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“通识教育”理念下文科高等数学教学研究与实践

2019-12-24刘淑环

青年时代 2019年31期
关键词:价值理性通识教育

摘 要:“通识教育”理念下应体现文科高等数学的价值理性。教学目标、教学理念、教学内容设计及教学路径都应与“通识教育”理念相符合。

关键词:通识教育;文科高等数学;价值理性

一、引言

文科专业开设高等数学课程要与“通识教育”理念相符合,应体现文科高等数学的价值理性。本文结合我校开展文科高等数学课程的教学实践,对该课程的教学目标、教学理念、教学内容设计及教学路径等进行探究。

二、文科高等数学通识教育内涵

古希腊时期的哲学家柏拉图认为,数学是通向理念世界的工具,他在学园门口竖立的“不懂数学者不得入内”的牌子,表明他对数学十分重视。美国应用数学家莫里斯·克莱因在名著《西方文化中的数学》中也指出:数学是一种精神,一种理性的精神。正是这种精神,激发、促进、鼓舞、并驱使人类的思维得以运用到最完善的程度,亦正是这种精神,试图决定性地影响人类的物质道德和社会生活,试图回答有关人类自身存在提出的问题,努力理解和控制自然,尽力去探求和确立已经获得知识的最深刻的和最完美的内涵。

哈佛大学在1945年发布的著名红皮书《自由社会中的通识教育》指出:通识教育应致力于把学生培养成知识全面、视野广阔、教养博雅和人格完整的人。这种人需要具备有效思考的能力、清晰沟通思想的能力、做出适当明确判断的能力和辨别一般性价值的能力。作为通识教育课程的文科高等数学,以其特有的语言、严谨的逻辑推理、抽象思维以及量化方法,可帮助学生用新的方法、新的眼光、新的境界来重新理解、认知和把握变幻无穷的世界,洞察和唤醒人的全部理性。通过文科高等数学的学习,应使学生对生活中的问题能进行更有效的思考,能用简洁、清晰、歧义较少的数学语言进行更准确的表达思想、与他人进行更有效的沟通、对问题做出更明确的判断。故文科专业开设高等数学是实现“通识教育”之必需。

三、文科高等数学教学目标、教学理念及教学内容设计

(一)教学目标

文科专业开设高等数学课程应与“通识教育”理念相符,教学目标应体现其价值理性:培养学生以理性的方式认识自然世界,思考人类与自然之间的关系;培养学生科学素养,使学生可以参与社会性科学议题的各种讨论,并能够以日常科学思考的方式解决生活中的问题。相对于“有用有所难用”的专业教育,文科高等数学课程应为“无用无所不用”。无用之用,是为大用,这应该是文科高等数学教学双方不断追求之最高境界。文科高等数学教学即是通过具体的数学概念、数学公式、数学定理、数学计算等知识的学习与训练,体会并理解这些概念、定理、计算结果背后的思想、方法,并有意识的将数学思想、方法应用于日常的思考和专业的学习研究中。

(二)教学理念

文科高等数学课程不仅要“学以致用”,更要“学以致知,学以致省”。通过数学严谨求实、一丝不苟的科学训练,使学生形成坚定不移、客观公正的品格,养成严谨认真而精确的思维习惯。这将有益于他们以后的生活和工作,有助于他们事业上的成功。高等数学简洁清晰的逻辑系统、推理能力的培养与严谨训练、数学美的欣赏、数学精神的熏陶,要远比高等数学的计算更重要。教学中要以精选的知识为载体,揭示数学中变与不变、有限与无限、部分与整体、确定与随机之间的矛盾以及矛盾转化的条件和途径。打破将知识传承,数学与人文割裂的传统倾向,树立人文与数学融合的课程观,将传授数学知识和揭示数学文化、培养科学精神有机地结合起来,实现对学生数学素养的培养,实现人文熏陶、科学精神与数学知识的融合。

(三)教学内容设计原则

作为通识课程,教学时数一般较少,如何通过较短的时间实现这些教学目标?这需要教师对教学内容要进行精心的组织和安排。教学实践表明,文科高等数学教学内容不应仅是将理工科高等数学内容简单删减,也不宜蜻蜓点水、面面俱到,而应结合课程教学目标,确定教学主线。教学内容要具有通识性和针对性,既能反映高等数学领域的最新成果,又能贴近日常生活;既能自然地引入高等数学基本概念,展现高等数学知识的来龙去脉,又能保持特有的数学特征。同时,通过列举的与人文各专业相关的、有价值的实例,力求对经典数学问题的剖析,阐述抽象结构、符号运算、公理体系、演绎推理、猜想推断、严格证明、建立模型及求解验证等数学思想方法。教学内容的这种设计,在由中国政法大学出版社出版的《文科高等數学》教材中得以很好地体现。

