數(shù)學(xué)教育
歷史沿革
基礎(chǔ)數(shù)學(xué)是多數(shù)古文明的教育系統(tǒng)的一部分,包括古希臘,羅馬帝國(guó),吠陀社會(huì)和古埃及。在多數(shù)情況下,只有足夠高地位,財(cái)富或等級(jí)的男性孩童才能接受正規(guī)教育。
在柏拉圖把文科分成三學(xué)科和四學(xué)科的劃分中,四學(xué)科包括數(shù)學(xué)的算術(shù)和幾何領(lǐng)域。這個(gè)結(jié)構(gòu)在中世紀(jì)歐洲所發(fā)展的經(jīng)典教育的體系得到了延續(xù)。幾何的教育基于歐幾里得的原本。商業(yè)的學(xué)徒,如石匠,商人和借貸者需要學(xué)習(xí)和他們的行業(yè)相關(guān)的這種實(shí)用數(shù)學(xué)。
第一本英語(yǔ)的數(shù)學(xué)教科書由Robert Recorde出版,從1540年的藝術(shù)的基礎(chǔ)(The Grounde of Artes)開始。
在文藝復(fù)興時(shí)期,數(shù)學(xué)的學(xué)術(shù)地位下降了,因?yàn)樗褪止I(yè)和貿(mào)易緊密相關(guān)。雖然在歐洲的大學(xué)里繼續(xù)教授數(shù)學(xué),它被視為自然哲學(xué),形而上學(xué)和道德哲學(xué)的輔助。
這個(gè)趨勢(shì)在十七世紀(jì)得到某種逆轉(zhuǎn),阿伯丁大學(xué)在1613年建立數(shù)學(xué)主席職位,隨后有牛津大學(xué)在1619年建立幾何主席職位和劍橋大學(xué)在1662年設(shè)立的盧卡遜教授。但是,數(shù)學(xué)一般不在大學(xué)之外教授。例如牛頓在他在1661年進(jìn)入劍橋三一學(xué)院之前沒有受過正規(guī)數(shù)學(xué)教育。
在十八世紀(jì)和十九世紀(jì),工業(yè)革命導(dǎo)致城市人口大量增加?;镜臄?shù)字技能,如描述時(shí)間,數(shù)錢和簡(jiǎn)單算術(shù),稱為新的城市生活的基本能力。在新的公共教育系統(tǒng)中,數(shù)學(xué)成了從幼年開始的課程的中心部分。
到二十世紀(jì),數(shù)學(xué)成了所有發(fā)達(dá)國(guó)家的核心課程的一部分。但是,多樣和變化著的關(guān)于數(shù)學(xué)教育的目的的思想導(dǎo)致所采用的內(nèi)容和方法幾乎沒有任何整體上的一致性。
目的
在不同的時(shí)期在不同的文化和國(guó)家中,數(shù)學(xué)教育試圖達(dá)到不同的目標(biāo)。這些目標(biāo)包括:
教授給所有學(xué)生的數(shù)字技巧。
教授給大部分學(xué)生的實(shí)用數(shù)學(xué)(算術(shù),基礎(chǔ)代數(shù),平面和立體幾何,三角學(xué)),使得他們有能力從事貿(mào)易或手工業(yè)。
早期的抽象代數(shù)概念教育(例如集合和函數(shù))
選擇性的數(shù)學(xué)領(lǐng)域的教育(例如歐式幾何)作為公理化體系的實(shí)例和演繹推理的一個(gè)模型
選擇性的數(shù)學(xué)領(lǐng)域的教育(例如微積分)作為現(xiàn)代社會(huì)的智力成就的一個(gè)實(shí)例
教授給希望以科學(xué)為職業(yè)的學(xué)生的高等數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)教育的方式和變化的目標(biāo)一致。
標(biāo)準(zhǔn)
絕大部分的歷史時(shí)期,數(shù)學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)是地域性的,由不同的學(xué)?;蚪處煾鶕?jù)學(xué)生的水平和興趣來設(shè)置。
在現(xiàn)代,有一種趨勢(shì)是建立地區(qū)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),通常隸屬于更廣泛的學(xué)校教學(xué)大綱。例如在英國(guó),數(shù)學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)是英國(guó)國(guó)家教育大綱的一部分[1]。在美國(guó),美國(guó)數(shù)學(xué)教師國(guó)家委員會(huì)[2]制定了一系列文檔,最近的有學(xué)校數(shù)學(xué)的原則和標(biāo)準(zhǔn)[3],為學(xué)校數(shù)學(xué)的總體目標(biāo)達(dá)成了一致。更具體的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)一般在州一級(jí)制定 - 譬如在加利福尼亞,加州教育理事會(huì)為數(shù)學(xué)教育制定了標(biāo)準(zhǔn)[4].
