摘要:教育改革進(jìn)行了很多年,取得了很多成果,在新的歷史時期,如何進(jìn)一步深化基礎(chǔ)教育改革?這是廣為人們關(guān)心的問題。針對目前中學(xué)數(shù)學(xué)教育中存在的若干問題,從大眾化教育與精英教育、數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)課堂、模仿與創(chuàng)新、純粹與應(yīng)用、教材與教參、傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂以及師范教育與師資等若干方面提出一些值得思考的問題,并做初步探討,期待能為數(shù)學(xué)教育改革與研究者及一線教師的教學(xué)提供一些可資參考的建議。
關(guān)鍵詞:中學(xué)數(shù)學(xué)教育數(shù)學(xué)史網(wǎng)絡(luò)課堂師范教育
本文寫作過程中,廣東省廣州市執(zhí)信中學(xué)張蜀青老師幫助整理了部分資料,特此鳴謝。
一、 引言
我們處在教育改革的滾滾洪流中,素質(zhì)教育、數(shù)學(xué)文化、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、現(xiàn)代化教育技術(shù),改革理念與措施層出不窮!我們是否認(rèn)真思考過:為什么要改革?基礎(chǔ)教育存在的根本問題是什么?我們應(yīng)該關(guān)注課堂教學(xué)中的哪些方面,是外在的形式還是內(nèi)在的思想?
弗賴登塔爾是荷蘭著名的數(shù)學(xué)教育家,在代數(shù)拓?fù)渑c李群方面有過重要建樹,30歲左右便開始關(guān)注數(shù)學(xué)教育。他在數(shù)學(xué)教育方面的論著很多,其《作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)》一書中有一個重要的觀點廣為熟知:“數(shù)學(xué)教育是數(shù)學(xué)的再創(chuàng)造?!睙o獨有偶,美國著名的物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費曼也說了一句膾炙人口的話:“我不能創(chuàng)造的,我也無法理解?!彼麄兊脑捳f明了什么?教育不是簡單的知識傳授,而是思想的傳播與創(chuàng)造力的激發(fā)。
本文試圖針對目前中學(xué)數(shù)學(xué)教育中存在的若干問題做一個初步的探討,期待能為教學(xué)教育改革與研究者及一線教師的教學(xué)提供一些可資參考的建議。
二、 “陽春白雪”與“下里巴人”
陽春白雪與下里巴人本是戰(zhàn)國時代的兩支曲子,前者典雅高深,后者通俗易懂。后分別引申為高雅的文學(xué)作品與通俗的文學(xué)作品。兩者針對的對象不同,無褒貶之分。
在我國,數(shù)學(xué)從來沒有像今天這樣,受到舉國上下的關(guān)注與重視,大家都在高談闊論數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)教育,對數(shù)學(xué)的熱衷程度遠(yuǎn)超過20世紀(jì)80年代初的“陳景潤時代”。不過,如今的“數(shù)學(xué)熱”與那時有本質(zhì)的不同,是從戰(zhàn)略層面上的重視。
重視數(shù)學(xué)是個大好事,數(shù)學(xué)也的確應(yīng)該被重視,它雖然不是萬能的,但沒有它卻是萬萬不能的。然而,我們同時也應(yīng)該清楚,作為戰(zhàn)略層面上的數(shù)學(xué),它注定是小眾化的,不可能像萬眾創(chuàng)新、大眾創(chuàng)業(yè)那樣大家都來做數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)的功能大體可以分為兩個方面:一是思維,二是運用。一個人一旦具備了數(shù)學(xué)思維與思辨能力,的確如虎添翼,受益終身。而從技術(shù)層面上看,很多技術(shù)研發(fā)的本質(zhì)是算法的設(shè)計與運用。沒有良好的數(shù)學(xué)思維能力與素養(yǎng),很多事情確實做不了。當(dāng)然,數(shù)學(xué)本身并不能帶來經(jīng)濟(jì)效益,也不能帶來科技產(chǎn)品,只有與其他領(lǐng)域相結(jié)合后才能看到它強大的威力!
