前文在分析数学眼光的形成时,已经涉及了它的教育意义问题。但因为数学眼光是个新提法,所以有必要再仔细地梳理、分析和概括一下,作为核心素养的数学眼光有哪些教育意义或独特的教育价值。

1.数学眼光对整个教育而言不可或缺

对整个教育而言,数学眼光必不可少。也就是说,教育,不仅指数学教育,如果没有数学眼光,其意义就不完整。

原因在于,人的很多“眼光”是先天的,属于本能。就像人们常说的“看问题的眼光”,一个人即使没有接受过正规教育,随着年龄增长和经验的积累,也会逐步形成一些相对合理的看法或眼光,而且这些看法或眼光有时候甚至可以很高级,例如那些基于“总而言之” “归根到底”等做出的判断,就是基于经验的本能的眼光,但它已经有了一般意义上抽象概括的成分。

不过,数学眼光不是先天的,真实世界中没有的抽象数量关系和空间形式,必须通过后天的数学教育才能习得。这就是说“没有数学眼光,整个教育的意义就不完整”的原因。虽然天生的眼光也会通过“总而言之”进行抽象概括,但这种抽象概括的可靠性与作为受教育结果的数学眼光完全不在一个量级上,几乎没有可比性。

在基础教育的所有学科领域里,数学眼光对事物的去粗取精最明确,去伪存真最彻底,本质聚焦最深刻,从迷惘中寻找规律也最精准。甚至唯有经过数学眼光的过滤,一个学科才有可能成为一门科学。这种功能,在基础教育众多学科中为数学所独有。例如人们耳熟能详的“量化”,就是数学眼光的一个代表。“量化”这种眼光与先天无关,只能通过后天的数学教育才能习得,但在社会、经 济、文化、科学、生活等各个领域无处不在,在哪里都能起到关键作用。

所以,无论是对于人的一般思维发展来说,还是就教育的社会学意义而言, 数学眼光都具有无可替代的独特教育价值。

2.数学眼光是数学检验真理的标准之一

其实是“三会”共同构成数学检验真理的标准,不过在这里只谈数学眼光。

这一点在分析数学眼光的形成时已经提过,每个学科都有自己检验真理的标准,数学检验真理的标准与其他学科都不一样。物理、化学、生物等学科检验真理都是以实践或实验为标准,也就是说,如果看不见摸不着也观察不到,它们就不被确认为真理。因此才有了前面提到的发生在彭罗斯身上延后几十年才获得诺贝尔奖的例子。

数学不是以真实,而是以远离真实为检验真理的标准。唯有经过数学眼光的过滤,或经由数学眼光“剥离”或“去掉”真实之后得到的结果,才可能成为数学的真理。之所以对每一个经过数学眼光检验的结果,无论它是否有用或是否获过奖,人们都会表现出足够的敬畏和肯定,就是因为数学眼光在考察事物本质属性的可靠性方面所具有的无可替代的作用。在这个意义上,数学眼光表现为数学检验真理的标准。

3.数学眼光有助于创新人格的培育

我国正走在建设创新型国家之路上,而李克强总理一直非常强调数学与创新的关系。数学究竟应该如何为建设一个创新型国家服务?数学教育应该有自己的答案。

有一种比较根深蒂固的看法是搞精英教育。例如,早点把有数学潜质的“苗子”选拔出来作为未来数学家的预备队,加以特殊培养和训练,曾被认为应该是数学教育的答案。无论这个答案的结果如何,总是有些道理的。这其实就相当于培养乒乓球世界冠军的做法,虽然冠军只有一个,但全国的乒乓球运动的确开展得有声有色。因此,虽然国际数学奥林匹克竞赛的金牌只有几块,但全国的奥林匹克培训学校(简称“奥校”)也的确办得有声有色过。不一样的是,每一个打乒乓球的人都会自豪地称自己为“爱好者”,而上奥校或奥数班的孩子呢,都是为了愉悦自己的身心吗?中国是一个数学大国,但还不能说是一个数学强国的原因,可能要从这些方面去找。也就是说,能选出好苗子专门培养当然好,但数学教育为建设一个创新型国家服务的答案,肯定是“广种”而不是“薄收”。通过喜欢和好奇激发每一个学习者的潜质,为每一个学习者插上想象和发现的翅膀,才是建设一个创新型国家的标志,也是成为一个数学强国的基础。

