論數(shù)學(xué)文化對學(xué)生認(rèn)知的影響

張穎瑜

摘要：歷史文化背景會對人的生活習(xí)慣和認(rèn)知情況產(chǎn)生影響，這也是不同國家和地區(qū)的人們對于同一事物有不同理解的原因之一。而數(shù)學(xué)是由人創(chuàng)造的，必然帶有歷史文化的痕跡。因此，將數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)教育心理學(xué)聯(lián)系起來，探討數(shù)學(xué)文化與學(xué)生認(rèn)知之間的關(guān)系，對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)以及數(shù)學(xué)教學(xué)而言都有著十分重要的意義。文章從數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的信息提取、信息加工、數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成、認(rèn)知風(fēng)格這四個方面的影響出發(fā)，進(jìn)行闡述和分析，并針對數(shù)學(xué)文化對學(xué)生認(rèn)知的影響提出幾點教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)文化;認(rèn)知;數(shù)學(xué)學(xué)習(xí);數(shù)學(xué)教學(xué)

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0132-03

一、引言

人的認(rèn)知在很大程度上會受成長環(huán)境的影響，其中就包括受到所處社會的文化影響。皮亞杰在其認(rèn)知發(fā)展理論中提出，其中一個影響人的認(rèn)知發(fā)展因素是社會經(jīng)驗。社會經(jīng)驗包括社會生活、文化教育和語言在內(nèi)的各種因素，是指社會的相互作用和社會信息相互交換的過程。因此，社會文化的實質(zhì)是社會經(jīng)驗的積累，是在社會生活和歷史文化作用下的產(chǎn)物。社會文化對人的認(rèn)知發(fā)展有著制約作用，影響著人的認(rèn)知發(fā)展方向。維果茨基的文化歷史發(fā)展理論中就提到，人的高級心理包括認(rèn)知能力，是隨意的心理過程，受到人類文化歷史的規(guī)律限制。同時，社會文化也會受到人的認(rèn)知影響，其形成和發(fā)展與認(rèn)知發(fā)展息息相關(guān)。

文化的定義眾說紛紜，但大多數(shù)說法都揭示了文化具有整體性、社會群體共有性和只能由人類后天習(xí)得或創(chuàng)造等特征。而數(shù)學(xué)文化是一種文化現(xiàn)象，具有一般文化的共性，也具有多元文化的差異性。在《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，數(shù)學(xué)文化被定義為數(shù)學(xué)的思想、精神、語言、方法、觀點，以及它們的形成和發(fā)展;還包括數(shù)學(xué)在人類生活、科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展中的貢獻(xiàn)和意義，以及與數(shù)學(xué)相關(guān)的人文活動。因此，數(shù)學(xué)實質(zhì)上是認(rèn)知和文化相結(jié)合的產(chǎn)物。

從數(shù)學(xué)文化的角度探討學(xué)生的認(rèn)知，有助于我們更深刻地理解數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)教育心理學(xué)的機(jī)制，對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)教學(xué)都具有重要的意義。本文將從數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的信息提取、信息加工和數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成、認(rèn)知風(fēng)格這四個方面的影響出發(fā)進(jìn)行闡述和分析，并針對數(shù)學(xué)文化對學(xué)生認(rèn)知的影響提出幾點教學(xué)建議。