我們知道,諾貝爾獎不設(shè)數(shù)學(xué)獎,但無論是和平獎、文學(xué)獎、經(jīng)濟(jì)學(xué)獎,還是物理學(xué)獎、化學(xué)獎、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,沒有一個獎項所在的領(lǐng)域缺過數(shù)學(xué)家??梢?,數(shù)學(xué)具有相當(dāng)?shù)钠者m性。例如,羅素既是個哲學(xué)家也是個數(shù)學(xué)家,還是個文學(xué)家,他居然得了個諾貝爾文學(xué)獎!所以人們戲稱:“沒有得過諾貝爾文學(xué)獎的數(shù)學(xué)家不是個好的哲學(xué)家。”
面向普通大眾的數(shù)學(xué)教育注定不可能是“陽春白雪”。從這個意義上說,數(shù)學(xué)教育應(yīng)該分兩個層次:一個層次是培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英的“陽春白雪”,另一個層次則是面向普通大眾的“下里巴人”。我們在強調(diào)數(shù)學(xué)重要性的同時也應(yīng)該清楚,以數(shù)學(xué)研究與數(shù)學(xué)的深度應(yīng)用為目標(biāo)的數(shù)學(xué)教育必然是小眾化的“陽春白雪”,大多數(shù)人應(yīng)該接受的是“下里巴人”式的數(shù)學(xué)教育。問題是:誰來決定誰接受“陽春白雪”式的教育,誰接受“下里巴人”式的教育?如何實施?因為現(xiàn)實中,但凡有條件的父母都希望自己的孩子接受最優(yōu)質(zhì)的教育。我認(rèn)為,最好的辦法是降低日常教學(xué)的難度,加大高考試題的難度和梯度,盡可能杜絕單憑熟練度就可以得分的題目。同時,增加諸如AP課程(大學(xué)先修課程)的先修課,讓有潛力的孩子學(xué)到更多更深入的數(shù)學(xué)——當(dāng)然,不要讓大多數(shù)孩子陪讀。這并非什么創(chuàng)新舉措。與西方不同的是,普通百姓不需要花重金進(jìn)入私立學(xué)校讀書,只要確有天賦,同樣有脫穎而出的機(jī)會。當(dāng)前,我們的優(yōu)質(zhì)教育資源畢竟是有限的,最終能進(jìn)入“985”高校的學(xué)生不會超過5%。與其讓所有孩子陷入白熱化競爭的漩渦,不如通過自然淘汰的方式讓真正優(yōu)秀的孩子接受最好的教育。一些“漏網(wǎng)之魚”進(jìn)入普通高校后,還可以繼續(xù)努力以求“翻身”。
三、 數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)課堂
數(shù)學(xué)課堂有一種理念叫HPM。數(shù)學(xué)課堂結(jié)合數(shù)學(xué)史是個好事,但我們不能誤解數(shù)學(xué)史在課堂教學(xué)中的意義與作用,特別是落實到實操層面時,不能把它看成簡單的數(shù)學(xué)史實的介紹,以為這就是在普及數(shù)學(xué)思想或數(shù)學(xué)文化了。
(一) 數(shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)教育中的意義
數(shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的意義何在?是簡單地引入數(shù)學(xué)史以增加課堂的趣味性,還是將數(shù)學(xué)史融入課堂教學(xué)過程中以體現(xiàn)數(shù)學(xué)的思想性?這是判斷課堂教學(xué)是“拼盤式”還是“融合式”的重要標(biāo)準(zhǔn)。所謂“拼盤式”,指的是教師在講授數(shù)學(xué)概念或原理時也介紹點數(shù)學(xué)史,但兩者是割裂的,數(shù)學(xué)史僅僅當(dāng)成故事來講;所謂“融合式”,指的是將數(shù)學(xué)史上一個概念或原理的產(chǎn)生過程再現(xiàn)出來,概念教學(xué)的過程就是歷史展現(xiàn)的過程,二者合二為一,形成一個整體(也稱之為“數(shù)學(xué)的再創(chuàng)造”)。然而,不是所有的教學(xué)都適合把歷史真實重演一遍,教學(xué)也不必拘泥于歷史的進(jìn)程。教師熟悉數(shù)學(xué)史的目的和意義在于,可以抓住導(dǎo)致概念或原理產(chǎn)生的根本問題,并結(jié)合、參考學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)合適的問題情境來實現(xiàn)再創(chuàng)造,這才是滲透數(shù)學(xué)思想方法和文化的有效手段。
