新课程改革下数学教师应具备的新观念_数学论文

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我国的基础教育以加入WTO为背景,以1999年6月召开的全国第三次教育工作会议明确提出的“素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点”作标志,以世纪之交正式启动的新课程、新教材的实践为载体,全面进入了新一轮的改革.我们这些数学教师如何乘这次改革的东风把素质教育推向一个“崭新”的时代?这是笔者近期一直在思考的一个问题.经过研究与思考,我们认为,我们这些一线教师要适应这次课改的精神,必须具有以下四个突出的理念:

一、以提高学生的数学素质、增强学生的竞争能力作为数学教育的根本目标

进行数学教育,教师首先在认识上应树立起每个人都需要学习数学的观念,并坚信每个人都能学好数学,决不能再认为数学教育的目的是“升学”.在我国,语文和数学是仅有的两门从小学一年级连续不断地开设到高三毕业的课程,而且都是高考的必考课.作为本国语言,对语文课的如此设置是易于理解的,而数学课为什么也要受此青睐呢?随着以计算机为标志的现代计算工具的出现,今天的数学再用当年恩格斯的“数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学”来描述已显得有些苍白无力了.这就需要我们重新来认识数学,因为它有了更加丰富的内涵,主要表现在:①数学具有了作为科学的方法论的属性;②数学是关于客观世界的模式的科学;③数学是关于客观世界的数学化过程.可见,数学在当今世界各国高科技的较量中有着特殊的地位与作用.国内外有的人士认为,几年前发生的海湾战争,归根到底是一场数学战争.谁既能培养出合格的劳动者,又能造就出一流的科学技术和经济管理人才,谁就能占有21世纪.这已成为一个国际公认的事实.因此,提高国民素质是当务之急!而数学素质的高低直接影响着人的整体素质,在未来的时代里,数学必将成为机遇和职业的关键.一些发达国家都非常重视人的数学素质的高低.如美国数学督导委员会(NCSM)在《面向21世纪的基础数学》报告中指出:“数学素质在美国将是除性别、种族以外影响公民就业和收入的又一重要因素”.随着高科技成果的普及,迫使未来的社会公民必须具备与之相适应的数学知识和能力.总之,数学素质是国民素质的一个核心部分.

由于数学在现代社会中的作用发生了巨大的变化,社会对普通公民数学素质提出了较高的要求.未来的普通公民必须具备如下的数学素质:

1.数学交流的能力.数学已渗入社会各部门,作为一种科学的语言,数学是现代社会中人际交流不可缺少的工具,能初步运用这种简约、准确的语言来接受、表达数学思想是现代人必备的素质.

2.应用数学的意识.就是主动尝试从数学的角度运用数学的思想方法,寻求解决问题的策略,主动探索数学知识的应用价值.

3.解决问题的能力.通过解决日常生活和各个学科中的问题,培养建立数学模型、了解数学方法、注重数学应用的创造性的数学能力,形成良好的思维品质和合理的思维习惯.

4.掌握数学的思想方法.在高科技的信息社会里,一个能运用数学头脑去思考各种问题的人,才能被认为具有良好的数学素质.一方面,由于科学技术的发达,社会降低了对一般公民在特殊数学技巧方面的要求,另一方面,却又增强了对公民掌握具有更普遍意义的数学思想和方法的要求.

总之,在今天这个信息社会中,即使对一般的劳动者,也必须具有基本的数学运算能力、使用计算机的能力以及应用数学思想去观察和分析工作、生活乃至政治、经济活动的能力.因此,可以说人人学习数学是时代的需要,是社会发展的需要,更是人们生存的需要.我们进行数学教育的根本目标,就在于为了让每个人都能满足这些需要.故,我们的目标是:让所有的孩子都喜欢数学,让不同的孩子学习不同的数学!这就是具有中国特色的“大众数学”,这也是进行素质教育的数学教师首先应树立起的一个观念,那就是所有的孩子都需要学习数学.

