教育信息化背景下的信息技术与数学文化研究

李 娜，朱志华

(1.湖北第二师范学院 数学与统计学院，湖北 武汉 430205;2.湖北第二师范学院 图书馆，湖北 武汉 430205)

教育信息化背景下的信息技术与数学文化研究

李 娜1，朱志华2

(1.湖北第二师范学院 数学与统计学院，湖北 武汉 430205;2.湖北第二师范学院 图书馆，湖北 武汉 430205)

在信息技术高速发展和深度应用的今天，教育信息化客观上要求信息技术与教育融合发展，数学文化教育的发展同样需要信息技术的强力支撑。数学文化的体系结构是复杂的，不同的数学观形成不同的数学文化，本文简要分析了信息技术和数学文化的关系，并就如何利用信息技术加深对西方数学的再认识、再学习、再理解，促进对数学文化的理解、宣传、普及和研究，借助信息技术认识数学文化的自在价值、工具价值和应用价值。

教育信息化；数学文化；信息技术；数学理解

人类社会进入21世纪，信息技术已渗透到经济发展和社会生活的各个方面，人们的生产方式、生活方式以及学习方式正在发生深刻的变化，全民教育、优质教育、个性化学习和终身学习已成为信息时代教育发展的重要特征。

2012年3月，教育部发布《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》，明确的提出了教育信息化的总体战略、发展任务、行动计划、保障措施及实施，希望通过今后十年的发展，向构建人人可享有优质教育资源的信息化学习环境迈出坚实的一大步。

教育信息化是指在教育领域(教育管理、教育教学和教育科研)全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展，技术上表现为数字化、网络化、智能化和多媒体化，力图构建开放、共享、交互、协作的学习平台。

数学文化的理解、宣传、普及和研究，应该充分利用这一平台。在教育信息化的驱动下，中国数学文化必将有一个跨越式的发展。

一、数学文化分析

数学文化是指数学的思想、精神、方法、观点、语言以及它们的形成和发展。广义上还包括数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分，还包括数学与社会的联系、数学与各种文化的关系，等等。简而言之，凡与数学有关又属于文化层面的东西，都属于数学文化的范畴，这是一个包罗万象的广大领域。

数学不应只是作为方法和工具，而且还是深入民族精神的一种理性。学习数学知识的目的，并不全在于它的应用，还可以通过数学思维训练，使其思维更具条理性、敏捷性、深刻性，萌生更多的思考方式来解决问题，这才是数学文化在起作用。

教育部《普通高中数学课程标准》对高中数学课程性质的界定：“高中数学课程对于认识数学与自然界、数学与人类社会的关系、认识数学的科学价值、文化价值，提高发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，形成理性思维，发展智力和创新意识具有基础作用。”这个界定充分地肯定了数学的文化价值，但这对于还处于应试教育阶段的中国初等数学教育来说，是一个巨大的挑战，实质上是如何从应试教育向素质教育转型的问题，这种转型的阻力主要来自于现有的教育体制及传统的科举制度文化的制约。

在中国，数学文化的研究与教学也只是近二三十年才得到较高的重视，一方面是加深了对西方数学的再认识、再理解、再学习；另一方面促进了对中国传统数学文化的改造和中国现代数学文化的重构。有鉴于中国古代数学受儒家文化的影响太深，数学观非常狭窄，华东师大的张奠宙教授曾称之为“管理数学”和“木匠数学”，虽然在某些方面能既快速又准确的解决相关数学问题，但离理性精神的培养还存在一段距离。如何揭示数学在人类认识世界和改造世界方面的重大作用与影响，以及阐明数学的思想方法和精神实质是从事数学文化研究的人员首要考虑的问题。中国数学文化的传承和发展需要对中西方数学文化进行反思、比较、融合，在继承原有的独立的优良的民族文化精神基础上，汲取西方超越实用工具作为一种理性精神的数学文化，形成现代中国数学文化。

二、数学文化与信息技术关系

把数学文化和信息技术两个不对等的概念放在一起来讨论看起来有些突兀，但非常有必要，特别是在教育信息化的背景下。一方面，现代信息技术的核心是数学思维的结果，是数学文化开出的花，结出的果，在现代信息的获取，加工，表达，交流，管理和评价过程中，无处不闪烁着数学思维的光芒；另一方面，现代信息技术的深入广泛应用既印证了作为理性精神的数学文化的重要性，同时，现代信息技术也为数学思维提供了丰富的工具，促进对数学文化的理解、宣传、普及，借助信息技术可以更深刻的认识数学文化的自在价值、工具价值和应用价值。

