书城教材教辅中学理科课程资源-探索数学发展
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第15章 现代数学课程发展(6)

新数运动冲击了旧有的数学课程,提出了数学课程现代化的问题,对数学课程的发展有重要意义,但是学校和教育部门对运动的准备不足,行动过于仓促,带来了一系列问题,引起了人们的反思。从20世纪70年代起,各国专家学者对该运动纷纷进行评价国际数学教育大会就是在这种背景下召开和发展的,历届大会都对新数运动进行了评价与反思。

通过新数运动,获得了一些值得肯定的成果:

①涌现了一批热心的数学教育工作者,形成了国际数学教育研究合作的机制,加强了国际数学教育学术交流。

②多数国家,如英、法、日、俄等国,形成了国家统一的数学课程。

③形成了国际数学教育工作的联络网。

④广大数学教育工作者更加关注教育学、心理学研究的新成果,关注数学课程的内容及数学教学改革。

二、对新数运动的反思

1966年,荷兰著名数学家、数学教育家弗赖登塔尔当选为国际数学家协会(ICMI)主席,他建议单独为数学教育召开国际性大会,会上有大会特邀的报告,也有个人发表意见的机会,这就是国际数学教育大会的发起。到2004年7月为止,已经举行过10届国际数学教育大会。

1.建立交流机制,反思新数运动

由于对新数运动的反思,促使各国数学教育工作者感到需要交流机制,国际数学教育大会就是根据这样的需要而召开的。

2.数学教育国际交流机制的建立与完善

(1)第一届国际数学教育大会——国际数学教育大会的开始。

第一届国际数学教育大会于1969年在法国里昂举行,来自42个国家和地区的600多名数学教育家与会。会议的主题是:学科教育的相对独立性以及在职教师的培训与提高。会上有21个历时一小时的大会报告,而且首次安排了大会讨论,很受与会者欢迎。

(2)第二届国际数学教育大会——国际数学教育大会的定型。

第二届国际数学教育大会于1972年在英国的埃克塞特举行,来自70个国家和地区的1400多人与会。会议的主题是:新数运动的回顾与反思。根据会议的要求,于1972年出版了第一期《ICMI通讯》。从这次大会开始,国际数学教育大会每四年举行一届,走上了规范化的道路。

(3)第三届国际数学教育大会——分课题组展开工作。

第三届国际数学教育大会于1976年在德国的卡尔斯鲁厄举行,来自70个国家和地区的1800多人与会。会议的主题是:计算机与新技术用于课堂教学;消除在数学教学中对女性的歧视;中小学的几何教学。会议围绕着13个课题组进行,每个课题组都提供了一个有启发性的框架,以后各届大会都采取这类模式。

3.中国参加数学教育国际交流的开始

第四届国际数学教育大会——对新数运动的深刻反思。

第四届国际数学教育大会于1980年在美国加州伯克利举行,米自100个国家和地区的2000多人与会。会议的主题是:新数运动的回顾与反思;问题解决在数学教学的地位。中国派了华罗庚(中国科学院)、丁石孙(北京大学)、丁尔升(北京师范大学)、曹锡华(华东师范大学)、曾如阜(华南师范大学)5位教授赴会。会上华罗庚教授作了题为《普及数学方法的若干经验》的报告,丁尔升教授作丁题为《中国数学教育简介》的报告,受到与会代表的热烈欢迎。

在本届大会上,与会代表对新数运动作了认真的回顾,认为新数运动的主要缺点是:中小学数学新增的内容分量过重;片面强调理解,学生缺乏必要的数学基本技能训练;数学课程面向成绩好的学生,忽视成绩中下学生的学习需要;数学师资缺乏培训,不少教师感到难以胜任。

三、实现数学课程大众化阶段

20世纪80年代以来,对大众数学的探讨成为国际数学课程发展的主流。对广大学生在数学上有较高的期望,让他们在数学上得到充分的发展是各国数学课程的共同目标。性别数学问题,民族数学问题,成为数学课程关注的热点。

第五届国际数学教育大会——探讨民族数学教育的发展。

第五届国际数学教育大会于1984年在澳大利亚的阿得雷德举行,来自70个国家和地区的2000余人与会。会议的主题是:问题解决的进一步研究;民族与数学教育;多文化的数学教育。我国大陆未派代表参加。

四、技术与课程整合阶段

信息技术的发展既是数学课程的动力,也是数学课程发展的重要因素。各国对信息技术与数学课程的关系加强了研究,信息技术的发展也对教师的专业发展提出了新的课题。从20世纪80年代末到90年代,信息技术与数学课程的相互关系逐步成为数学课程发展的热点问题。