四、文科高等数学教学路径实践

(一)将数学方法实用性与趣味性贯穿于教学

教学中精心组织、设计契合经典内容有新意的实例。例如,“强盗分赃”“报数游戏”“当事人是否在说谎”“技术使用费支付方式的选择”等。又如“希尔伯特旅馆”引出的无穷大问题、“芝诺悖论”的极限分析等。再如“医学检查结果可靠性问题”“概率推理与证人识别”“测谎证据的概率分析”“利用CAT扫描结果对被告进行精神病的无罪辩护”等。通过这些实例设计,将数学知识有机地融合在实例的讲解中,突出数学思想、数学方法的应用,使学生感受到用数学知识、数学方法解决实际问题的乐趣。这些实例在激发学生学习兴趣的同时,又能引起学生进行更广泛的深入思考。

(二)将数学建模思想融入于教学中

数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。数学作为一门重要的基础学科和一种精确的科学语言,具有广泛的应用。但数学语言是以极为抽象的形式出现的,这种抽象的表述有时会掩盖数学丰富的内涵,并可能对数学的实际应用形成障碍。因此,要用数学方法解决一个实际问题,不论这个问题是来自工程、经济、金融或是社会领域,都要设法在实际问题与数学之间架设一个桥梁。首先将实际问题化为一个相应的数学问题,用数学的语言来表达,然后用数学方法进行分析和计算,最后将所得的解答回归实际,看是否能有效回答原先的实际问题。这个全过程,特别是其中的第一步,就称为数学建模,即为所考察的实际问题建立数学模型。数学建模的简单流程图1如下:

采用问题驱动式,渗透数学建模思想,在文科高等数学教学中尤为重要。高等数学中很多概念,如导数、定积分的引入等,本身就是建立数学模型的过程。对生活中的各种现象进行归纳、抽象,将纷繁复杂的各种问题转化成数学模型,这本身就是创新过程。例如,“公平的席位分配方法”“马王堆一号墓的年代认定”“刑案现场死亡时间鉴定”“敏感性问题的调查设计”等,都以问题引出——模型建立——问题解决——结果分析为主线,这将有利于启发与引导学生的思维,提高学生的数学科学素养,并使数学思维延伸至一般的思维。

(三)将规则守信教育渗透于教学全过程

数学拥有严谨、准确的特点,每个问题的解决都必须遵守数学规则。定理的推导论证、计算结果的获取、推导结论的判断,都需做到有理可依、有据可循。对数学规则遵守的这种训练,会潜移默化迁移至学生以后的工作与生活,并将内化成学生信守诺言、遵守社会公认的规则和公共道德标准的优秀品质。这种教育带来对社会公德、秩序、法律等内在的自我约束力的训练对法律人尤为重要。

(四)将数学思维的真善美呈现在教学中

数学以其高度的抽象性、严谨的逻辑性被人们赏识。但把数学与美学联系起来会有一定难度。数学以其独特的方式诠释真善美,教学中要善于从定理、公式等形式化的海洋里挖掘数学的美。让学生体验、感受数学公式带来的震撼本身就是一种至高无上的美。例如,定积分计算的“牛顿—莱布尼茨公式”,虽形式简单,但其中蕴涵的简单与复杂、变与不变、局部与整体、量变与质变等诸多对立统一的辩证思想,思想深刻,堪称数学简洁美、对称美的典范。

(五)教师职责的深化与拓展

教书育人,自古以来就是教师这个职业天然的使命。师者,传道授业解惑也,教师的一言一行对学生都有极大的影响作用,具有很强的示范性。教师在传道授业解惑的同时,应以自身的道德行为和魅力,言传身教,引导学生塑造更加完美的自己。因此,授课教师既要具备扎实的专业理论知识和严谨求实、一丝不苟的科学精神,还应该广泛阅读人文领域书籍,不断提高自身人文素养,深刻挖掘人文领域能体现数学思想数学方法的实例来充实教学内容。

参考文献:

[1][美]莫里斯·克莱因.西方文化中的数学[M].复旦大学出版社,2005.

[2]网易新闻.文科不学数学是反智[EB/OL].()[].http://news.163.com/special/reviews/mathematics.html.

[3]徐飛.我们还没完全明白,什么才是通识教育[EB/OL].(2018-07-28)[2019-08-28].http://www.sohu.com/a/243814729_176673.

[4]刘淑环.文科高等数学[M].北京:中国政法大学出版社,2016.

[5]张若军.数学思想与文化[M].北京:科学出版社.2015.

[6]李凝.数学建模竞赛缘何受大学生青睐[J].科技日报.2007(1).

[7]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社,2003.

作者简介:刘淑环(1966—),女,汉族,北京人,硕士,教授,研究方向:概率论与数理统计教学、数据统计及数据建模分析。

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