水平
不同水準(zhǔn)的數(shù)學(xué)教授給不同年齡的學(xué)生。一個(gè)大致的對(duì)算術(shù)和代數(shù)的子課題的教學(xué)年齡的參考如下:
加法:5-7歲;更多的位數(shù)8-9歲
減法:5-7歲;更多的位數(shù)8-9歲
乘法:7-8歲;更多的位數(shù)9-10歲
除法:8歲;更多的位數(shù)9-10歲
簡(jiǎn)單代數(shù):11-12歲
代數(shù):13歲以上
方法
任何特定環(huán)境下的方法很大程度上由相關(guān)的教育系統(tǒng)所設(shè)定的目標(biāo)所決定。教授數(shù)學(xué)的方法包括:
經(jīng)典教育 -中世紀(jì)的經(jīng)典教育大綱中的數(shù)學(xué)教育通常基于歐幾里得的《幾何原本》,它被作為演繹推理的范式來教授。
死記硬背 - 通過重復(fù)和記憶來教授數(shù)學(xué)結(jié)果,定義和概念。通常用于乘法表。
習(xí)題 - 通過完成大量同類的練習(xí)來傳授數(shù)學(xué)技巧,例如加帶分?jǐn)?shù)或者解二次方程。例如,古氏積木(Cuisenaire rods)來教授分?jǐn)?shù)。
問題求解 - 通過給學(xué)生無標(biāo)準(zhǔn)答案,不同尋常的,和有時(shí)候無解的問題來培養(yǎng)數(shù)學(xué)的智力,創(chuàng)造力和啟發(fā)式思考。問題的范圍可以從應(yīng)用題(英語(yǔ):Word problem (mathematics education))到像國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽這樣的國(guó)際數(shù)學(xué)競(jìng)賽問題。
新數(shù)學(xué) - 一種專注于集合論這樣的抽象概念而不是實(shí)際應(yīng)用的教授數(shù)學(xué)的方法。
歷史方法 - 教授在一個(gè)歷史,社會(huì)和文化背景下數(shù)學(xué)的發(fā)展過程。比純粹抽象的方式提供了更多的人文樂趣。
這些方法不是所有的,而且任何數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)很可能包含很多不同的方法。
數(shù)學(xué)教師
這些人曾在一生中某一階段教授數(shù)學(xué),但他們?cè)谄渌矫娓鼮橹?/span>
Lewis Carroll,英國(guó)作家Charles Dodgson的筆名,曾在牛津基督教堂講授數(shù)學(xué)
道爾頓, 英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家,曾在曼徹斯特,牛津和約克的學(xué)校和大學(xué)教數(shù)學(xué)。
Tom Lehrer,美國(guó)歌曲作家和諷刺作家,曾在哈佛和麻省理工學(xué)院教數(shù)學(xué)。
Georg Joachim Rheticus,奧地利繪圖家,哥白尼的學(xué)生,曾在Wittenberg大學(xué)教數(shù)學(xué)。
Edmund Rich, 13世紀(jì)坎特伯雷大主教,在牛津和巴黎的大學(xué)教過數(shù)學(xué)。
Archie Williams,美國(guó)運(yùn)動(dòng)員,奧運(yùn)金牌得主,在加里福尼亞高中教過數(shù)學(xué)。
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