(二) 課堂教學(xué)不能離題萬里
課堂教學(xué)引入數(shù)學(xué)史,并不意味著把數(shù)學(xué)課開成數(shù)學(xué)史課。例如教學(xué)復(fù)數(shù)概念,偏從數(shù)的起源講起,洋洋灑灑講了一堆自然數(shù)、有理數(shù)、實數(shù)、復(fù)數(shù)的歷史,那就跑題了!復(fù)數(shù)就是復(fù)數(shù),拋棄那個荒謬的方程x2+1=0是一個進(jìn)步,但卡爾丹公式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以成為復(fù)數(shù)存在的理由,它只不過讓數(shù)學(xué)家們對一些現(xiàn)象疑惑不解而已。雖然很多數(shù)學(xué)家包括歐拉都使用過復(fù)數(shù)(因為用它做形式演算并不會導(dǎo)致矛盾),但復(fù)數(shù)作為一個不可思議的“怪物”,在它出現(xiàn)在卡爾丹公式后的200年中始終未能在數(shù)學(xué)界掀起大的波瀾,遠(yuǎn)不像無理數(shù)、無窮小、集合論的出現(xiàn)曾翻騰起數(shù)學(xué)界的驚濤駭浪。為什么一個2的出現(xiàn)會惹出一場軒然大波,以至于讓希帕索斯為之命喪大海,而虛數(shù)的出現(xiàn)并未令數(shù)學(xué)家們驚慌失措,他們依然故我,優(yōu)哉游哉地沉浸在實數(shù)的優(yōu)美世界里?因為數(shù)學(xué)家們意識到,幾何與有理數(shù)之間存在著不可調(diào)和的矛盾,2動搖了神一般存在的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的信仰!而復(fù)數(shù)并沒有導(dǎo)致數(shù)學(xué)的根本矛盾,現(xiàn)實中也找不到虛數(shù)的影子。數(shù)學(xué)家們好奇的并非是虛數(shù)是否存在,而是它為什么虛無縹緲卻又可以參與正常的運算而不會導(dǎo)致矛盾?卡爾丹并不認(rèn)為虛數(shù)是有意義的,他說:“算術(shù)就是這樣神妙地搞下去,它的目標(biāo),正如常言所說,是既精致又不中用的?!钡芽▋焊遣徽J(rèn)同虛數(shù),雖然他的坐標(biāo)系換一種方式便可以解釋復(fù)數(shù)。但大多數(shù)的數(shù)學(xué)家并不排斥復(fù)數(shù),因為它有時的確可以解決問題,正如萊布尼茨所說,“圣靈在分析的奇觀中找到了超凡的顯示,這就是那個理想世界的端兆,那個介于存在與不存在之間的兩棲物,那個我們稱之為虛的-1的平方根”。如果我們對復(fù)數(shù)的引入僅僅停留在卡爾丹公式,不再跨越那漫長的200年,走進(jìn)物理與幾何的世界,就不可能真正懂得復(fù)數(shù)的意義與價值,以及它對數(shù)學(xué)、物理學(xué)產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,也不可能清楚復(fù)數(shù)的四則運算是什么,而只能像卡爾丹們一樣將它理解成純粹的形式運算,更不可能了解此后為什么會出現(xiàn)四元數(shù)甚至八元數(shù)。
關(guān)于復(fù)數(shù)如何落實到教學(xué)的實操層面,可參見:曹廣福,盧建川,沈威.問題驅(qū)動的中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)(復(fù)數(shù)與三角卷)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2019。
四、 模仿與創(chuàng)新
模仿是學(xué)習(xí)的常用方法。在學(xué)習(xí)的某個時期,模仿可以提高學(xué)習(xí)的效率,有些課程(如外語)甚至只適合模仿,不能輕言創(chuàng)新。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也需要一個模仿的過程。對于學(xué)習(xí),若一味強調(diào)創(chuàng)新,那是不切實際的,也注定是低效率的。
很多年前讀到一個留洋博士所寫的關(guān)于他的孩子在國內(nèi)外幼兒園學(xué)習(xí)繪畫的不同經(jīng)歷。文章介紹說,他的孩子在國內(nèi)的幼兒園學(xué)習(xí)繪畫時,教師通常是拿一幅畫掛在黑板前或者在黑板上臨時畫一幅畫,然后讓孩子們臨摹。孩子們畫好后問的第一句話一般是:“老師,我畫得像嗎?”他的孩子在國外的幼兒園學(xué)習(xí)繪畫時,教師通常是給個主題,如要求畫個太陽或畫個雞蛋,但并不給出示范。孩子們畫好后問的第一句話一般是:“老師,我畫得對嗎?”