1.第六届国际数学教育大会——技术与师资培训

第六届国际数学教育大会于1988年在匈牙利的布达佩斯举行,来自74个国家和地区的2414人参加会议。会议的主题是:技术在数学教学中的作用;教师的培训与提高。我国有张奠宙、丁尔升、蔡上鹤、曹笆羽、孙树本、叶其孝、袁传宽、王长沛等8人参加会议。会上我国开始了与ICMI的合作研究。

2.第七届国际数学教育大会——数学教师的作用

第七届国际数学教育大会于1992年在加拿大的魁北克举行,来自60多个国家和地区的2671人参加会议。会议的主题是:数学教育要适应科学技术的发展;数学教师在课堂教学中的作用。中国内地有9人、台湾有8人、香港有6人参加大会,我国数学教育的多样化受到大会的关注。会议分成23个工作组和17个专题组进行工作,人们开始越来越关心面向21世纪的数学教育。

五、面向新世纪的数学课程探索阶段

1996年,在西班牙的历史名城塞维利亚,第八届国际数学教育大会(ICME 8)在世界各国的数学教育家认真地思考面向21世纪的数学课程设计问题的背景下召开了。来自65个国家和地区共3500人参加会议。与会者对未来数学课程的发展极为重视。大会分为26个工作组和26个专题组开展研究.大部分研究课题与数学课程有直接或问接的联系。下面对大会有关数学课程的意见作出评述。

1.从零点起步,面向新世纪

数学课程是指学生在校学习的全部数学知识,以及全部数学训练的总和。课程是社会文化教育和科学技术发展的产物,它必须紧跟时代的步伐,以满足社会对下一代的要求。因此,课程需要不断改革,而原有的课程观念及其内容框架往往妨碍人们的创新意识,成为课程改革的阻力。为摆脱原有课程的束缚,与会专家们呼吁,应从零点上构建面向21世纪的新的数学课程。

(1)假设原来没有数学课程,而我们要在1996年创建它,那么,这个数学课程应该是满足21世纪政治、经济、文化、科技发展需要的课程。把理想的课程和现行的课程相比较,就可能找到切实可行的改革方案。我们设想21世纪社会对数学教育的期望是:

①社会趋向民主、平等、进步。公民具有良好的科学意识和文化素养,下一代有更多受教育的机会。

②科学技术高度发展,公民具有良好的数学基础和思维能力。

③数学科学日新月异,研究方法发生质的变化,公民应该掌握近现代常用的数学思想方法。

这就是我们设计面向21世纪数学课程的出发点。

(2)新课程应具备新特点。借助于现代技术,我们希望建设一个面向未来全体社会成员的数学课程。即所有不同种族、不同性别、不同背景、不同抱负的青少年,都能学到对他们有用的数学。未来数学课程的特点是:

①日常生活应用问题,是课程的基本线索。

②重要的数学思想方法,在课程中得到反映。

③近现代数学结构,在课程中有所体现。

(3)新课程应反映新观念,反映数学的发展及其思想观念的变化。例如,实验数学正在兴起,并受到数学教育界的重视。实验数学是一种研究数学的方法。它是指根据研究目的,组织适当实验,收集分析数据,发现其中规律,作出合理猜想,等等。实验数学也是当前数学教育改革一个潮流,必将对未来的数学课程产生影响。

又如,数学证明的观念也有所变化。传统的逻辑证明方法不再唱独角戏,非正式证明、机器证明、实验证明已逐步取得合理的地位。人们认为,在未来的数学课程中,逻辑推理不会受到过分强调,多元化的证明方法将会同时并存。

(4)新课程应具有新标准。20世纪80年代末到90年代初,美、英、法、日、前苏联和我国大陆,分别制定了新的数学课程标准(或教学大纲),这是各国设计面向21世纪数学课程的尝试。其中全美数学教师协会(NCTM)所设计的《学校数学课程和评估标准》在世界范围内影响较大。为了适应21世纪的需要,我们应该设计先进、新颖、细致、可行的课程标准。对课程的评估问题还可以从以下三方面考虑:

①在国际测试比较的基础上进行评估。ICME 8对近年几次国际数学教育测试比较研究的结果进行了分析,以此为基础,对各国数学课程进行了横向比较,检查相关国家数学课程及其实施中的有关问题。

②全国性的测试评估。通过全国性的测试,配合有关的观摩调查,对数学课程实施中的机制及有关问题进行宏观性评估、

③对学生学习的评估。包括书面评估与口头评估,内部评估与外部评估,自我评估与相互评估,个人评估与集体评估,等等。教师可以使用问题数据库进行评估,从中收集有关课程实施过程中的反馈信息。

2.分段考虑,全面改革

未来的数学课程应该具有新的目标。专家们认为,与其说让学生多学习一点知识,不如说以知识为载体,培养学生良好的素质和能力。我们期望的新课程应该是:知识面宽一些,对每个知识点的要求低一些,学生参与课堂活动的程度高一些,应用数学的知识和方法解决实际问题的能力强一地。

(1)小学数学的未来。

小学数学是未来社会成员必须掌握的最基础的数学知识和方法。它在培养学生的数学思维能力、形成科学的世界观等方回具有十分重要的作用。除了较为稳定的传统内容外,一些重要的数学思想方法应该提早进入小学数学。例如,使用数学符号表示数及其运算,引入直角坐标系,渗透朴素的集合思想,介绍简单的统计方法,等等。此外还要处理下列与未来小学数学有关的问题:

①教师所教的数学与学生所学的数学之问存在差异,如何做好转化工作?