三、借助信息技术发展数学文化

数学文化的研究和教学，是中华民族走向现代化的需要。如何充分利用现代信息技术促进对数学文化的理解、宣传、普及和研究，是首要解决的问题。

首先，理解数学文化的基础是理解数学，无论在数学教育理论还是实践中，我们都希望学生理解数学，这也是推动数学教学实践改进和数学文化教学改进的主要驱动力。信息技术与课程深度融合是中国教育信息化发展思路的核心，这种深度融合不是简单的CAI(Computer Assisted Instruction计算机辅助教学)或者CAL(Computer Assisted Learning计算机辅助学习)，而是充分利用现代信息技术的成果，营造信息化教学环境，所营造的环境要能支持认知情景创设、启发思考、自主探究、信息获取、资源共享、多重交互及协作学习等教学与学习方式，这种充分发挥教师主导作用和体现学生主体地位的“自主——探究——合作”的教学方式，充分地发挥学生的主动性、积极性和创造性，从而影响和促进传统教学结构变革。数学理解性学习与教学在信息技术与课程深度融合后能让学生更好地走近数学、品味数学、理解数学并热爱数学，进一步理解和接受数学文化。

其次，数学文化的宣传、普及更加可以借重于信息技术。在构建教育资源服务平台和教育管理服务平台的基础上实现宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通是中国教育信息化发展思路近期重点工作。数学文化的宣传、普及必须抓住机遇，整合优质数学教学资源、数学方法论、数学史及数学文化教育资源，让数学文化沿着4G网络这条信息超级高速公路走遍社会的每个角落。

再次，数学文化的研究与教学从来都不是孤立存在的，它是数学史、数学教育、数学哲学和文化学的交叉学科，它受数学方法论研究、数学文化史研究及数学教育改革及数学教育理论的影响。在数学文化研究的过程中信息技术看起来只是一个辅助性的工具而已，但是我们不应该忽略的一个事实：信息技术已经成为数学发展最强大的动力。信息技术正在改变我们的生活方式和思维方式，随着互联网技术及教育信息化的发展，这种改变将更加深远，信息技术也应该纳入数学文化的视野。

发展数学文化，必须对其做适当的价值分析，让人们充分地认识到其重要性。数学文化的价值主要体现在三个方面：自在价值、工具价值和应用价值。首先，数学文化的全部目的就是认识自然及利用自然改变人们的生活状态，数学文化的自在价值表现为数学概念集合及其结构对客观世界认识科学性的描述、抽象和体现程度，利用现代信息技术，构建良好的认知环境，更好的把握数、形、算法、函数及其他数学结构中的元素，更好的理解线性、非线性、连续、离散、随机、周期、光滑、对称等数学结构中的属性，更好的认识运动、振动、收敛、发散、迭代、混沌等行为，更好的表现数学中的美。这些是数学之所以成为数学的根本。其次，数学文化的工具价值则主要是其方法论意义上的价值，形式上高度抽象的数学的实践价值主要表现为实践提供解决问题的方法，方法的潜在应用可以通过信息技术更好的挖掘和体现。最后，数学的应用价值则主要表现在对实际问题建立模型并解决的过程中。按照模型的应用领域(或所属学科)大致可分为：生物学数学模型、医学数学模型、地质学数学模型、气象学数学模型、 经济学数学模型、社会学数学模型、物理学数学模型、化学数学模型、天文学数学模型 、工程学数学模型等。范畴更大一些则形成许多边缘学科如数量经济学、数学社会学、生物数学、医学数学、地质数学等。信息技术为数学及其应用提供了丰富的专用软件和通用软件，使得数学模型的表达、应用及可视化方便简易，在信息技术的支撑下，数学文化的价值在应用领域达到巅峰状态。

四、总结

在教育信息化背景下，我们要充分认识到并合理利用信息技术的重要影响力。从多媒体课件、网络课程、视频公开课到MOOCs，信息技术和课程的融合一步步加深，遍观世界各国的教育机构及高校在学习科学方面做出的研究和努力如：卡耐基梅陇大学“开放学习项目”(OLI，Open Learning Initiative)、孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗的可汗学院(Khan Academy)、中国大学视频公开课网易公开课、耶鲁大学开放课程(Open Yale Courses)、英国开放大学开放学习项目(Open Learn)、中国开放教育资源协会(China Open Resources for Education 简称 CORE)、Coursera、Edx、Udacity等，适应这种发展变化，在数学文化的理解、宣传、普及和研究方面同样需要做出相应的调整,特别是加强与信息技术的深度融合。

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2095-4654(2015)04-0009-03

2015-01-04

湖北省教育厅人文社科项目(14Y071)

G633.6

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