文章作者想表達(dá)的是,國人從小便習(xí)慣了模仿,模仿成了從古到今的傳統(tǒng)。練毛筆字時要求人手一冊字帖,照著帖子書寫,看誰模仿得最像。這一傳統(tǒng)一直沿襲至今,那些學(xué)毛筆字的人必定找一本甚至若干本字帖來臨摹。
模仿對不對?是否必要?這個問題恐怕要一分為二地看。一個人如果連一點寫字的基本功都沒有,要靠自己摸索出一套寫字的方式,恐怕有點強人所難。王羲之的行書自成一體,但如果沒有早期的遍訪名家名帖,大概很難悟出一套獨特的書法。模仿對于初學(xué)者來說無疑是重要的,它是入門的捷徑。但如果一個人始終停留在模仿的層次,沒有自己獨特的領(lǐng)悟與建樹,哪怕最終模仿得惟妙惟肖,那最多只能稱作模仿秀。
當(dāng)然,有些東西只要能模仿出來也算不錯。比如,一個人如果不是為了做書法家,能寫得一手好字,讓人賞心悅目,無論他的字像王羲之的行書還是顏真卿的楷書,都無傷大雅。只是,他可能永遠(yuǎn)成不了書法家,真正的書法家應(yīng)該有自己與眾不同的獨特風(fēng)格。
刷題本質(zhì)上是一種模仿,模仿已有的解題方法,采用題海戰(zhàn)術(shù)讓那些解題方法爛熟于胸,正所謂“熟能生巧”。為了應(yīng)付考試的刷題肯定是不可取的,但也不能矯枉過正,否認(rèn)解題的重要性。
就數(shù)學(xué)教育而論,思想當(dāng)然是最重要的,但思想需要載體,領(lǐng)會一種思想更需要載體,否則思想就變成了虛無縹緲、不著邊際的夸夸其談。比如,給學(xué)生講微積分的奇妙,它奇妙在何處、如何體現(xiàn),總得通過適當(dāng)?shù)睦觼碚f明;而掌握一種思想更得親自實踐,看別人演示與自己實操是完全不同的,有時你聽起來似乎明白的東西,真正做起來就一籌莫展了,這就是缺少實踐的結(jié)果。
哈爾莫斯說過:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的唯一方法是做數(shù)學(xué)?!笨梢?,錯不在于做題,而是怎么做題。那種反反復(fù)復(fù)練熟練度的機(jī)械化訓(xùn)練固然不可取,但僅僅滿足于聽懂課、完成作業(yè),同樣不可取。這就好比少林寺里的和尚練掃地、擔(dān)水功,那是一種基本功的訓(xùn)練。日后是練成真功夫還是花拳繡腿,全看基本功練得如何。拋開華麗的招式或抽象的外衣,剩下的就是最原始的基本功。
那么,怎么做題?做題與教學(xué)是一個道理。相對于很多新鮮名詞來說,“探究式教學(xué)”是個比較老的概念,但實際的教學(xué)過程如何?看看教材、聽聽課,就知道了。探究式教學(xué)的功能是什么?在我看來,探究的目的無非是培養(yǎng)學(xué)生的直覺與思辨能力。思辨作為哲學(xué)層面上的概念,在科學(xué)研究中充當(dāng)了十分重要的角色。然而,自從實驗科學(xué)誕生之后,思辨就慢慢淡出了歷史舞臺。凡事皆實驗,得不到實驗證實或檢驗的東西很難被人接受,“偽科學(xué)”一詞也隨之而產(chǎn)生。當(dāng)然,“偽科學(xué)”與“錯誤的理論”不能混為一談:科學(xué)研究允許失敗;但明知錯誤的東西還在廣為傳播,那就是偽科學(xué)了。
實驗固然重要,但無論是什么學(xué)科,從產(chǎn)生到發(fā)展,都離不開直覺與思辨,直覺與思辨是創(chuàng)造的原動力。即使是科學(xué)實驗,也不是盲目地實驗,需要以直覺與思辨為基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)作為思維科學(xué)尤其離不開直覺與思辨。思辨能力來自對問題的不斷深入剖析與辨別,思考、辨析的過程就是探究的過程。不少教師有此理念,但往往舍本逐末,或者分不清探究與驗證之間的區(qū)別,將簡單的驗證或驗算當(dāng)成了科學(xué)探究。
關(guān)于什么是真正的探究,可參見:曹廣福,張蜀青.問題驅(qū)動的中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)(理論與實踐卷)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2018。解題的道理是一樣的,建立在思辨基礎(chǔ)上而不是搜腸刮肚尋找現(xiàn)成方法的解題,正是激發(fā)創(chuàng)新能力的最好方式。在探究的過程中,直覺發(fā)揮了舉足輕重的作用。從某種意義上說,直覺是創(chuàng)新的源泉,一個人如果領(lǐng)悟不到一件事物的本質(zhì),他就不可能創(chuàng)新,而這種領(lǐng)悟正是來自直覺。
五、 純粹與應(yīng)用
結(jié)合學(xué)生的生活、強調(diào)應(yīng)用,似乎成了判斷中學(xué)數(shù)學(xué)課堂是否合格的重要指標(biāo)之一。然而,中學(xué)課堂中一些所謂的應(yīng)用真的叫應(yīng)用嗎?