二、數(shù)學(xué)文化對學(xué)生認(rèn)知的影響

（一）數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中信息提取的影響

數(shù)學(xué)文化是一種具有很強(qiáng)社會性的文化現(xiàn)象，表現(xiàn)為數(shù)學(xué)思想、方法、語言和符號等的形成和發(fā)展在不同民族的歷史文化背景下的不同文化表征。這種文化表征與學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的信息提取密切相關(guān)。Fatemeh等學(xué)者通過對德黑蘭地區(qū)的高中生進(jìn)行抽樣調(diào)查并發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的數(shù)學(xué)成績與文化成績之間存在著顯著的相關(guān)性。這表明數(shù)學(xué)教學(xué)與文化教學(xué)是不可分割的兩個部分，兩者之間有著深刻的聯(lián)系。不同的國家和地區(qū)都有屬于自己的歷史文化背景，而鑒于數(shù)學(xué)教學(xué)與文化教學(xué)的相關(guān)性，也可以說一個國家的數(shù)學(xué)教學(xué)是依賴于這個國家已經(jīng)內(nèi)化的文化來進(jìn)行的。這就導(dǎo)致由于數(shù)學(xué)文化不同而造成學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中對信息的提取存在差異性。這種差異性不僅表現(xiàn)在信息提取的側(cè)重點上，還表現(xiàn)在信息提取的先后順序上。Melody Kung等學(xué)者的研究中，以中國和美國的兒童為例做調(diào)查，發(fā)現(xiàn)處于支持?jǐn)?shù)學(xué)語言環(huán)境中的中國兒童，其數(shù)學(xué)技能的增長速度要快于不那么支持?jǐn)?shù)學(xué)語言環(huán)境中的美國兒童。中國兒童在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時所接觸到的數(shù)學(xué)語言有助于他們理解數(shù)學(xué)內(nèi)容，從而使他們能較快地掌握數(shù)學(xué)技能;而美國兒童所處的環(huán)境不那么支持?jǐn)?shù)學(xué)語言，也使得他們對數(shù)學(xué)內(nèi)容的理解存在滯后性，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)學(xué)技能掌握得較中國兒童慢些。

可見，不同的數(shù)學(xué)文化背景會使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中對信息的提取有所差異。

（二）數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中信息加工的影響

不同國家和民族的數(shù)學(xué)發(fā)展無可避免地都會帶有其特有的文化印記。對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言，數(shù)學(xué)規(guī)則、語言和符號方面的文化差異會使學(xué)生對接收到的數(shù)學(xué)信息有不同的處理方式，主要表現(xiàn)在學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知的表征、遷移、元認(rèn)知等方面。

各個國家和民族在長期的數(shù)學(xué)認(rèn)知活動中積累和總結(jié)出各具特色的數(shù)學(xué)規(guī)則。這些數(shù)學(xué)規(guī)則直接影響著學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中信息加工的表征、遷移和元認(rèn)知。有關(guān)研究表明，中國學(xué)生在運算能力上比其他國家的學(xué)生表現(xiàn)得更為優(yōu)異。這是因為中國學(xué)生在小學(xué)二年級開始接觸乘法時，會學(xué)習(xí)朗朗上口的乘法口訣（即“九九”乘法表），從而形成對乘法運算的抽象概念。簡單、有趣的乘法口訣，有助于學(xué)生進(jìn)行數(shù)字運算的元認(rèn)知監(jiān)控，為日后計算更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)打下基礎(chǔ)，同時也能加快計算的速度。而有的國家在教授乘法運算時則是使用畫圖法，通過與數(shù)字對應(yīng)的線條繪制，數(shù)出結(jié)點的方式進(jìn)行計算。這樣的方法在進(jìn)行大數(shù)額的乘法運算時，就顯得十分煩瑣。可見，不同文化背景下形成的數(shù)學(xué)規(guī)則會對學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生不同的影響。

數(shù)學(xué)語言和符號是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中十分重要的載體，直接影響學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的信息加工。數(shù)學(xué)語言在數(shù)學(xué)意義的建構(gòu)中包括三個符號學(xué)成分：語言、符號和視覺抽象。而數(shù)學(xué)詞匯是數(shù)學(xué)語言在數(shù)學(xué)任務(wù)中連接符號和視覺抽象的橋梁。Peng Peng等學(xué)者的研究結(jié)果表明，數(shù)學(xué)詞匯的使用影響學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解，從而影響數(shù)學(xué)成績。十以上的中文數(shù)字在組成規(guī)則上是一致的，而十以上的英文數(shù)字組成則有不規(guī)則的表達(dá)。例如，中文中對11的表達(dá)是十一，直接翻譯成英文則是“10-1”，而英文則用一個獨立的單詞“eleven”來表達(dá)。研究認(rèn)為中文的這種數(shù)字表達(dá)規(guī)則更顯優(yōu)勢，從而有助于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。中文在數(shù)學(xué)概念的表達(dá)上也有類似的語言優(yōu)勢，如四邊形在中文中以其外觀描述作為其名稱的表達(dá)，直接翻譯成英文是“four-side-shape”，這樣的名稱表達(dá)較為形象、易于理解;而英文則用“quadrilateral”表達(dá)四邊形，從字面上難以讓人產(chǎn)生對四邊形的圖形想象。相比較下，中文固有的復(fù)合詞結(jié)構(gòu)使其表達(dá)數(shù)學(xué)知識顯得更為清晰。由此可見，鑒于文化的差異，不同國家使用的語言在翻譯過程中也會出現(xiàn)不同的理解。同理，相同的數(shù)學(xué)知識點在不同的數(shù)學(xué)語言表達(dá)下會導(dǎo)致學(xué)生的理解存在差異，從而影響學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知的信息加工。

