再谈面向新世纪的数学课程

   义务教育的新数学课程和教材从去年下半年开始已在全国普遍实施和使用。义务教育的数学课程有一个基本精神，就是要从应试教育转到素质教育，这个转变涉及到教育思想、教育目标、教学目的、教学内容、教学方法和手段等各个方面。要实现这些转变，绝不是编辑出版几套新材料就完事的，何况新教材也只是一个阶段性成果，随着对新世纪挑战的认识的提高还会有新的改革。所以实施义务教育的新数学课程是一个长期、艰巨的改革过程。今天我不打算全面阐述这个过程，也是我力所不及的，我只想提供一点“参考消息”，看看国外一些人是如何议论迎接新世纪挑战问题的。我想综合一些研究成果或有倾向性的预测，描述一下面向新世纪的数学课程。
   　　1、条件的重大变化
   　　我们从分析影响数学课程变革的条件的重大变化开始。
   　　首先，数学的社会需要有很大改变。随着经济适应信息时代的需要，每个部门的工作人员??从饭店服务员到秘书，从汽车修理工到旅游代理人??都必须懂得计算机控制过程。现在大多数职业都要求从业人员具有分析能力而不单纯是机械的操作技能，所以绝大多数学生需要更多的数学能力作为普通职业的准备。同样，在每天的报纸和公众的政策讨论中都广泛使用图表、统计数据。为了更有效地参加社会生活不能不要求普通公民具有更高标准的数量意识，市场经济需要人们掌握更多有用的数学。随着承包制、股份制、租凭制的进一步推行，市场经济的逐步完善，无论是城市还是广大农村，生产者也将成为经营者，因而，成本、利润、投入、产出、贷款、效益、股份、市场预测、风险评估等一系列经济词汇频繁使用，买与卖、存款与保险、股票与俩券……几乎每天都会碰到。相应地，与这些经济活动相关的数学，如比和比例、利息与利率、统计与概率、运筹与优化以及系统分析一决策……就应成为中小学要学的数学了。
   　　科学技术的迅速发展，特别是信息时代的到来，要求人们具有更高的数学修养，现代高技术越来越表现为一种数学技术。高科技的发展、应用，把现代数学以技术化的方式迅速辐射到人们日常生活的各个领域，智能机器人、办公自动化以及计算机储蓄、售货等电子产业将高速发展，到下个世纪，一个普通老百姓要是“计算机盲”，将会像现在的文盲一样不适应现代生活。
   　　生活中需要越来越多的数学语言。各种统计图表，数学符号向各行各业普通老百姓传递着大量信息。
   　　其次，数学及其应用有很大变化。最近二三十年数学的性质及其应用的途径发生了巨大变化。不仅发现了许多新的数学领域而且应用数学的问题类型以空前的速度增长了。当然，最显著的是计算机的发展和计算机应用的爆炸性的增长。这些计算机应用的绝大多数都要求发展新的数学，在计算机出现以前不可能在这些领域应用的数学，虽不显著，但同样重要的是在用广泛应用性的统一概念联系起来的几个主要数学分支中产生的大量思想财富。学生必须学习在这些应用中使用的数学以便掌握数学的威力去解决实际问题。
   　　数学的发展使人们对“数学是什么”的认识有变化。数学是一门科学。观察、实验、发现、猜想等数学的实践部分和任何自然科学是一样多的。尝试和错误、假说和调研，以及度量和分类是数学家常用的部分技巧，学校应当教。实验室作业和实习作业对于理解数学是什么及其如何使用不但是适宜而且是必需的。在数学实验室里计算器和计算机是必需的工具。实际数据（科学实、人口统计、民意测验等的数据），观察和度量的对象（骰子、方块、球）是作图工具（尺子、细绳、量角器、胶泥、坐标纸）都是必需的。
   　　像生物是有机体的科学，物理是物和能的科学一样，数学是模式的科学。这种表述至少可以回朔到笛卡儿，他把数学称作“序的科学”，后来物理学家斯梯文?温伯格（Steven Weinberg）用它去解释数学预测自然的神奇能力时作了改进。类似地把数学看成“模式与关系”的科学，形成了在《美国大众科学》(Science for All Americans)中表述数学的基础。通过它们的所有表现形式??数、数据、形、序、甚至模式本身来划分、解释和描述模式，数学确信科学家遇到的任何模式都可以在某处解释为数学实践的组成部分。
   　　模式在数学的每个方面都是明显的。学生学到算术如何依靠数的规则性；他们能够看到乘法表中的次序，而且惊奇素数模式中的无次序。多面体的几何展示了规则性，在自然和建筑中它经常出现。甚至统计这门研究是无序的学科，也依靠把模式展示成估价不确定性的码尺。
   　　数学也是一种交流形式，它是自然语言的补充，所以数学不仅是一门科学，而且数学也是一种语言。不仅是自然所说的语言，而且也是商业、贸易的合适语言。
   　　数学科学现在是自然科学、社会科学和行为科学的基础。由于计算机和世界范围的数字式交流的支持，商业和工业都越业越依靠不仅是传统的而且是现代数学的分析方法。数学可以作商业和科学的语言准确地是因为数学是描述模式的语言。用它的符号和句法、词汇和成语，数学语言是交流关系和模式的通用工具。它是一种每个人都必须学习使用的语言。
   　　如果说数学是模式的科学和语言，那么要学懂数学就是要去研究和表示模式之间的关系：在复杂、模糊的环境中能够辨明模式；理解并变换模式间的关系；对模式分类、编码、描述；用模式的语言读写；并使用模式的知识运达到各种实际目的。要掌握模式的多样性，数学课程需要介绍和发展多种不同类型的数学模式。数学要研究的模式不限于算术法则，所以中学数学里研究的模式必须打破人为的限制。
   　　一个搞数学的人，他搜集、发现、创造或表达关于模式的事实和思想。数学是一种创造性的、活跃的过程和被动地掌握概念和程序很不相同。事实、公式和信息有多价值只有看它在多大程度上支持有效的数学活动。虽然有些基础的概念和程序所有学生都必须知识只是是教学应当坚定地强调，学数学是要追求去理解、去交流，而不仅仅是去计算，通过展开模式的基本原理，数学可以使脑子成为处理现实世界问题的有效工具。从这些观点能够为下一个世纪导出有效的、能动的中学数学课程。
   　　第三，新技术的作用有很大变化。计算器和计算机已经深刻地改变了数学世界。它们不仅影响到什么数学是重要的，而且也影响到如何做数学，现在袖珍计算器上能够做几乎所有幼儿园到两年制大学教的数学技术，仅只这一