②教师在传统的数学课程的责任是传授知识、管理课堂:而新课程要求教师承担的责任是设计问题、组织活动和指导学习。如何做好教师责任的转化工作?

③学生的任务将不仅是学会书本知识、完成教科书的练习,他们还要在活动中学会假设、选择、辩论、尝试失败、反思、纠正错误,在不熟悉的线索中进行工作,尝试解决不熟悉的问题,从中形成能力。如何指导小学生完成上述任务?

④学生在升级或转学时,将会遇到不同的教师,如何帮助他们适应学校和教师的变化?

(2)中学数学的未来。

中学生处于世界观形成的关键时期,其知识,能力在此阶段迅速发展。数学课程应促进中学生良好素质的形成,为一部分学生的就业做准备,为另一部分学生的升学深造打好基础。因此,中学数学课程应该有不同的标准和要求。未来中学数学课程要考虑以下问题:

①内容的转变。中学数学不再局限于传统的初等数学,未来的中学数学有三部分内容:代数、函数与微积分;几何,包括二维几何与三维几何,综合几何与解析几何;离散数学,包括概率、统计、图论、组合数学等。有关中学数学的科学性与严谨性,只作适度要求。

②教法及其衔接。鼓励学生在活动中养成主动、独立的学习习惯和发挥相互协作的精神,注意中学与小学、中学与大学、中学与成人工作环境间的自然衔接。

③学科间的联系。数学与其他学科之间应该相互促进、相互联系,例如,在数学中插入相关的历史材料,培养爱国主义精神和民族自豪感,在问题解决过程中适当进行辩论,发展思维能力和语言表达能力,指导学生运用数学知识解决其他学科的问题,等等。为了做好与其他学科问的联系,教师要有宽广的知识面和良好的科学素质。

(3)大学数学的未来。

大学的专业设置纷繁,各专业对数学要求各异。ICME 8主要研究高等学校的两类数学课程。

①作为为高等教育服务的数学课程。此类课程大多数称为高等数学课程,其教学目标是:为大学生学习专业课打好基础;为大学生以后从事专业工作提供数学工具;培养大学生良好的数学素质。

②作为培养未来数学师资的数学课程。此类课程的目标是:理解数学的基础理论,掌握数学的思想方法;树立正确的数学观;了解数学教学的目的、意义和要求;能胜任未来的数学教学工作,并具有数学教学研究的初步能力。

师范院校的数学(包括数学教学)课程,应该具有鲜明的师范性,紧密联系中小学教学实际,具有改革创新的精神,重视先进的教育思想的传播,重视现代技术的运用。可惜,当前师范院校的数学课程离开上述要求尚远,传统的讲授方法仍然在大学讲台上占统治地位。

3.利用技术,促进改革

计算机、图形计算器、视听显示技术目前已经在各国数学课程发挥巨大作用。在ICME 8的各种会议上,各国专家纷纷带去仪器及软件,竞相展示技术的威力。我国的数学课程改革也必须考虑技术这个因素。

(1)技术促进课程内容更新。

①几何学焕发青春。20世纪60年代以来,几何在各国中学数学课程的地位逐步削弱,计算机的出现使实验几何得以崛起,机器证明作为行的办法得到承认。几何的传统任务是给物理空间以数学描述,现代几何的迅速发展已经跨越了它的传统界限,包含了诸如凸论、图沦、结论、镶嵌、分形几何、计算几何等应用性很强的分支。它们又反过来作用于计算机和机器人的研究,以及计算机绘图等过程。这些戏剧性的变化向数学教育提出挑战,人们开始考虑如何在未来数学课程中适当反映几何研究的这些新成果。

②离散数学大放异彩。在历史上,人们研究数学是从离散数学开始的。微积分兴起以后,数学家们对连续性表现了更大的兴趣,离散数学曾一度被冷落。而计算机的出现,使离散数学如命题逻辑、组合分析、概率统计等数学的重要分支重新受到重视,并成为未来数学应该考虑的内容。

③传统代数得以改造。代数是中学数学的传统内容,过去主要包括数的概念、恒等变换、解方程与解不等式,如今又包含集合、函数、数列等,将来还会包含数学模型、迭代方法和问题解决等,而集合、无限等思想方法会贯穿其中,从而将使代数成为内容广泛的综合性科目。

(2)技术辅助教学改革。