然而,数学毕竟是一门内容抽象、体系严谨,而又常被忽略了活生生的来源与精彩应用的课程.以致使许多人学起来乏味,出现了“成绩差→学习数学没有兴趣→学习积极性低→成绩更差”的恶性循环,这也是全世界所面临的最为头痛的教育问题之一.需要与可能之间的矛盾,向我们广大的数学教育工作者提出了许多新的课题.例如,数学差生形成的根本原因是什么?数学教师到底怎样做才能真正调动起学生(特别是后进生)学习的积极性来?等等.对于这些课题,我们必须下大力气去探索、去研究.无论如何去探索这些课题,我们都必须有每个学生都能学好数学的信心.因为真正的弱智者毕竟是极少的,绝大多数的学生经过一定的努力是能够达到合格水平的.正如布卢姆所说的“只要提供适当的先前与现时的条件,几乎所有的人都能学会一个人在世上都能学会的东西.”我们有了这样的信念,才能积极主动地采取相应的教育措施.数学教师只有树立起每个学生都需要学习数学的信念,并相信他们都能学好数学,才能在自己的教学实践中不断地提高受教育者的数学素质,进而提高国民的整体素质.

二、以问题解决作为形成和发展学生数学能力的突破口

数学教育的目的不仅仅是为了让学生学到一些知识,更重要的是让学生学会在这个充满疑问、有时连问题和答案都不确定的世界里生存的本领.这种本领就是我们通常说所的“数学能力”.我们的数学教学这些年在培养学生的数学能力上一直是软弱乏力的.曾流行的“精讲多练”,“少讲多练”等做法都不易操作,长期的复习和反复的模拟考试,误以为“熟能生巧”定能促进能力的发展,其结果是“题海战术”淹没了数学思想,具体的技巧性解法淹没了分析思考的过程,这严重阻碍了学生数学能力的发展.那么,到底怎样做才能促进学生数学能力的发展呢?

我们认为要培养学生的数学能力,无疑要以“问题解决”为突破口.在第六届国际数学教育大会上,“问题解决和模型的应用”课题组在其课题报告中阐述:“数学问题一般指对人类具有智力挑战特征的,没有现成方法、程序或算法可以直接套用的那类问题.”对于这样的问题,需要综合地运用各种数学知识方能解决,它包括非传统的文字应用题及智力游戏题等开放性问题.我国学者戴冉平先生对问题是这样叙述的:①对学生来说不是常规的,不能靠简单的模仿来解决;②可以是一种情景,其中隐含的数学问题要学生自己去提出、求解并作出解释;③具有趣味和魅力,能引起学生的思考和向学生提出智力挑战;④不一定有终极的答案,各种不同水平的学生都可以由浅入深的做出回答;⑤解决它往往需伴以个人或小组的数学活动.问题解决主要指解决上述问题,它要求学生能够从给出的问题中经过分析,建立起数学模型,并能够灵活运用有关知识来解决.重视问题解决对加强学生应用意识,提高其数学素质,培养其探索能力有着重要的作用.因此,重视问题解决是各国数学课程标准的共同要求.如我国的数学课程标准指出,通过义务教育阶段的数学学习,学生能够“初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识”.再如美国课程标准把“能够解决数学问题”列为学校教学要达到的五个课程目标之一,并在其分项标准中将“数学用于问题解决”放在了首位.对于答案具有开放性的问题的提出、表述及解决的策略的选定都是美国数学课程标准极力加强的内容.

问题解决不仅仅是数学课程的目标,而且还是一个发现的过程、探索的过程.通过问题解决是学生实现“再创造”的数学过程,学生借此过程可以真正认识、感悟和理解数学.而这正是我国数学教育的现实所缺乏的.因为问题解决已成为数学教育的核心内容之一,当然也应该是培养同学们数学能力的重要手段.

三、以揭示思维的过程作为培养学生创新意识的主要途径

1997年2月,中国科学院向党中央提交了“迎接知识经济挑战的知识创新工程”的报告,江泽民同志对这一报告作出了重要批示.随后,知识经济的提法在国内广泛传播开来.创新是知识经济的本质,是时代精神的体现,是衡量一个国家和民族综合实力及竞争能力的根本因素.创新意识的激发,创新思维的训练,创新能力的培养,是素质教育中最具活力的课题.基础教育必须“培养学生的科学精神和创新思维习惯”,具体到数学教育则应该以培养学生的数学学创造性思维能力为“己任”.因为,创造性是人们的开拓精神的实质和核心.培养学生的创造性或开拓精神是数学教育始终令人感到鼓舞的奋斗目标.如何培养?这既是个理论问题,又是个实践问题.我们认为,进行创新教育,应根据各学科的特点,选择各自有效的方法,不能一概而论.就数学教育来说,从宏观上讲,应遵循“过程性与积极性相结合的原则”,应充分揭示数学思维的发展过程,以培养学生的创新意识.

