中的价值以及运用的课题将成为目前数学教育研究的一个重要话题.但地方院校鉴于办学时间不长，定位是服务于地方经济，而不能完全照搬照抄其他高校的经验，应针对自己本校的具体情况，在教学中合理地引入数学文化，在今后的研究中，注意以下几点：

（一）针对自己本校学生的具体情况

不同学校、不同专业学生对数学知识的需求是不一样的，因此数学文化内容的设置必须考虑学生的需求，在设置上做到：有利于不同专业学生在听取数学文化内容时，发现与自己专业的契合点，从而达到激发学生学习兴趣的目的.教师在引入数学文化时 ，还必须把握住数学知识的难度与空间，让不同专业学生得到最充分的数学文化的熏陶.

（二）数学教学中引入数学文化不要本末倒置

数学文化的教育价值已众所周知，在教学中引入数学文化，注重突出数学思想与数学方法成为教育者们的共识，但大学数学教学内容多、课时少，要达到高效的教学，教师在引入数学文化时必须把握恰当的“度”，把数学文化有效地融入教学当中去，帮助学生更好地理解数学思想，掌握数学方法.

（三）教师应树立终身学习的理念

教师对数学文化知识的储备会严重影响数学文化在课堂中的渗透，事实上近几年有关数学文化的书籍与教材都发行了很多，如齐民友的《数学与文化》，张楚廷的《数学与文化》，顾沛的《数学文化》，郑毓信、王宪昌等的《数学文化学》，李大潜主编的《数学文化小丛书》等等，其次《数学教育学报》也刊登了许多与数学文化相关的论文及报道，百度文库、百度百科等网站，还有微信公共账号培杰国际数学文化等都有关于数学文化的内容，还可以通过参加各种学术会议及与同行交流探讨等各种方式，增长自己的数学文化知识，提高自身的数学素养，为教学中数学文化的引入打好夯实基础.

【参考文献】

[1]第二届“全国高校数学文化课程建设研讨会”会议纪要[J].数学教育学报， 2011，20（4）：5.

[2]顾沛.数学文化[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]王青建.数学史简编[M].北京：科学出版社，2004.

[4]李小平.高等数学教学中融入数学文化的思考 [J].湘南学院学报，2012，33（5）：80-82.

[5]张艳艳.大学数学文化课程中培养随机性数学思维的实践研究 [J].数学教育学报， 2013，22（5）：86-90.