不妨以二次函數(shù)為例。這個內(nèi)容初中、高中都會涉及,且來看幾道中學(xué)的應(yīng)用題。
題1已知橋的拱是拋物線,頂點離水面4米,水面寬2米,寫出拋物線的方程。
這道題貌似結(jié)合了實際,但卻是一種虛假的結(jié)合。如果把題目改成“已知拋物線的一條橫截弦的長為2,頂點到橫截弦的距離為4,求拋物線方程”,這兩種表述有實質(zhì)性差別嗎?
題2向上拋一個鐵球,鐵球的高度與時間的關(guān)系為h(t)=30t-5t2,
請問:
(1) 鐵球的高度能達(dá)到15米嗎?
(2) 鐵球的高度能達(dá)到20米嗎?
(3) 鐵球的高度能達(dá)到20.5米嗎?
……
鐵球的高度怎么來的?上述系列問題的邏輯層次是什么?
我們不妨重構(gòu)類似的題型:
柯受良曾開車飛越黃河壺口瀑布,請你分析一下,柯受良在汽車飛越坡面的那一刻應(yīng)該保持多少速度?坡面的坡度應(yīng)該是多少?汽車落地時的沖量是多少?承受汽車沖力的墊子應(yīng)該放在什么位置合適?
按理說,中學(xué)生學(xué)習(xí)了拋物線,又學(xué)習(xí)了自由落體,解決上述問題應(yīng)該是小菜一碟。可學(xué)生真的都能解決嗎?如果解決不了,那他學(xué)的就是無用的拋物線。
中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,既要研究鐵球高度函數(shù)的圖像,又要研究鐵球?qū)嶋H運動的軌跡,這是兩個形狀相似卻意義完全不同的圖像——前者毫無意義,后者才有重要的科學(xué)價值??墒牵褍杉聰囋谝黄?,學(xué)生豈能不懵?
在一次訪談中,徐利治先生說:“數(shù)學(xué)教育不妨純粹一點,可以完全從數(shù)學(xué)的角度進(jìn)行數(shù)學(xué)教育?!彼囊馑际?,過分強調(diào)應(yīng)用往往會沖淡了數(shù)學(xué)自身的味道。從這個意義上說,徐先生的話有一定道理。
數(shù)學(xué)教育是否需要結(jié)合應(yīng)用?這個問題恐怕不能一概而論。有些數(shù)學(xué)理論的產(chǎn)生原本與其他學(xué)科沒有多大關(guān)系,完全出于數(shù)學(xué)內(nèi)部發(fā)展的需要,這時非要與應(yīng)用扯上關(guān)系,就有點牽強附會了。例如,集合論的產(chǎn)生源于微積分留下的問題,它與生活及自然科學(xué)并無直接關(guān)系,如何強化應(yīng)用?但有些數(shù)學(xué)理論的產(chǎn)生源于現(xiàn)實與自然科學(xué),對于這樣的數(shù)學(xué)理論是否可以剝離促使它產(chǎn)生的背景就值得商榷了。例如,微積分與物理、天文有著深刻的淵源,微積分教育能剝離這個背景嗎?如果剝離了這個背景,不僅會讓原本生動的理論顯得枯燥乏味,而且會使人產(chǎn)生空中樓閣的誤解。
數(shù)學(xué)教育到底該強調(diào)什么?數(shù)學(xué)理論本身還是數(shù)學(xué)應(yīng)用?也許有人認(rèn)為,對于數(shù)學(xué)專業(yè)的大學(xué)生應(yīng)該強調(diào)數(shù)學(xué)理論,而對于中學(xué)生與非數(shù)學(xué)專業(yè)的大學(xué)生則應(yīng)該強調(diào)應(yīng)用。在我看來,兩者都有失偏頗。
從根本上看,數(shù)學(xué)教育不在于是否強調(diào)應(yīng)用,而在于是否抓住了構(gòu)建數(shù)學(xué)理論體系的真正問題。這些問題的出現(xiàn)也許源于數(shù)學(xué)內(nèi)部的矛盾沖突,也許源于現(xiàn)實或自然科學(xué)的需要。為數(shù)學(xué)化而數(shù)學(xué)化,或者為實用化而實用化都是不可取的。因此,真正的數(shù)學(xué)教育應(yīng)是圍繞著促使概念、定理產(chǎn)生的問題展開,這種問題也許不是數(shù)學(xué)家當(dāng)初建立某個概念、發(fā)現(xiàn)某個定理的原始問題,但它應(yīng)該是教師(或教參編寫者)通過合情推理而設(shè)計的真正有價值的問題
關(guān)于這個問題,可參見:曹廣福,張蜀青.問題驅(qū)動的中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)(理論與實踐卷)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2018。。
