数学文化已成为数学课程的基本内容,数学文化的学习对学生的发展具有重要作用.《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“2020课标”)中指出:“教材应当把数学文化融入到学习内容中,适当介绍数学和科学研究的成果,开拓学生的数学视野,培养学生的科学精神.”[1]我国学者认为,高中数学课程应该让所有学生都接受“数学文明”的熏陶,其中包括具备基本的“数学文化”涵养;[2]数学文化的价值主要体现在德育、美育、思维训练等方面.[3]因此,学习数学文化有助于更好地理解数学的本质,并形成良好的品质、观念和思维习惯. 关于数学文化,“2020课标”提出:“数学文化是指数学的思想、精神、语言、方法、观点,以及他们的形成和发展;还包括数学在人类生活、科学技术、社会发展中的贡献和意义,以及和数学相关的人文活动.”[1]研究者也从不同视角给出了解释.从文化视角,数学文化简单说,是指数学的思想、精神、方法、观点,以及它们的形成和发展;广泛些说,除了上述内涵以外,还包含数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分、数学与社会的联系、数学与各种文化的关系,等等.[4]从活动视角,数学文化是数学知识、思想方法在人类活动中的应用以及与数学有关的民俗习惯的总和.[5]从学科视角,数学文化是数学与其他学科融合的产物.[6] 数学教科书作为实施数学课程的重要媒介,是教师教学和学生学习数学文化的重要资源.因此,数学教科书中数学文化内容的比较对于传承中华文化、提高教材编写水平、提升教师的教育教学水平以及培养学生的数学核心素养具有重要意义.一方面,数学文化作为人类文化的重要组成部分,承载着丰富的历史和文化内涵,在教科书中融入数学文化,有助于传承和弘扬中华优秀传统文化,通过比较教科书中的数学文化内容,可以发现不同版本在传承中华文化方面的侧重点和特色,为以后教材编写提供有益的参考方向;另一方面,数学文化作为数学教育的重要组成部分,它更关注数学思维、数学精神的培养和数学价值观的形成,通过比较不同教科书中数学文化,教师可以更好地理解教材编写的意图和理念,这有助于教师发现不同教科书中数学文化的差异和特点,从而能准确把握教学目标和教学内容,提高自身的教学水平和能力,学生可以更全面地了解数学的历史、应用和人文价值,从而增强学习数学的兴趣和动力,这有助于培养学生的数学核心素养. 我国关于数学文化的研究兴起于20世纪80年代,最早是从研究数学文化与数学教育的关系开始的.在20世纪90年代末以后,随着数学新课程改革的展开,针对教科书中的数学文化内容做了很多研究.[7]例如,闫成海、胡荣等从《九章算术》和《几何原本》出发,对中西方数学文化的差异进行讨论,[8][9]李卓忱、汪晓勤对中外教科书中的数学文化从整体统计结果和各类别内容分析两方面进行比较研究,[10]吴骏、李彦娜等对小学或初中数学教科书中的数学文化内容从栏目分布、内容分布、运用水平和呈现方式四方面进行比较研究.[11][12]2019年出版普通高中数学新教材后,这7个版本最新的教科书中是如何融入数学文化的呢?本研究通过不同版本教科书的比较分析回答这一问题,希望为教材编写者更好地编写数学文化提供方向,为一线教师更准确地把握不同版本教科书中数学文化特点提供参考. 一、研究设计 (一)研究对象 1.教科书选择 选取2019年湖南教育出版社、人民教育出版社、北京师范大学出版社、江苏凤凰教育出版社、湖北教育出版社和上海教育出版社出版的普通高中数学必修教科书和选择性必修教科书为研究文本.其中,人民教育出版社出版了A版和B版2套教科书.以下依次简称为:湘教版、人教A版、人教B版、北师大版、苏教版、鄂教版和沪教版,这7个版本教科书也是目前出版的所有版本.研究以7版教科书中数学文化内容为研究对象. 2.数学文化内容选择 已有的研究对数学文化没有统一规范的定义,但是对数学文化的阐述具有一定的共性.数学文化是指数学的思想、方法、观点、精神,以及它们的形成与发展,还包括数学与其他知识领域之间的联系.本研究选取的数学文化内容主要包括“数学史”“数学与人类生活”“数学与科学技术”“数学与人文艺术”四类内容.[12]具体如表1所示. (二)研究方法与过程 采用文本分析法和比较法,从定量和定性角度按照内容分布、呈现位置和内容设置3方面对7版教科书中数学文化进行比较分析.在分析各版本教科书中的数学文化内容时,根据以下统计标准统计编号:(1)同一数学文化在同一册教科书中重复出现时,只记1次;(2)教科书的同一位置中融入多种数学文化类型时,分别计数;(3)若出现的插图是统计图表类型,按照文字表征统计.具体研究过程如下. 1.数学文化的内容分布 依据上述统计标准梳理教科书中数学文化内容,统计各版教科书中数学文化的总数量以及预备知识、函数、几何与代数、概率与统计和数学建模活动与数学探究活动5个主题中数学文化分布情况,对教科书数学文化的内容分布进行具体分析. 2.数学文化的呈现位置 数学文化的呈现位置是指各版教科书中的数学文化在教科书中呈现的具体位置.从教科书体例结构看,各版教科书均设置了章前引入、正文(思考、探究、观察等)、旁白、例题和习题等.但在微观结构有各自的特色,如湘教版教科书设置“数学文化”“多知道一点”“数学实验”等特有栏目.为了便于统计和比较,将教科书中的这些特有栏目均统称为“特色栏目”,故最终将教科书分为章前引入、正文、旁白、特色栏目、例题和习题等组成部分.具体如下页表2所示.