随着步入21世纪, 我国经济、科技、文化教育溶入国际环境的速度将加速前进。大学教育是人才教育结构的高层教育, 大学教育的水平直接关系到我国综合国力的进一步增强。作为大学教育中重要一环的大学数学教育地位也发生了巨大变化。
数学是研究客观世界数量关系与空间形式的科学。随着现代科学技术和数学科学的发展, “数量关系”和“空间形式”具备了更丰富的内涵和更广泛的外延。能否运用数学观念定量思维是衡量民族科学文化素质的一个重要标志。从某种角度来说, 数学是各门自然科学学科以及若干社会科学学科的基础。因此数学教育在培养高素质科学技术人才中具有其独特的不可替代的重要作用。
数学课的教学一般存在着一方面试图介绍大量数学知识, 一方面又受课时较少的限制, 又受到中学时期应试教育养成的重结论不重证明、重计算不重推理、重知识不重思想的影响。学生为了应付考试, 也常以“类型题”的方式去学习、去复习, 在数学素质的提高上收效甚微。特别是一些文科生只能照葫芦画瓢, 勉强应付考试, 谈不到真正的理解。多数学生也往往是谈数学就会感到它的枯燥无味, 理论太深, 不易理解和掌握。正如半个多世纪以前, 著名数学家柯朗在名著《数学是什么》的序言中写道:“今天, 数学教育的传统地位陷入严重的危机。数学教学有时竟变成一种空洞的解题训练。”在平常的教学工作中, 我们也体会到数学教育“重知识轻文化”的倾向十分明显。大多数学生对数学的思想、精神了解得很肤浅, 对数学的宏观认识和总体把握较差, 对数学的发展进程和内在原因了解的太少。
由于我国特有的教育现状, 数学教育的“应试教学”的模式难以在短期内得到改变。大学数学的课堂教学仍以数学知识的传授为主, 不仅如此, 由于工作竞争的压力造成的“考研热”更是使得教师和学生热衷于对数学知识的追求。众多高校不仅开设常规的数学必修课, 而且拉大课时, 在高年级时再开设高数选讲, 甚至砍掉非考研的数学课程等等。从学生那里得到的反馈是什么呢?“学的不知道有什么用, 考完试也很快就忘掉了, 希望下辈子不要学数学……”
大量的事实证明, 过去那种单一的, 经典式的大学数学教育, 已难以应付普及性的高等教育的需求。各国政府和广大数学教育工作者都相继认识了大学数学教育改革的必要性, 并积极制定政策、措施支持并参与这一改革。因为本质上大学数学是源于实际又指导实际的一种理性思维的训练, 其作用是其他学科难以替代的而且这种理性思维的培养也是响应了《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》的号召。
在充分认识到培养学生数学素养的重要性以后, 各高校除了开设以传授系统知识为主的“大学高等数学”等必修课又开设了以数学思想和数学精神为主的“数学文化”、“数学思想方法与科学人文”等选修课。这一类公选课是对大学数学教育的一个很好的补充, 对大学生全面素质的提高、分析能力的加强、创新意识的启迪都起到了积极的作用。
经调查大部分的综合类大学都开设了面向全校本科生的该类课程。例如北京大学开设了“数学的思维方式与创新”, 山东大学和华中师范大学开设了“数学文化”, 四川大学开设了“趣味数学”、“名题题析与数学史话”和“数学实验”。
南开大学在全国“白手起家”开设的公共选修课——数学文化, 不仅填补了数学教育的部分空白, 而且还为后来者提供了很多宝贵的实践经验。
南开大学的“数学文化”课选材方面是值得我们借鉴的。到目前为止, 已经有了若干本以此为主题的书, 更有多得难以列举的关于“数学方法论”、“数学中的美”等相关的书籍。这些书的内容虽有交叉, 但体系各不相同。所以, 在“数学文化”这个课名下, 包含的材料可以是相当广泛的, 讲授的体系可以是很不相同的。这既给课程提供了大量的素材, 又对恰当的选材提出了较高的要求。课程的对象文理科的学生都有, 二至四年级的学生都有。因此, 他们关于“数学文化”课的选材原则是, 第一, 以数学史、数学问题、数学知识为载体, 介绍数学思想、数学方法、数学精神;第二, 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;第三, 开阔眼界, 纵横兼顾, 对于数学的历史、现状和未来, 都要有所介绍。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素质, 又要着眼于提高学生的文化素质。
南开大学在选材方面的做法对其它综合性高校的数学文化类的公选课起到了带头示范的作用。然而, 由于各个综合性大学虽然学科门类相似, 但是在生源上、师资上、学科建设上差异较大, 所以在课程内容的安排上应注意结合本校的特点。自20世纪下半叶以来, 数学软件技术迅速发展, 其强大的计算功能、可视化的图像表现力, 有助于学习者和研究者对数学问题的理解和解决, 是我们的教学观念发生了巨大改变。而且从某一个方面而言“数学像所有别的科学一样是一门实验科学”。在数学学习上, 学生在一定程度上是通过走“实验-发现-证明否证”的道路来改进学习效果的。因此对有些高校而言在数学通识选修课内容的设置上增加辅助以数学软件解决的数学实验类的内容是非常有必要的, 甚至对有些理工类的高校而言应该专门开设数学软件和数学实验交叉类的公选课, 不仅动脑还有动手的问题。
综上所述, 数学通识选修课的设置是对高校数学课程的一个补充并且它还原了数学的文化特性对大学生的素质教育起到了积极的推进作用。一个课程的优良首先取决于课程的内容。在选材方面我们已从一些带头高校的做法中得到了启示, 特别是关于数学史、数学思想、方法论方面的经验。然而随着科技的进步和数学还有其实验性科学的一面, 因此基于数学软件的数学实验也应该作为数学文化类通识选修课的内容, 不容忽视。如何选材, 如何掌握深度, 如何将之有机的融合是值得进一步探讨的问题。
摘要：数学教育在培养高素质科学技术人才中具有其独特的不可替代的重要作用。数学文化类的通识选修课的开设起到了提高人才数学素养的作用。然而, 随着科技的进步并且数学还有其实验性科学的一面, 因此基于数学软件的数学实验也应该作为数学通识选修课的基本内容之一, 不容忽视。
关键词：数学通识选修课,数学文化,数学实验
参考文献
[1] 苟长义, 顾沛.以数学文化的融入改进文科数学教学[J].数学教育学报, 2008, 12.
[2] 顾沛.数学文化[M].高等教育出版社, 2008, 0 6.
[3] 南开大学数学文化课网站[EB/OL].http://202.113.29.3/jpkc/sxwh/.