早在2001年,教育部颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》中就已经提出培养学生创新意识和实践能力的要求。之后,这一要求被反复强调。2020年, 教育部郑富芝副部长在此基础上进一步提出了“创新人格”的概念,并把创新人格具体归纳为六个要素:开放、自信、灵活、专注、合作和独立思考。这是随着时代的发展,对创新意识内涵做出的一个具体刻画。比起20年前相对宏观的“创新意识”,创新人格的提法把创新意识具体化、人格化了,使创新意识与教学之间的联系更为紧密,要求更为明确,目标也更为具体。可以认为,培育创新人格就是教育“为建设创新型国家服务”的一个明确答案,当然也是数学教育“为建设创新型国家服务”的答案。

事实上,稍做推敲就能发现,前面关于数学眼光形成过程的具体分析已经涵盖了创新人格的全部六个要素。以独立思考为例,形成数学眼光的每一步都离不开独立思考,它几乎无可替代。不仅是独立思考,形成数学眼光的每一步同样地离不开开放、自信、灵活、专注和合作的共同作用。所以,培育数学眼光的过程,就是培育创新人格的过程。学生如果能在一个学习过程中收获数学眼光,也就同时塑造了创新人格。反之,如果在数学课程中数学眼光显得无足轻重、可有可无,数学课程就差不多失去了对创新人格的追求。在这个意义上,数学眼光与创新人格之间,实际上形成了一种自然的相互成就的关系。

4.数学眼光有助于打通数学课程与社会生活之间的联系

在《课程方案》中,“加强课程内容与学生经验、社会生活的联系”是课程建设的一个基本原则。长期以来,由于把数学作为考试工具的倾向难以抑制,数学和社会生活之间的联系往往被严重忽略,而这个被忽略的部分,恰恰与数学教育的宗旨有关。归根结底,对绝大多数学生来说,学习数学是为了今后在生活和职场里有用,如果不知道数学与生活的“联系”,数学就仅仅是纸上谈兵,“用” 将无从谈起。著名的数学教育家弗赖登塔尔(H. Freudenthal)就认为,知道数学与现实世界的“联系”,是排在第一位或最重要的数学素养。否则,数学将沦为被他称为“筛子“的单纯考试工具。

的确,我们的学生在数学上几乎下了最多的功夫,做过数不清的数学题目,考试成绩可能也说得过去。可一旦不用考了,他们往往会最先与数学说再见。这方面的例子不少,媒体报道中常看得到。之所以如此,一个重要原因就是长期以来,我们总在强调学习的效率,而这个效率又往往是用考试成绩衡量的。所以在教学上就自然倾向于“一针见血、直截了当、开门见山”,至少也要“精讲多练”。至于什么情境、过程等,即使教材里有,一般也会被“跳”过去,直接 “端”出概念、方法和技巧来,义无反顾地往解题和训练的路上跑。由于教学上缺少了建立数学与社会生活之间联系的环节,因此学生长大成人有了自己的生活和职业之后,对那个折磨了自己多年的数学还在哪里、还能派上什么用场,一般 都不怎么关心;至于应用,就更懵懵懂懂了。据统计,中国的成人整体上对数学教育的评价不高,甚至在所有基础教育学科课程中的评价最低。这样的例子就是数学课程与社会生活脱节在成人社会的真实反映。

把数学眼光作为核心素养,有望打通数学与社会生活之间本来就有的联系。

因为数学眼光本身不是被动接受的结果,所以教师“教”不了,无法通过灌输或训练实现,只能在老师的引导下,由学生自己通过亲身实践、独立思考,一点一点积累。学生需要在一个相对开放的学习环境中,通过自己的努力,厘清真实生活与数学之间的联系,从中发现数学,并进一步通过数学洞悉一个真实的世界。这种发现就是一次次从问题情境中提炼数学对象,一次次地交流与表达,在一次次呈现出真实生活与数学的关系时,凝练出自己的数学眼光。

