新数运动
20世纪50年代开始的数学教育现代化运动的第一回合是50年代末至70年代初的"新数运动"。新数运动的核心是把中小学数学教学内容现代化,要求从中小学起就要用现代数学精确的数学语言去传授公理化的数学体系。
背景
二战后,数学教育现代化改革的原因主要是:
第一,20世纪40年代以来,原子能、电子计算机、空间技术、遗传工程等先进技术相继出现,科学技术迅猛发展,特别是二战中原子弹、雷达、导弹等新式武器的巨大威力,使人们看到了科学技术同国力强弱的密切关系。社会再次对科技教育、数学教育进行审视,对科学的基础--数学教育提出了现代化的要求。
第二,数学自己的基本变化和瑞士著名儿童心理学家皮亚杰(J.Piaget,1896~1980)对数学认知结构的研究、美国教育心理学家布鲁纳(J.Bruner,1915~ )的数学认知能力发展的研究。
数学科学从17世纪末有了极大的变化和发展。20世纪中叶,许多现代数学的新内容已进入了大学的课程。而中小学数学教育在几百年间没有太大的变化,与大学数学有着很大的距离,显然不能适应现代科技发展的需要。法国布尔巴基(Bourbaki)学派的出现又使数学抽象化、公理化、结构化的程度越来越高,数学的应用领域也越来越广。他们将数学看作"形式结构"的科学。他们认为数学结构的序为:集合,代数结构,序结构,拓扑结构,复合结构,多重结构,混合结构。而全部数学又基于三种母结构:代数结构、序结构和拓扑结构。大体上来说:
代数结构,反映整数集合或有理数集合中数与数的运算关系。
序结构,由实数集合R中任何两个实数都可以比较大小而来。
拓扑结构,它为我们提供了对空间的领域、极限及连续性等直观概念的抽象的数学表述。
在此同时,皮亚杰为首的结构主义学派,对小学数学教学进行多年认知结构的研究、实验后提出了发生认识论。发生认识论的基本假设是:逻辑上的进展与相应的心理形成过程之间存在着一种平行关系。他认为儿童运算思维发展的三个结构为:类包含的数学或逻辑的关系,序结构,拓扑结构。布尔巴基学派的代表、数学家裘东尼与皮亚杰在巴黎一次题?quot;心理结构和数学结构"的会议上惊奇地发现:三个数学结构和儿童运算思维的三个结构之间有着非常直接的联系。这样皮亚杰的理论对于学校的数学课的意义就变得十分重大了。
皮亚杰的理论对于小学算术教育家和数学教育家产生了巨大的吸引力,主要原因是:
第一,许多实验是皮亚杰和他的合作者用普通遗传学的认识论观点来实施的。这些实验抓住了每一种数学教学法的核心部分,数概念的发展、几何概念的发展、逻辑思维的发展,等等。
第二,数学概念的发展被皮亚杰完全地、示范性地作为人的思维的发展来描述了。这迎合了旧日的努力,即他强调了在人的思维形成上数学教育的贡献,并以此显出了数学这门学科无可指责的意义和位置。
第三,皮亚杰利用逻辑-数学模型的帮助来对儿童思维进行描述,这迎合了数学教育工作者的思维习惯:心理学的这种形式对他们来说是可以理解的,这与现有的思维图式只是咫尺之间的关系。
第四,皮亚杰的数概念形成的实施与算术教学整体性的传统是容易相处的。皮亚杰的这种实施同样是将"运算性的与日常事实接触交往"、"分类、排序、集合的分析性分解与合成性组合"作为数的理解与发展的坚实基础。
布鲁纳则进一步对儿童认知能力的发展进行了研究,并得出结论:每一个孩子可以在任何一个智力发展阶段被用一个智力上诚实的方法卓有成效地教会全部教材。这个结论由于过于偏激,最后遭致人们的反对,但这是后话了。
当时皮亚杰、布鲁纳等教育、心理学家的这些理论等于从心理学的角度为数学教学改革特别是小学的数学教学改革提供了保证,对数学教学的改革产生了很大影响。
这场数学教学改革运动的导火线却是1957年11月苏联人造卫星的上天。这个事实使美国人认识到,在空间技术上落后的主要原因是教育,特别是数学教育的落后。于是美国首先发起了这一场运动。