6. 中国式的解题研究,数学开放题教学研究
在数学教育领域,中国是解题大国。中国学生在国际奥赛、IAEP、PISA等国际测试中一直名列前茅,得益于数学解题方法论研究的深入,以及广大数学教师的解题能力的提高。奥林匹克数学竞赛、高考数学试题、初等数学研究,这三顾力量带动了千千万万的数学教师,成为解题高手。一位数学教师在同行和学生中是不是有威信,往往以解题水平的高低为依旧。大面积的中小学数学教师所具备的高度解题能力,构成了中国数学教育的一大亮点,更是一笔巨大的财富。
中国的数学解题模式,深受波利亚《怎样解题》等一系列的著作影响。但是,在长期的实践过程中也有自己的创造,单墫的《解题研究》,罗增儒的《中学数学解题的理论与实践》,在某种程度上有所跨越。20世纪80年代以来,西方推行问题解决的教学模式,出版了大量的理论研究著作,如美国数学家休恩菲尔德的《数学问题解决》相当有深度,我们还缺乏深入的研究,尤其是尚未和中国的数学解题理论进行必要的比较和嫁接,这需要继续努力。
中国解题研究中的一个亮点是戴再平教授倡导的数学开放题教学。这一从日本引进的课题,在中国获得了异常迅速的发展。尤其是,开放题与“双基”互相嫁接,凸显中国特色。开放题进入《国家数学课程标准》,进入教材,乃至进入高考和中考,直接影响第一线,并且成为数学教师平日备课中的一个选项。这是一个极有意义的创造。在林林总总的教学科研项目中,极少有像开放题的教学研究那样,获得如此丰富的成效。开放题及其教学的研究,研究有许多专著出版。
数学开放题的成功是中国数学教育吸收、消化、发展国外先进经验的一个样板,也可以作为中国数学教育走向世界的一个平台。
7. 关于数学文化和数学史研究
21世纪初进行新课程改革以来,数学文化成为中国数学教育研究的一个热点,文献和著作大量产生。但是,数学文化的研究大多停留在理论阐述层面,对教学第一线的影响不大。现在需要做的事情,是将课程中每一个数学单元的文化点设计出来,为一线老师提供数学文化教学的范例。
一个比较常见的现象是将数学文化等同于数学史。似乎只要介绍一些历史上的数学家,叙说他们的数学成就,就算数学文化教育了。
数学文化设计的层面要超过数学史的范围,但是又和数学史紧密结合,数学史教学,以往仅仅强调中国古代的数学成就,借以增强民族自豪感。例如,祖冲之的圆周率计算比外国早1100年,就是最常用的例子。这当然是必要的。但是也要注意不能走上狭隘的民粹主义道路。因为中国古代数学尽管有辉煌的成就,但是总体上比埃及、巴比伦和古希腊的数学要晚。数学史的德育功能,不能只是建筑在“祖先的某项工作别别人早多少年”的基础上,而要用历史唯物主义的观点,实事求是地分析,基点应当放在今天如何追赶世界先进水平的实际行动上。
第四节 逐步建设可以与国际对话的数学教育话语体系
中国数学教育正在逐步走向世界。与改革开放初期国内学术界亟须了解国际同行动态相比,现在中国学界缺乏的不再是外部信息,而是如何在众多信息中鉴别取舍,继而冷静理性地沉淀思考的问题。
其中一个严重的问题是,如何构建自己的话语体系,独立地探索研究自己的问题。如何走出从信息到信息的低层次与国际接轨的局面,摆脱不自信的心态,提升在纷纭繁复的信息中独立求索的能力。
首先,我们要学习国际同行的数学教育话语,进而解读自己的工作,增强与国际进行学术交流的水平。近几年来,我们已经有过一些尝试了。例如,鲍建生关于“中英初中数学课程综合难度的比较研究”,定量地勾画出两个国家数学课程难度的差异,并且用一个图形加以显示,就能够让国外同行真切地了解中国数学课程的一个侧面。同样地,李士锜关于“孰能生巧”的系列文章,也用数学教育心理学的语言,进行解读,取得了初步的成果。