所以,培育数学眼光的过程,就是一个打通数学与真实生活之间联系的过程,或者说,数学眼光就建立在这种“联系”的基础之上。

5.数学眼光有助于弥补我国数学教育的弱项

数学课程的内容一般与三个数学要素相关:抽象、推理和模型。在教科书中,推理和模型一般都是以具体的定义、方法和技能的形式存在,如圆的周长(定义)、求圆的周长(方法)、圆周长的应用(技能)等。而代表抽象的数学眼光,通常隐身在这些内容的后面,如果没有问题情境和问题串的引导,很难找到适宜的生长环境。

由于推理和模型是限时的纸笔考试中不可或缺的内容,故一直都格外受到重视。因此,这些有规律可循、通过训练能迅速提高的显性内容,就成了中国学生的强项。而隐身的数学眼光则成了明显的弱项。正如前面分析的那样,之所以弱,与直接“端”出概念的教学方式,以及对“高效”教学的片面追求有关。在那种眼里只有现成结果,只有考试成绩的教学氛围之下,无法通过被动接受达成的数学眼光可以说基本没什么机会。由此造成数学学习“只见树木,不见森林”, 学生发现问题和提出问题的能力普遍较弱的局面。虽然在课程改革的推动下,情况有所改善,但由弱转强的契机,应该说仍未出现。

前面已经指出了,数学眼光是数学抽象的门槛。既然是门槛,就要每个人都能迈过去。所以,作为核心素养的数学眼光,事实上就是为数学课程设置的一个“门槛”,即每一个学生都要不断经历“剥离”或“去掉”真实对象中的“真实”, 发现抽象数量关系和空间形式的过程,逐步具备跨过这个门槛的能力。围绕这方面努力,意味着数学课程改革会有实质性进展和巨大进步,虽然困难肯定不少, 但相信数学眼光能够把数学课程引上注重隐性知识、积极弥补弱项的道路。

6.数学眼光奠定了真实情境的课程地位

真实情境(或现实情境、问题情境)本来就是数学课程的组成部分,学生的喜欢、好奇、探索、发现等都与真实情境有关,甚至没有真实情境就做不到这些。但一直以来,“真实情境”在数学课程中的状况并不令人满意。在“老师讲学生听,老师要求学生做”的教学氛围中,有时甚至会把用在真实情境上的时间与“低效”混为一谈,如认为:数学的特征就是抽象,本来已经得以抽象成功的数学,为什么还要再回到原始的情境当中去呢?在课程改革的进程中,类似的声音不少。对教材设置的情境,在教学中敷衍了事的情形一直都不同程度地存在着。

数学眼光的形成机制已经表明,没有真实情境就不会有真正的数学眼光,学生也没有机会理解抽象,更谈不上学会抽象。前面对每一个意义的具体分析,都已经得出相关的结论,这里不再重述。总之,把数学眼光作为核心素养,意味着真实情境必须是数学课程不可或缺的组成部分,只有这样,才能为学生通过真实情境解决真实问题和认识真实世界敞开数学课程的大门。在这个意义上,数学眼光奠定了真实情境的课程地位。

上面结合核心素养的目标定位,分析了数学眼光的内涵,阐释了形成数学眼光需要经历的递进过程,梳理了数学眼光的意义,为读者理解和把握数学眼光提供了比较全面的解读和说明。

因为数学眼光是解读“三会”的开篇,所以在这里要特别强调:真正理解和把握数学眼光,既需要客观的解读,更要有读者自己的独立思考,读者不仅要将两者结合起来,而且要认识到个人的独立思考更重要。因为只有基于这样的思考,数学眼光才有可能真正融入常态的课堂,转化为每天发生的教学行动。这一点,也是整体上理解和把握“三会“的基础。