斯托利亚尔指出:“数学教学是数学活动(思维活动)的教学,而不仅是数学活动的结果——数学知识的教学”.许多数学家和数学教育家普遍认为,数学成果获得的思维过程的价值远比成果本身的价值大.从这个意义上讲,数学教学过程是学生在教师的指导下,通过数学思维活动,学习数学家思维活动的成果,并发展数学思维能力的过程.在这个过程中,包含着数学家、数学教师及学生三者的思维活动.这些活动可用下面的示意图来表示:

从这个结构可知,数学创造性思维不仅存在于数学家的创造活动中,也存在于学生的学习活动中.从这个意义上讲,在施教过程中,充分揭示思维过程是培养学生数学创造性思维的重要途径.这是因为:①暴露数学思维过程是实现和谐的教学结构的保证;②暴露数学思维过程是促使学生的认知结构形成与发展的保证;③暴露数学思维过程可让学生亲身参与到数学概念的形成过程中去;④暴露数学思维过程可培养学生思维的深刻性;⑤暴露数学思维可培养学生思维的独创性.

从这个结构还可看出,数学教师在教学过程中应协调好三个思维活动,即数学家的思维活动、学生的思维活动及执教者本身的思维活动.教师应千方百计地通过各种手法、手段来激活学生的思维活动,使他们在学习过程中积极思维、肯动脑筋、大胆探索,力争有所“突破”,而这正是我们目前的教育现实所缺乏的“关键环节”.因此,教师在教学过程中必须努力协调好这三种思维活动,其协调流程如下:

数学创造性思维在培养人的聪明才智和训练思维能力方面有着巨大的作用.培养学生的数学创造性思维能力是创新教育的一个重大课题.我们的数学教学要转变教育思想、切实改进教学方法,在充分揭示数学逻辑化思维的同时,应加强直觉思维、形象思维和辩证思维的培养,重视数学猜想能力的培养.这样,不仅可以通过对数学知识的学习让学生形成“数学头脑”,而且在发展学生的思维,特别是创造性思维方面发挥重大的作用.

四、以加强数学思想方法的教学为载体,促使学生数学观念的形成

数学观念是人们对数学的基本看法和概括认识,是数学思维和现代人类思维的重要特征之一.一方面,它是在数学知识的学习、思维的训练、能力的提高等过程中逐渐形成的;另一方面,已形成和正在形成的数学观念又将反过来对数学学习起到调整、定向、直至向更高层次推进的作用.它既是哲学观念的具体体现,又是数学思维活动的产物.诸如,推理意识、整体意识、抽象意识、化归意识、审美意识等等,都是数学观念的具体内容.加强数学观念教育,对于提高国民的数学素质,进而提高国民的整体素质具有极其重要的意义.

1.培养数学观念是全面提高国民数学素质的重要举措

根据前面的论述,不难看出,数学素质应包括数学意识、问题解决、逻辑推理和信息交流这样四个部分.显然,这四个方面都含有数学观念的具体内容,所以说,培养数学观念对于形成正直、诚实的道德品质,形成尊重真理、讲究科学的习惯和严肃认真的生活态度,都具有重大的意义.另外,数学观念对数学思维活动具有指导作用,它是联系知识与能力到提高素质的纽带.数学思维能力只有通过数学观念才能作用于思维过程.因此,在我们的实际教学中,对学生进行观念的培养与教育是全面提高学生素质的重要举措.

2.加强数学观念教育是实现教育总体目标的根本保证

我国的数学课程标准规定:通过义务教育阶段的数学学习,学生能够:①获得适应未来社会生活和进一步发展所必需的重要数学知识(包括数学事实、数学活动经验)以及基本的数学思想方法和必要的应用技能;②初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识;③体会数学与自然及人类社会的密切联系,了解数学的价值,增进对数学的理解和学好数学的信心;④具有初步的创新精神和实践能力,在情感态度和一般能力方面都能得到充分发展.

我们可将此目标划分为具有一定梯度的三个层次:第一,掌握数学基础知识与基本技能;第二,形成并发展数学能力;第三,发展个性品质和辩证观.可以看出,第三层次的教育目标才是初中数学教育的宗旨和归宿.而我们目前的初中数学教学在第一层次上下力气比较大,对第二、三层次的重视则不够,特别是对第三层次则显得很无力.这种教育只强调掌握知识,应用知识的结果,忽视学生心理特征的变化,不注意学生思维的启迪,必然导致注入式、“题海战术”教学方法的盛行.可见目前的初中数学教育现实不利于最终实现教育目标.

