数学文化的概念及重要意义

作者：庄中文 单位：安顺学院

数学在培养大学生的人格和人文精神、提高大学生的思维素质和综合素质、学习能力和应用能力方面，都有着十分重要、不可替代的作用。在“应试教育”的背景下，功利思想盛行，传统的高等数学教育往往只看重数学的计算方法和具体结论，很少关注数学推理证明和思想，没能很好地体现数学的文化和教育功能，这无疑背离了数学教育的应有目的。国内在数学文化方面的研究时间不长，且大多停留在理论的层面上。本文试图探讨如何在大学数学公共基础课教学中渗透数学文化思想和方法，以期让更多的在校大学生能够从数学教学和学习中受益。

一、数学文化和教育概览

“数学文化”，狭义的解释，是指数学的思想、精神、方法、观点、语言，以及它们的形成和发展；广义的解释，则是除这些以外，还包含数学史、数学美、数学教育、数学与人文的交叉、数学与各种文化的关系。数学文化教育在实施大学生素质教育和改变数学公共基础课的教学现状、提高大学数学公共基础课教学质量方面，都有着举足轻重的作用。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》对高等教育提出了具体的要求：“提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。……深化教学改革。推进和完善学分制，实行弹性学制，促进文理交融。……提高公众科学素质和人文素质。”这些教育目标的实现，数学文化教育在其中将扮演着极为重要的角色。

数学文化的概念，最早出现在西方数学哲学、数学史的研究之中。最早系统提出数学文化观的是美国学者R•怀尔德，在他的著作《数学概念的进化》和《作为文化系统的数学》中从文化生成的理论、发展理论等方面提出数学文化系统的概念及有关理论。将数学文化研究推向高潮的当属哥廷根学派著名的数学家M•克莱因，在其传世之作《西方文化中的数学》自序中写道“：在西方文明中，数学一直是一种重要的文化力量。几乎每个人都知道，数学在工程设计中具有极其重要的实用价值。最为重要的是，作为一种宝贵的、无可比拟的人类成就，数学在使人赏心悦目和提供审美价值方面，至少可以与其他任何一种文化门类媲美。”克莱因的另一巨著《古今数学思想》被誉称是“就数学史而论，这是迄今为止最好的一本。”书中着重论述数学思想的古往今来，努力说明数学的意义是什么，各门数学之间以及数学和其他自然科学尤其是和力学、物理学的关系是怎样的。克莱因的继承人，同属哥廷根学派的德国数学家R•柯朗与哈佛大学的著名拓扑数学家H•罗宾合著的数学名著《什么是数学》是探寻数学思想和方法的完美之作，爱因斯坦评论说：“本书是对整个数学领域中的基本概念及方法的透彻清晰的阐述。”十九世纪后半叶和二十世纪初，西方数学文化的研究和教育已经走在世界的前列。

国内较早从事数学文化理论研究的是著名数学哲学家、教育家郑毓信教授，在数学•哲学•文化•教育系列丛书中的第一部著作《数学教育哲学》中就已经开始用其开创性的研究成果奠定了数学教育的哲学基础，提升了数学教育的理论地位。另一力作《数学文化学》从数学的文化观念、数学文化史的研究和数学的文化价值这样三个方面构建起了数学文化学的初步理论框架。郑毓信教授在他的《数学文化学》中指出，西方数学并不是人类历史上唯一可能的数学形式，中国古代数学与古希腊数学很不相同，数学文化的研究也必须有中西数学文化的差异与比较性研究的内容。最近几年，关于数学文化的研究专著也越来越多，比如游安军、黄秦安、齐民友等，分别从不同的视角给数学文化以新的解读和发展。笔者也曾对我国现阶段高校数学文化教育存在的问题、研究现状和实施数学文化教育的重要意义给出了粗浅的分析。

进入21世纪，数学文化的相关研究成果渐渐地渗透到大学数学课程教学中。特别是2003年10月，高等教育出版社在北京召开了“全国数学史、数学文化课程建设与教学研讨会”，着手把数学文化的研究和教学推向全国，随后国内一些大学陆续开设了相应的选修课。在本科生数学文化教育中开展较早的应该是南开大学的顾沛老师的课题组，并且得到了听课学生的广泛认可，数学文化课程已被评为“国家精品课程”，课程组后来还荣获“全国五一劳动奖章”。南开大学的数学文化课是公选课，受师资和办学条件的限制，远远不能满足学生的选课要求。在大学数学公共基础课教学中渗透文化思想还有许多工作可做。

二、大学数学公共基础课实施文化教育的措施

囿于当前大多数理工科高校的数学公共基础课课时普遍不足的现状，完全将数学文化教育的重任纳入课堂教学是不现实的，也是不符合数学教育规律的。所以，在数学公共基础课开课之前有必要根据各校的实际课时数，合理安排好课内和课外教学内容和形式，以期达到数学公共基础课教学中渗透文化思想的目标。

（一）课内数学文化素质教育措施课堂教学是大学数学教学的主阵地，如何通过数学文化观下的课堂教学来切实提高学生学习兴趣、激发学生学习动机、提高学生动手能力和研究能力，是摆在高校数学公共基础课教师面前的一个现实的课题。

1.增加数学科普内容———提高学生学习兴趣。优秀的数学科普知识可以陶冶学生的情操、开阔学生的视野、培养学生对数学的兴趣，特别是数学史和数学应用方面的知识，挖掘数学理论的实际应用背景，精心挑选内容健康、形式多样、贴近授课内容的科普素材（比如数学名家、数学典故、数学名题、数学方法、数学观点、数学思想等），恰到好处地插入课堂教学，让学生体会数学的价值，寻求数学进步的历史轨迹，进而活跃课堂气氛、提高学生学习兴趣。

2.引入与学生专业知识相关的案例———激发学生学习动机。现阶段工科院校的数学公共基础课教学内容与学生专业学习很难对接，学生在学习物理、几何或经济学时需要用到的数学知识，囿于课时限制被教学计划删除。因此，可采取与专业教师交流或合作的方式加深对学生所学专业的认识，根据学生专业性质，合理调整授课内容，将学生在专业课学习时遇到的需要用数学知识解答的问题，作为案例直接引入课堂教学，让数学知识与学生的专业学习联系更加紧密。