（三）數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成的影響

數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)與學(xué)生的心理結(jié)構(gòu)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是學(xué)生將數(shù)學(xué)學(xué)科中的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)經(jīng)過自己的理解構(gòu)建而成的。對數(shù)學(xué)知識的理解不同，則會出現(xiàn)不同的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)構(gòu)建方式。而文化的差異會導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和組織方式不同。換言之，文化的差異會對學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生影響。例如，在中國的文化背景下，習(xí)慣將貓和魚聯(lián)系在一起，故在小學(xué)低年級數(shù)學(xué)中會出現(xiàn)貓與魚的數(shù)字連線題;而同樣的數(shù)字連線題在英國的文化背景下則要替換成貓與老鼠才能被學(xué)生理解和接受。此外，數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)以最簡潔的方式反映出人類對數(shù)量關(guān)系和空間形式的認(rèn)識，其形成也與數(shù)學(xué)文化密切相關(guān)。構(gòu)成數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)概念和命題以及所蘊(yùn)含的思想、觀點都是在數(shù)學(xué)文化的影響下形成的。例如，勾股定理是在解決實際問題的過程中被發(fā)現(xiàn)和提出的，而畢達(dá)哥拉斯定理則是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的學(xué)者站在理性思維上嚴(yán)格證明出來的。雖然勾股定理與畢達(dá)哥拉斯定理所表達(dá)的是同一數(shù)學(xué)內(nèi)容，但由于背后的歷史文化不同，使得所蘊(yùn)含的思想、觀點也略有不同。雖然在數(shù)學(xué)教科書中都會安排勾股定理與畢達(dá)哥拉斯定理的數(shù)學(xué)史內(nèi)容，但中國學(xué)生在學(xué)習(xí)此內(nèi)容前由于所處的教育環(huán)境而對勾股定理有一定的了解，因而在學(xué)習(xí)過程中對于勾股定理的內(nèi)容與證明方法往往印象更深。可見，數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)在不同歷史文化背景下形成，會間接地影響學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成。

（四）數(shù)學(xué)文化對學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格的影響

于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言，數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格表現(xiàn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中形成的一種自我的學(xué)習(xí)習(xí)慣。數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格與數(shù)學(xué)文化息息相關(guān)。但不同的文化背景下形成的價值觀存在差異，從而導(dǎo)致認(rèn)知風(fēng)格會有不同的偏好。

場獨立型與場依存型是最早被研究的認(rèn)知風(fēng)格領(lǐng)域。Philip等學(xué)者的研究表明，具有場獨立型認(rèn)知風(fēng)格的青少年比具有場依存型認(rèn)知風(fēng)格的青少年更容易解決智力難題。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，場獨立型的學(xué)生在學(xué)習(xí)課本數(shù)學(xué)知識之余會更積極地主動探索課外的數(shù)學(xué)知識，有自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏;而場依存型的學(xué)生則更依賴教師傳授的數(shù)學(xué)知識，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的節(jié)奏上往往會跟隨教師的安排。在中國的應(yīng)試教育背景下，學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格偏向于場依存型;而西方國家由于受其傳統(tǒng)文化的影響，在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維時更具開放性，從而使學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格更偏向于場獨立型。這也間接導(dǎo)致中國學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用方面略遜于西方國家學(xué)生。可見，在不同的社會文化背景下的學(xué)生所接受的教育帶有其社會文化的痕跡，這也使得學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格偏向有所區(qū)別。在Philip等學(xué)者的研究中還可以看出，男性青少年在解決問題的任務(wù)上勝過女性青少年。在數(shù)學(xué)認(rèn)知中也會出現(xiàn)這樣的性別差異。因為傳統(tǒng)文化中對于不同性別學(xué)生的期望和要求往往會不一樣，且普遍認(rèn)為女性思維更為縝密，男性思維則更具發(fā)散性。男女學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格因其期待和要求不同而各有特點，因而在解決同樣的問題時，學(xué)生的表現(xiàn)存在性別的差異。這導(dǎo)致在后天培養(yǎng)時，對于男女學(xué)生培養(yǎng)內(nèi)容的側(cè)重點及培養(yǎng)方式都有所不同。從某種程度上而言，由于這種社會文化造成的男女學(xué)生表現(xiàn)存在差異性。