其次,则是应当大力建设自己的话语体系。实事求是地说,西方在数学教育方面的学术成就尽管相当深奥,却也不必过于仰视,以至迷信。西方的数学教育理论,往往离开教学实践很远。理论脱离实际的情况相当严重。如果我们的研究工作建立在我国数学教学实践的基础上,并努力提升为理论形态,是可以和国际上同行平等地交流。事实上,想“变式”这样的教学实践,研究具备了一定的理论形态。至于导入教学、尝试教学、师班互动、数学思想方法教学、“双基”教学等,只要认真执着地进行研究,也可以逐步呈现为某种学术形态。但是如果自己轻视自己,不正视自己,就很难谈什么自己的话语权了。
我国的数学教育有许多小型的精品,值得向国外介绍。传统的问题,如鸡兔同笼,就是为国外所熟悉的。今人也有一些很好的创造。例如,上海的陈振宣老师讲述的三根导线的故事,就是在表面上看不见的地方发现数学,从而体现出数学思想方法的深刻意义。
故事情境如下:
陈老师的一个学生毕业后在和平饭店做电工。工作中发现在地下室控制10层以上房间空调的温度不准。分析之后,原来是使用三相电时,连接地下室和高楼上的空调器的三根电线的电阻呢?用电工万用表无法量这样长的电线的电阻。于是这位电工想到了数学。他想:一根一根测很难,但是把三根导线在高楼上两两相连接,然后在地下室测量“两根电线”的电阻是很容易的。如图,设三根导线电阻是x,y,z。于是,他列出一下的三元一次方程组。
解以上方程组,得出x,y,z即得三根导线的电阻。
这样的方程谁都会解。但是,能够想到在这里用方程,才是真正的创造。清代学者袁枚曾说:“学如箭镞,才如弓弩,识以领之,方能中鹄”。有知识,没有能力,就像只有箭,没有弓,射不出去,但是有了箭和弓,还要有见识,找到目标,才能打中。
解这样的方程组,知识和能力都不成问题,难的是要具有方程组的意识和眼光。这样精彩的列子具有普遍的价值,值得向国外推介。
21世纪以来,中国数学教育发生了深刻的变化,
但是挥之不去的应试教育,落后一个世纪的英才教育,缺乏活力的数学教学模式,都是张奠宙教授一直在深深忧虑和思考的问题,在《千千万万的数学教师肩负着国际声誉》一文中,
他写了十个乐意看到的中国数学课堂教学的新面貌:(1)以新的格局保存注重“双基”、“解题”的优良传统(2)计算机以及网络技术进入数学课堂教学的研究领域(3)“去两头,只烧中段”数学教学得到一定程度的抵制(4)让学生“做学问”,不要只是做“学答”(5)让学生会“反思”,咀嚼和体会数学之美
(6)让“练习、练习、再练习”到“思考、思考、再思考”(7)数学课堂从此不再“干瘪”,体现数学文化之深邃与博大(8)让中国的孩子喜欢数学,不再为“数学难”而不学辍学(9)数学后进生也有数学思维,希望有人喝彩(10)希望“百花齐放”,不再一窝蜂,喊一样的时髦口号,
2000年,张奠宙教授参与了国家高中数学课程的研制,和严士建教授一起担任组长,他因为冠心病,在2002年开始不得不住院治疗,在那一年,他看到了国际数学家大会在北京召开,
也是在那一天,他坚信着中国数学一定会有着美好的明天,而这一天在千千万万的数学教师和所有默默为中国数学教育奉献着的人们的努力下,已经离我们越来越来近了,
有人问小数君如何评价张奠宙教授的一生,
小数君没有资格评价,但十分想用这样一句话来形容和作为结尾:“他就像一个雨点汇入了世纪之交的数学教育改革长河中,但是在涌动的江潮中卷起了一片又一片的浪花”.
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