遺憾的是,我們常常犯兩個錯誤:一是走極端,片面強調(diào)某一個方面,這不是一線教師的問題,而是他們的指導(dǎo)者的問題;二是不倫不類的“生活化”“探究式”。
六、 教材與教參
基礎(chǔ)教育一直在不斷地改革,從新課標(biāo)到新教材,不斷推陳出新。對于新課標(biāo),過去一些院士有過討論,認(rèn)為理念是好的,爭議之處在于內(nèi)容以及課程的體系。其實最關(guān)鍵的問題有兩個:一是教材編寫,二是教參編寫。
教材編寫主要有兩種方式。第一種是問題引導(dǎo)式,也就是針對每個章節(jié)的內(nèi)容設(shè)置一些問題,通過這些問題,師生就能明白為什么要學(xué)習(xí)這些內(nèi)容了。這種風(fēng)格與斯圖爾特(J.Stewart)的《微積分》頗為相似,但對編寫者的要求比較高。第二種是回歸傳統(tǒng)式,按照“概念—定理—證明—例題—練習(xí)”的體例進(jìn)行編寫,既不扯問題情境,也不談思想方法,讓教材成為純粹的知識載體,剩下的都交給教參與教師。這樣的教材編寫難度不大。不過,與其第一種方式做得不倫不類,不如回歸傳統(tǒng),老老實實按數(shù)學(xué)內(nèi)容的完整體系來編寫。
教參對于教學(xué)具有非常重要的指導(dǎo)意義。拜讀過一些教參,客觀地說,有點差強人意,它們通常都是指出某節(jié)內(nèi)容的重點、難點,至于某章節(jié)到底需要解決什么問題則避而不談。在我看來,一本好的教參應(yīng)該由這樣幾個部分組成:
第一,某內(nèi)容大概需要多少課時。這是最基本的,當(dāng)然不是最重要的,教師自己一般也都知道。
第二,某內(nèi)容的重點、難點是什么。這個傳統(tǒng)的教參都有介紹。
第三,某內(nèi)容是為了解決什么問題。這是教參的核心與靈魂。如果是概念課,教參應(yīng)該指出概念因為什么而產(chǎn)生;如果是原理課,教參應(yīng)該闡明原理的科學(xué)價值以及原理產(chǎn)生的背景,換句話說,概念、定理的產(chǎn)生是為了解決什么問題?以便給教師的教學(xué)提供參考。以基本不等式為例。從方法論意義上說,基本不等式是線性與非線性之間的轉(zhuǎn)換(算術(shù)平均是線性運算,幾何平均是非線性運算);從科學(xué)價值上說,通過基本不等式可以對代數(shù)式進(jìn)行伸縮變換從而完成估計,無論是最值問題還是不等式的證明都是如此,這是一種重要的思想方法。諸如此類的內(nèi)容,有哪本教參提及過?任何科學(xué)的產(chǎn)生都源于問題,課堂的核心應(yīng)該是引導(dǎo)學(xué)生明白怎么去解決問題,在分析問題的過程中逐步建立概念與定理,問題正是在概念與定理的建立過程中解決的。數(shù)學(xué)與自然科學(xué)一樣,是在不斷解決問題的過程中形成的,再創(chuàng)造過程當(dāng)然也應(yīng)該是解決問題的過程。
第四,如何創(chuàng)建合適的問題情境。誠如弗賴登塔爾所說,“數(shù)學(xué)教育應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的生活體驗與數(shù)學(xué)現(xiàn)實”,有了問題,還需要合適的情境,將問題嵌入到該情境中形成問題情境。因為數(shù)學(xué)家分析問題與解決問題的過程未必適合用來教學(xué),教師需要將其轉(zhuǎn)換成符合學(xué)生認(rèn)知能力的過程。
第五,如何引導(dǎo)學(xué)生探究?,F(xiàn)實中,誤把驗證當(dāng)探究的情境并不罕見。驗證與探究貌似有著相似的特征,但有著本質(zhì)的不同。驗證是在目標(biāo)明確的情況下設(shè)法通過某種方式進(jìn)行檢驗,而探究則是在目標(biāo)不明確的情況下發(fā)現(xiàn)某種具有規(guī)律性的東西。以對數(shù)運算法則為例,中學(xué)教材給出了M與N各一組數(shù),讓學(xué)生計算lg(MN)與lgM+lgN,然后比較計算出來的這兩組數(shù)。讓學(xué)生比較這兩個數(shù),無異于已經(jīng)告訴學(xué)生這兩個數(shù)是有關(guān)系的了,那還探究什么?