數(shù)學教育的文化反思

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網


數(shù)學的魔力

數(shù)學是一門特殊的學問。它特殊的原因不單是因為它的形式,也并不僅因為它在古代就存在;數(shù)學特殊的原因在于,數(shù)學的推理呈現(xiàn)了人類理性最純粹的展示。這種理性展示所構成的證明,被公認為是數(shù)學引導人思考最重要的特質。因為這個特質呈現(xiàn)了人類的純粹思維,以及不屬于經驗世界的特性,使得在哲學發(fā)展的起初,數(shù)學就成為對抗變動的經驗世界最穩(wěn)固的展示。這個展示使得數(shù)學成為不變本質的代名詞,也讓人以為數(shù)學代表一切理念的集合,也就是真理的代表。

這不但是一種很普遍的想法,也極有可能是一種錯誤的想法。為什么?因為我們活在世界中,卻怎么會認定一種與經驗無關的思維為真理呢?如果數(shù)學真是真理的話,那么這是否意味著,所有經由經驗所呈現(xiàn)的,都不是真的?對于一般人而言,否定經驗內容的想法可能是很荒謬的,可是所有涉獵西洋哲學史的人都知道,這正是以柏拉圖為主導的哲學學派之核心思想。以柏拉圖哲學在西洋哲學所占據(jù)的地位而言,這已經算得上是“主流思想”,但更有趣的是,柏拉圖以接近“宗教”的方式,呈現(xiàn)數(shù)學的特性。當然這個做法,也為數(shù)學增添些許神秘色彩。

沒有人知道,數(shù)學的神秘色彩對現(xiàn)代科學的發(fā)展究竟起了什么作用,但數(shù)學成為科學發(fā)展的主軸,卻是不爭的事實。正是因為這個緣故,我們在現(xiàn)代科學中的教育,也是以數(shù)學作為學校教授的主要科目。這是眾所周知的,但有沒有人想過,數(shù)學既然與我們的實際生活不甚關聯(lián),卻為什么會成為教育的主要科目。難道我們受教育的目的,依然是古典時期那種脫離現(xiàn)實生活以追求“超越”的傳統(tǒng)嗎?這些問題,讓我們不得不思考,我們教育中對于數(shù)學的重視,會不會是一個“迷思”的結果?

因為數(shù)學教育所引發(fā)的問題,讓我們不得不想如下的問題:數(shù)學究竟有什么魔力,讓我們對于它的功能如此執(zhí)著?我們不得不提醒自己,在這一個充滿科技的21世紀,處處以數(shù)學作為科學的基礎,但它本身的成因卻是一個“謎團”。我們甚至不知道數(shù)學有沒有一個固定的定義方式。這是一個大問題,因為即使我們不斷地而且有意義地談論數(shù)學,但“數(shù)學是什么”這個問題,依然尚未獲得滿意的答案?茖W哲學家哈金(I. Hacking)就針對這個問題,采用歷史譜系學的方法,從數(shù)學發(fā)展的歷史中,找出一個令人驚訝的答案。

哈金為哲學家對于數(shù)學的迷戀態(tài)度感到大惑不解。其中,最重要的哲學家就是羅素。羅素甚至極端地認為,所有的哲學家都應該延續(xù)康德的事業(yè),回答“純粹數(shù)學如何可能”這個困難的問題。哈金坦言,羅素這樣說是夸大其詞,因為只有部分的哲學家對于數(shù)學展現(xiàn)了高度興趣。是什么力量讓這么多重量級的哲學家對于數(shù)學的本質與結構如此感興趣?哈金認為,最重要的理由,就是數(shù)學證明。

哈金的想法說明了數(shù)學的本質,也指出了哲學家的迷惘,當然也包含我們的迷惘?墒牵軐W家一直不能理解,理性的起源,居然是神秘的,甚至是神圣的(奧古斯丁)。所以,哈金以追溯歷史的方式,在古希臘的源頭找到這個問題的起源。他找到的答案,就是柏拉圖。柏拉圖是我們現(xiàn)在深受“以證明為主的數(shù)學模式”所吸引的代理人。柏拉圖的理念,影響了后來的跟隨者,引導人們進一步創(chuàng)造一些迷人的數(shù)學概念,比方“展示”、“模型”、“證明”、“計算”、“形式主義”、“抽象化”。

為什么這些概念會“迷人”呢?答案就在于那些“必然如此”的感覺。這一問一答之間,我們可以看得出來,這件事情,幾乎可以用“美麗的錯誤”來形容。為什么?因為眾所周知的是,在人際交往中,真正吸引人注意與尊重的,往往多為修辭的字句與動人的語言。在古希臘社會中,注重語言能力這件事尤其重要,代表一個人能力的展現(xiàn)。事實上,希臘的數(shù)學成就對希臘人來說是無關緊要的。對于擁有高度文化素養(yǎng)的人來說,重要的是醫(yī)學、法律、修辭學、政治學、倫理學和歷史,而不是數(shù)學。