可喜的是,愈来愈多的数学教育工作者已经开始把培养学生的数学思维能力摆在了教学的突出位置,已经注意到对学生进行数学观念的培养与教育的重要性,并在其教学实践中已有所体现:注意观察、归纳学生在数学学习过程中思维活动的规律,研究思维活动的发展过程;把数学知识的发生、发展过程充分地暴露给学生;把数学家发现数学知识的“原始”思维过程尽量展现给学生;不仅把数学看成是计算的工具、科学技术的基础,而且全面地考虑数学教育在形成学生辩证唯物主义世界观和方法论方面的作用.这就是观念层次上的数学教育,是一项着眼于提高整个国民数学素质的数学教育.在数学教学中只有时刻考虑到这些问题才能将自己的教学活动真正纳入到素质教育活动的轨道上来,才能最终实现教育的根本目标——提高国民的整体素质.

可见,加强数学观念教育,在数学教育中具有非常重要的作用.基于此,笔者在多篇文章中都谈到,应把数学教育的落脚点放在形成学生的数学观念上.而数学观念本身还是一个有待于人们去大力研究的理论体系,这就为数学观念教育带来了更大的难度.怎么办?那就是大力加强数学思想方法(简称MIM)的教学与研究!

加强MIM教学与研究对于形成学生们的数学观念,推行素质教育是非常必要的.首先,研究MIM是贯彻数学课程标准要求,是对学生进行素质教育、全面培养21世纪合格人才的需要.从前面的论述可看出,数学课程标准已将对基本的MIM的学习与掌握列为必学的基础知识.进行初中数学教学的根本目标就是全面提高初中学生的“数学素质”,而搞好MIM的研究与教学就是增强学生数学观念、形成良好的“数学素质”的重要措施之一.其次,加强MIM的研究是数学教学改革的新视角.从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的MIM知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”,即通常所说的“明河流(由具体知识点构成)”和“暗河流(由MIM构成)”.有了MIM,数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西,它能将“游离”状态的数学知识点(块)凝结成优化的数学知识结构.抓MIM的教学,见效快,收益大.因此,我们的数学教学改革可以从这条“暗河流”入手,对学生进行思想观念层次上的数学教育,这或许是我们进行素质教育的一个有效突破口.再次,加强MIM的研究是参加国际竞争的必然结果.21世纪是高科技的信息社会,MIM越来越多地被用于环境科学、自然科学、经济学和社会学,还有心理学和认知科学.高技术在本质上是一种数学技术.数学方法论的原则性高,普适性强,可以用来指导尖端科学的研究,用好了可以影响整个一代人的素质,培养出一批具有世界一流水平的科技专家,从而有可能使我国成为数学大国和科技强国.为达此目标,数学教育工作者必须致力于对MIM的研究.第四,加强MIM教学也是数学本身发展的需要.MIM是数学发展过程中人类积累起来的宝贵精神财富,并且是其他数学知识所不能代替的.要使学生在较短的时间内掌握这些东西,只有通过MIM的教学才能实现.

按人们数学抽象程度的高低和从事数学活动程序的不同,可以将MIM的结构划分如下:MIM结构的核心是数学观念和数学意识,依次下来,则是数学思想、解题的一般方法和解题术.这一结构表明,MIM的内容是有层次的,即:

这一特征表明,对MIM的学习必须遵守从“低层向高层转移”的原则,同时还表明,在数学教育中通过对MIM的教学与研究是完全可以达到理想的层次,即培养学生的数学观念这一MIM意义上的最高境界.这正是我们进行数学教育所希望的.

以上我们从关注学生的“生存、未来、发展和竞争”四个角度论述了数学教师在新一轮课改下,应有的认识和在具体实践中应采取的措施.随着国际竞争日趋激烈,客观上要求各国的教育要有一个大的发展与改革,使其以国际科技、文化的发展为坐标,从与国际教育水准的差距中寻求并调整本国教育发展的观念、目标体系、教育模式,快速构建达到国际水平的与本国国情相适应的教育体制,培养面向现代化、面向世界、面向未来的高素质人才.我们广大的数学教师为适应国际教育发展的大环境,应不断研究新情况,解决新问题,把素质教育推向更高的层次.正如柳斌同志所指出的那样:“素质教育是一个开放的体系、发展的体系,没有也不应该有固定不变的模式.素质教育还应是不断发展的,不断变化的,不断创新的.”这就要求我们广大的教育工作者、一线教师应不断研究素质教育中出现的各种新情况,努力探讨教育教学规律,不断增强自身的素质,以适应素质教育不断发展的需要.

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