何況由于給出的不是特殊的數(shù),學(xué)生得到的都是近似數(shù),根本不可能看出兩者之間的關(guān)系,最后還得教師牽強附會地“總結(jié)”出運算法則來。在這個運算法則的教學(xué)過程中,最重要的是學(xué)生能不能在教師引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)lg(MN)與lgM+lgN之間的內(nèi)在關(guān)系。教師完全可以通過幾組很特殊的數(shù),如1億乘10億等的計算來比較,因為學(xué)生已經(jīng)知道對數(shù)的概念了,很容易通過這個簡單的計算發(fā)現(xiàn)lg(MN)與lgM+lgN之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上,不妨像教材那樣再給出幾組稍微一般的數(shù),讓學(xué)生通過計算來比較兩者是不是的確有這種關(guān)系,最后再給出證明。這才是探究式教學(xué)。
有了這樣的教參,教師自己就能把自己培養(yǎng)成一個好教師。
七、 傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂
教育改革的一項重要內(nèi)容是現(xiàn)代化教育技術(shù)的運用。與傳統(tǒng)教學(xué)相比,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果到底如何?網(wǎng)絡(luò)課堂真的可能取代傳統(tǒng)課堂嗎?如果師生有選擇權(quán),我相信,網(wǎng)絡(luò)課堂永遠(yuǎn)無法取代傳統(tǒng)課堂!課堂教學(xué)不只是單一的知識傳授,它還包括很多很多。師生之間的一句對話、一個對視,教師的舉手投足等在教育中都發(fā)揮著重要作用。教育不僅需要有聲的語言,還需要一種無聲的語言,這就是教師的肢體語言;感染學(xué)生的不僅有聲音,還可能有形象與無形的氣場。
對于同一門課程,不同教師的教學(xué)效果可能大不相同。從這個意義上說,優(yōu)質(zhì)資源的共享是值得提倡的,但這種優(yōu)質(zhì)資源只適宜作為常規(guī)教學(xué)的一種補充。一個教師能面對的學(xué)生畢竟是有限的,幾十分鐘的課堂主講勉強可做,但還有許多教學(xué)環(huán)節(jié)不是網(wǎng)課能夠完成的。我們不是一直提倡要以學(xué)生為主體,要以生為本嗎?一個教師如果面對數(shù)以百計甚至以千萬計的虛擬網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)生,還如何以生為本?還如何實行師生互動?教學(xué)水平再怎么高,他也難以勝任大規(guī)模的課堂教學(xué),否則,那就不是教學(xué),而是講座!我們不應(yīng)該將課堂教學(xué)與講座、報告混為一談,它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。
話說回來,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有沒有存在的價值?不僅有,而且大有用武之地,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,可以作為傳統(tǒng)教學(xué)的補充。正如學(xué)生在教材之外還可以參考其他書籍一樣,學(xué)生在傳統(tǒng)課堂之外還可以看看網(wǎng)絡(luò)視頻,讓兩者相互補充。
第二,建設(shè)課堂教學(xué)之外的網(wǎng)絡(luò)資源,把學(xué)生從沉重的書包中解放出來。誠然,現(xiàn)階段的條件還很難讓每個地區(qū)的每個學(xué)生都能享受到這些資源。
第三,師生的課外交流。學(xué)生以往除了在課堂上、學(xué)校里,很少有機(jī)會及時與老師交流,通過合適的網(wǎng)絡(luò)平臺,可以留言或與老師在線交流。
第四,網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺開展大規(guī)模的師資培訓(xùn),可以節(jié)省大量的人力物力。
第五,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)交流與研討。各個學(xué)校經(jīng)常進(jìn)行一些課堂教學(xué)交流,但不同地區(qū)、不同學(xué)校教師之間的交流常常受到空間與時間以及經(jīng)濟(jì)水平等各種客觀條件的制約,而一根網(wǎng)線便可以在任何地區(qū)、任何學(xué)校之間建立聯(lián)系。
