院校数学文化素质培育

作者：王宏 张帅 杜丽萍 单位：河北联合大学理学院

数学是一切科学的基础，对于理工科的研究尤其重要，数学文化素质关乎人才的发展前途，提高理工科大学生数学文化素质是高校人才培养的重要任务之一。所以，探讨如何培养我国高校理工科学生数学文化素质这一课题，对培养新世纪建设人才具有重要意义。本文讨论了培养数学文化素质的意义，从四个方面阐述了在高校数学教学过程中培养学生数学文化素质的方法。

一、培养数学文化素质的意义

(一)数学是构建人类文化的重要理性工具

人类社会发展的历史也是数学发展的历史。综观人类文化的发展史，可以发现:是数字和几何学孕育了人的理性精神，而这种理性精神又是通过对客观世界的数学规律的揭示得以体现的。古希腊文化可谓是当今人类文化的一个重要源头，而在古希腊的整个文化肌体里都流淌着数学的血液，古希腊的优美的文学、极端理性化的哲学、理想化的建筑和雕刻，乃至社会的民主化等，无一不明显地体现着数学的理性精神，毕达哥拉斯学派的“数是万物的本原”的数理主义自然观、柏拉图学派曾凭借数学来解释宇宙学而形成的“数学化的”宇宙观等，都充分地说明了这一点。继古希腊文明之后，西方社会进入宗教神学占统治地位的“黑暗时期”，然而，也正是由于13世纪中叶出现的“宇宙是上帝按数学方式设计的”这种思想导致了人们对自然界数学规律的探索，从而导致了数理主义思潮的兴起，削弱了基督教神学对人们思想的统治，使人类思想从宗教神学和迷信的束缚中解放出来奠定了认识论基础，同时也为近代科学的产生奠定了认识论基础。到了文艺复兴时期，培根根据数学在认识自然、推动社会进步方面的作用，指出:数学是整个科学的大门和钥匙，数学是所有科学的支柱。在文艺复兴这场伟大的文化运动中，数学则起了奠基人类文化知识的作用，对此，克莱因写到:“在文艺复兴这样一个时期里，随着新的影响、知识和革命运动席卷欧洲，使人们对中世纪的文化和文明产生怀疑和不信任。知识分子们要为其知识的建立寻找新的、坚固的基础，而数学则提供了这样一个基础。在各种哲学系统纷纷瓦解、神学上的信念受到人怀疑以及伦理道德变化无常的情况下，数学是唯一被大家公认的真理体系。数学知识是确定无疑的它给人们在沼泽地上提供了一个稳妥的立足点。”以数学理性和实践理性为核心的近代自然科学产生之后数学文化或以数学文化为核心的科学文化给西方社会文化界带来的影响更为深刻，各种文化形式都力求寻找精确的数学概念，或者力求寻找一种具有理性诠释的欧几里德系统，或者二者兼而有之，使得数学理性迅速伸展到各个领域，不仅天文学、物理学、哲学等领域深受数学及其思维的影响，而且文学、政治、经济乃至法律条文的制定，也深受数学与数学思维的影响，如法国资产阶级革命中作出杰出贡献的拿破伦不仅是举世公认的政治家和军事家，而且也是法兰西科学的院士;共产主义的创始人马克思对数学也很有研究，旷世巨著《资本论》不仅运用了大量的数学知识，更是体现了数学的理性思维和理性分析精神;甚至后来的美国的独立宣言也借用了公理化的数学方法。在我国，儒学一向被认为是中国传统文化的核心。尊崇“经学”是儒家文化的一大特点，《周易》长期被儒家尊为群经之首，因此古代人士从幼年所受的教育大都是从读经开始，从而使得《周易》所提供的数学推理模式(即从形而上学假定出发的类比推理模式)深深为人们所接受。在当今社会，数学对社会文化的能动作用更为显著，甚至有人认为当今社会上出现“教育的工具观和技术观”，使教育研究几乎被导向获取能用来预测和控制教育活动与结果的普遍规律上来，从而使教育研究缺少了人本精神以及对人类自身终极目标的关切，也是由于社会文化的“数学化”所招致的。因此，数学从某种意义上说，它是形成社会文化的主要力量，是社会文化的基础和核心之一。

(二)数学是培养思维素质的重要手段

数学学习对于人的思维发展具有深远的意义，人们称数学学习是思维的体操，把数学内容作为一种载体，通过学习使人的思维得到锻炼，素质得到提高。数学代表着一种理性主义的探索精神，它鼓舞人们从事理性事理探索，使人们增长智慧，增长才干，在培养人的思维素质、开发人的创造力方面有着非凡的作用。数学和数学教育如此普遍地受到重视，不完全因为它有最广泛的用途，真正理解它的人不会完全只从应用的角度来看待它，除了能提供观察世界的一般观念和方法外，它还对人的其他方面的发展有不可缺少的作用和价值。数学教育不完全是经济目的，适用目的，不完全是功利的。比如，数学对于人的思维发展的影响。真正把握一门学科是需要人具备某些思维素质的。人不是开始就具备了这些素质，而是在学习的过程中逐渐具备了这些素质。正是在这个意义上，人们把数学的学习称为思维的体操，经常做数学训练，就是在做思维的体操。明代徐光启说过:“人具上资而意理疏莽，则上资无用;人具中材而心思缜密，则中材有用。能通几何学之道，其于缜密甚矣!”接受数学的训练，可以培养一个人遵守严密的逻辑推理，养成缜密、严格的思维习惯，从而使人的聪明才智有效、充分的发挥。现代心理学研究更深刻地表明:人的认识并不是一个纯粹地被动地复制活动，而是一种积极主动地反映，过去的经验在心中积淀成种种“图式”，而某些特定的期望(由环境和目的性行为所造成)又会决定去选择哪些图式。这种“期望”和“图式”总是自觉或不自觉地支配着人的认识活动，使人的知觉选择某种事物的一个或几个方面，而抑制和舍弃事物的另外一些方面，使被选择的方面突出、鲜明、生动、活泼，而使另外一些方面模糊、沉寂或消失。在数学中，对概念、定理的表述，对理论的推导证明，对量和量的关系的比较和运算，都是经过明确定义的、有严格规则的形式化语言来进行的。这种语言是一套抽象的符号系统，它的形式简明扼要，它表达的内容深刻精确。经过有效的和不断的建构，数学推理所具有的严谨严密性便会在人的头脑中形成一个稳固的“逻辑格”，这种“逻辑格”则会内化为主体思考问题的思维规则，外化为主体的行为规则也正是因为如此，一位逻辑学家曾说:“数学的光荣，便在于它现有的一切证明方法都脉络绵密、层次分明，因而天衣无缝，出不了差错。”因此，经过严格的数学训练和熏陶，可以培养大学生的深入细致的洞察和抽象概括能力、逻辑推理能力、严谨的思维分析和判断能力，从而提高大学生的思维素质。