三、結(jié)論與建議

數(shù)學(xué)文化與學(xué)生認(rèn)知是緊密相連的。數(shù)學(xué)文化影響著學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的信息提取、信息加工和數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成、認(rèn)知風(fēng)格，同時也使學(xué)生的認(rèn)知具有文化屬性。鑒于數(shù)學(xué)文化對學(xué)生認(rèn)知所產(chǎn)生的影響，筆者提出以下幾點教學(xué)建議：

1.在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，關(guān)注數(shù)學(xué)文化與學(xué)生認(rèn)知之間的聯(lián)系。從上述的相關(guān)研究結(jié)果中，可看出中國的數(shù)學(xué)文化背景對于學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言是十分有利的。因而，在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，數(shù)學(xué)教育工作者應(yīng)利用好中國數(shù)學(xué)文化背景的優(yōu)勢，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展情況尋找出有助于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。

2.吸取數(shù)學(xué)文化之精華，摒棄其糟粕。數(shù)學(xué)文化是數(shù)學(xué)在發(fā)展過程中留下的歷史文化痕跡，且在不同的社會文化影響下有不同的表征。從上述的相關(guān)研究可知，并非所有的數(shù)學(xué)文化都有助于學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)該吸取數(shù)學(xué)文化之精華，摒棄其糟粕。例如，中國的文化背景使得學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格偏向場依存型，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的初級階段，這種數(shù)學(xué)認(rèn)知風(fēng)格對于數(shù)學(xué)成績的提高有一定的幫助，但在后面的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)階段，則數(shù)學(xué)應(yīng)用能力愈發(fā)顯得不如場獨立型的學(xué)生。因而，數(shù)學(xué)教育工作者應(yīng)繼承傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教育中提高學(xué)生數(shù)學(xué)成績的教學(xué)方法，并做出適當(dāng)調(diào)整，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。在繼承自身優(yōu)秀的數(shù)學(xué)文化的同時，也應(yīng)摒棄其糟粕，學(xué)習(xí)他人的長處。

3.根據(jù)數(shù)學(xué)知識背后的歷史文化以及教學(xué)環(huán)境所處的文化背景對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼；A(chǔ)教育階段的課程標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)學(xué)文化融入數(shù)學(xué)教材都有明確的要求，也因此在數(shù)學(xué)教材編寫時加入了不少數(shù)學(xué)文化的內(nèi)容。但數(shù)學(xué)教材中數(shù)學(xué)文化內(nèi)容往往是基于某一數(shù)學(xué)知識而被提及，而在不同的教學(xué)環(huán)境下又有其特定的文化背景。因此，應(yīng)將數(shù)學(xué)知識背后的歷史文化以及教學(xué)環(huán)境所處的文化背景結(jié)合起來，并對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚瑸閷W(xué)生提供有助于構(gòu)建數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的材料。

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Abstract： Historical and cultural background can have an impact on people's living habits and cognition， which is one of the reasons why people in different countries and regions have different understandings of the same thing. However， mathematics is created by human beings and it inevitably contains traces of history and culture. Therefore， it is of great significance for mathematics learning and teaching to link mathematics culture with mathematics educational psychology and explore the relationship between mathematics culture and students' cognition. This paper expounds and analyzes the influences of mathematical culture on the information extraction， information processing， the formation of mathematical cognitive structure and cognitive style in the process of students' mathematical learning， and puts forward some teaching suggestions on the influences of mathematical culture on students' cognition.

Key words： mathematical culture; cognition; mathematics learning; mathematics teaching