由此可見,教育資源網(wǎng)絡(luò)化勢在必行,但不應(yīng)該是我們原先以為的那樣。
八、 師范教育與師資
在高等教育改革大潮中,有一個領(lǐng)域多少處于比較尷尬的位置。師范院校朝綜合化方向發(fā)展,評價指標(biāo)也向綜合性大學(xué)看齊,學(xué)科教育泛教育化,很多師范院校建了教師教育學(xué)院,各個學(xué)科便不再有師范專業(yè),筆者以為,由此帶來的危害是不言而喻的。
這里,并非指教育學(xué)、心理學(xué)不重要,而是它們在學(xué)科教育方面只具備宏觀的指導(dǎo)意義,要真正搞好基礎(chǔ)教育,就必須強化學(xué)科背景而不是淡化學(xué)科背景。尤其在中學(xué)階段,教師沒有厚實的專業(yè)基礎(chǔ)與學(xué)科素養(yǎng)及眼界,很難想象他能把書教好!從這個意義上說,淡化師范院校的泛教育性質(zhì)、強化專業(yè)基本功與素養(yǎng)的培養(yǎng)無疑是重要的。換句話說,我們不應(yīng)該將專業(yè)人才培養(yǎng)與師范教育割裂開來,而應(yīng)該合二為一,在強化專業(yè)基礎(chǔ)的同時適當(dāng)考慮教育基礎(chǔ)。
在我看來,教育學(xué)、心理學(xué)對于小學(xué)教育或許是很重要的,但對于中學(xué)教育,它應(yīng)該建立在堅實的專業(yè)理論基礎(chǔ)之上,否則,它就是一個中看不中用的繡花枕頭!
由此看我們的師資培訓(xùn),也存在類似的問題。我們的國培、省培以及市培花了大量的人力物力,效果如何?有沒有認(rèn)真做過績效評價?培訓(xùn)課程中有多少面向?qū)W科的專業(yè)基礎(chǔ)性培訓(xùn)?對學(xué)員專業(yè)素養(yǎng)與眼界的提升有多大幫助?對他們?nèi)蘸蟮慕虒W(xué)發(fā)揮了多少作用?有沒有在學(xué)員中做廣泛的調(diào)查研究?是否了解過學(xué)員們的需求?這些都是各級師資培訓(xùn)部門應(yīng)該認(rèn)真思考的問題。
九、 結(jié)語
教育是百年大計,關(guān)乎國家的未來,一個國家國民素質(zhì)孰高孰低,科技實力孰強孰弱,無不取決于教育。數(shù)學(xué)作為重要的基礎(chǔ)性學(xué)科,在培養(yǎng)人的綜合素質(zhì)、思維品質(zhì)、創(chuàng)新能力等方面充當(dāng)了無可替代的角色。因此,建立一個適合中國國情、科學(xué)合理的數(shù)學(xué)教育體系與高水平的師資隊伍,是我們面臨的重要任務(wù)。只有深入了解現(xiàn)行教育中存在的不足,才能真正清楚教育改革的方向,避免無的放矢。希望本文能為此發(fā)揮些許作用。
參考文獻(xiàn):
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[2]曹廣福,張蜀青.問題驅(qū)動的中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)(理論與實踐卷)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2018.
[3]曹廣福,盧建川,沈威.問題驅(qū)動的中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)(復(fù)數(shù)與三角卷)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2019.
(曹廣福,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師。國務(wù)院政府特殊津貼專家。全國數(shù)學(xué)教育研究會副理事長。曾獲教育部第一屆高等學(xué)校教學(xué)名師獎和國家基礎(chǔ)教育教學(xué)成果獎,入選國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才教學(xué)名師。長期從事基礎(chǔ)數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)教育研究。)