數(shù)學教育的影響

著名的美國實用主義哲學家皮爾斯(C. S. Peirce)說,數(shù)學有兩個不為人知的特色:第一,數(shù)學不同于所有其他的科學,所有其他的科學都可能因為它所研究的對象的消失而消失,但純粹的數(shù)學沒有這個問題,因為它不研究任何實質的對象。甚至我們可以說,不研究任何實質的對象正是數(shù)學之所以是數(shù)學的原因。另一個特色是,數(shù)學完全不需要訴諸于哪一種邏輯。這也許會讓人覺得很意外,因為通常我們會認為數(shù)學就是一個推理的科學,而推理往往是需要透過邏輯來進行的。有趣的是,正是因為推理本身并不需要說明我們?yōu)楹味猛评恚拖裾f我們知道能夠發(fā)出一個母音的聲音的人,并不需要說明為什么,他知道如何發(fā)出一個母音,數(shù)學也是如此。沒有哪一種邏輯可以完全涵蓋我們思考與推理的能力。

數(shù)學所需要的是最自然的推理能力。因為這個緣故,數(shù)學是一個純粹思考的產物;數(shù)學所應用的推理能力,基本上不僅是一個天生的能力,也是一種因人而異的能力。這兩種能力在現(xiàn)行的數(shù)學教育中,出現(xiàn)了一種與柏拉圖在《美諾(meno)篇》中的想法截然相反的結果:我們的數(shù)學能力基本上是一個因人而異,而且不受外在環(huán)境影響的能力。這種能力的發(fā)展,導致我們教育中三個很特別的現(xiàn)象。

首先,我們所學習的事物當中,在推理跟事實之間有兩種截然不同性質的教育對象。事實的學習,是要透過語言能力的聽、說、讀、寫,而數(shù)學的能力完全是仰仗于內在的智力,跟聽、說、讀、寫等語言能力,沒有必然的關系。

其次,從學習的負擔而言,真正擁有數(shù)學推理能力的人,可以在不費特別功夫的情況下,只需了解定理與公式,就可以進行推理的運算。而這種運算能力對于沒有這種推理能力的人而言,在學習的過程中構成極大的差別,尤其是反映在成績的高低之上。

最后,這種差別出現(xiàn)了一個意想不到的結果,就是數(shù)學能力較佳者的學習過程,必然與其他人不同。因為當其他人需要透過寫作以及朗誦的方式來加深印象時,數(shù)學推理能力強的人,往往是透過一種內在的、理性的,甚至神秘的聲音,告訴他自己在學習過程中需要什么樣的能力,以及能夠達到怎樣的成效。在一種比較的眼光下可以說,數(shù)學能力強的人,往往語言的能力反而會因為過度強調思考,而受到內在理性的壓抑,認為“多說無益”,不如“一次證明”。這種壓抑不是來自于體制,而是來自于體制與個人思維的結合。

毫無疑問,這種現(xiàn)象反映在我們現(xiàn)今的教育成果中,帶來了負面的影響,表現(xiàn)為如下三點。

首先,數(shù)學獨大,其他的學科在與數(shù)學相較下,因為缺乏比較的標準,而失去了學習的意義與動機。

其次,普遍的語言能力下降,導致優(yōu)美的文字與表達變成了次級的學習對象。

最后,人文精神的消失。因為獨重數(shù)學的結果,尤其是透過數(shù)學科學化而強調數(shù)學的結果,往往是用一種非常實際的方式,落實數(shù)學中的抽象概念。數(shù)學化后的科技固然會帶來生活上的便利,但是很遺憾,科技的唯物論本質,也會直接或間接消弭數(shù)學的抽象特性,使得原先一向講求想象力與推理能力的學科,變成一項與自然世界結合的工具理性。加上唯物論的推波助瀾,這種工具理性最終必然導致人文精神的下降。原因是,在唯物的世界中,人的地位與其他的萬事萬物沒有不同,都是由最簡單的粒子所構成的。我們必須認識到,這不是數(shù)學本身的錯,而是人們以誤導的觀念看待數(shù)學所造成的結果。

未來展望

這些結果之中,有的導致現(xiàn)代科學的發(fā)展,也有的滿足人們長期追求真理的欲望。整體而言,這些結果發(fā)展得相當成功,以致于許多人認為“數(shù)學代表真理”。本文對于這個認知提出質疑,認為數(shù)學不但不能代表真理,甚至認為這個觀念根本就是錯誤的。經過一個歷史式的論述,本文認為這是一個自我設限的觀念,完全無助于人文精神的發(fā)揚,也有害于教育平等的目標。以現(xiàn)今教育體制對數(shù)學的重視,我們認為對數(shù)學有正確的認知是極其重要的。在正確的認知下,教育應該注意如下三項重點。

首先,教育的目標是為了提振人的精神,因為人總是期待能夠在教育的過程中獲得養(yǎng)成的機會。

其次,過度強調數(shù)學的教育,往往會在數(shù)學與自然世界結合的情況下,不知不覺地將人文社會帶入唯物主義的環(huán)境中,最終導致人文精神的挫折,社會發(fā)展的物化。

最后,數(shù)學的本質并不是可以用規(guī)則表示的邏輯,而是人與生俱有的推理能力。因此在這個情況中,我們不必對數(shù)學究竟是什么而感到焦慮,我們只要注意任何人都應當具有數(shù)學推理的能力。沒有人應該在受教育的過程中因為數(shù)學推理能力不佳,而感到沮喪與挫折。


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