2.1
數學過程
數學可以從不同的角度被理解和哲學化。
關注融入永續發展教育的情況下,將數學視為一種人類活動,作為應對特定人類背景下挑戰的方式相當重要。若要將永續發展教育納入教材中,需要將數學視為一種與社區和環境相關的知識和技能的發展方式,而不是僅僅以更加"形式主義"的方式來看待數學。數學家魯本·赫什(Reuben Hersh)在1997年的著作中很好地描述了數學實際上是一種人類活動。
將數學視為人類活動,我們可以思考它如何在支持或減弱永續發展方面發揮作用。艾倫·畢蓀(Alan Bishop)在1988年描述了六種用於檢視文化實踐中數學元素的人類活動類別。數學涉及計數、測量和定位。當人們設計、解釋或使用計數、測量或定位時,實際上是在進行數學活動。數千年來,各種文化中的人們都透過數量、大小和位置等方式來描述物體。例如,人們常常計算天數並記錄事件,以預測適合種植農作物、組織聚會等的時間,而日曆就是用來幫助這些活動的工具。同樣,人們還會測量身體的部分來製作合適的服裝。在幾何學中,人們通過識別地標,使用詞語和數字來確定特定位置,然後導引他人前往該位置。通過這種數學活動,人們設計了有效滿足需求的方法,這反映出數學作為永續發展工具的角色。
2.2
概括與抽象
數學還包括用於這些努力中的概括工具,但這些工具並不像其他環境相關的工具那樣清晰。例如,我們可能注意到三個芒果和五個相似芒果組成的群體總共有八個芒果。由於這也適用於其他類型的物體,我們可以說3 + 5 = 8,始終如此。表達式3 + 5 = 8是一種抽象,因為與特定情境無關。另一個涉及測量和定位的例子是,人們發現具有邊長分別為3、4和5的三角形無論使用哪種測量單位,都會擁有一個直角。這種概括已經在建造滿足人類需求的建築中使用了數千年。
大多數應用數學都基於概括。例如,在劃定選舉邊界時,人們需要計算不斷變化的人口,這涉及到人們的年齡(達到投票年齡)、遷移和死亡,而這些數據龐大複雜。為了處理這種複雜性,設計師使用計算算法來預測未來人口。這些計算工具和描述模式的模型都是抽象的。同樣的過程涉及到形狀和空間的決策,因為設計師需要建立對人有意義的邊界,這涉及到一些眾所周知的幾何對象,例如直線和平滑曲線,這些都是抽象的。
像這樣的抽象工具對於更深入地評估人類所面臨的挑戰是非常有力的,因為它們允許我們進行預測,並設計滿足需求和期望的實體和概念結構。聯合國制定的可持續發展框架平衡了眼前的需求和長期的社會需求。換句話說,個體對於乾淨的水源(永續發展目標6和14)、健康的食物(永續發展目標2、3、14和15)以及有意義的工作(永續發展目標8)的需求,理想情況下應該與其他人對於這些需求(永續發展目標1、2、4、5和10)的需求達到平衡,同時也應該考慮到未來資源的長期可持續性,以滿足人們的需求。雖然這種平衡並不總是容易實踐,但數學可以幫助我們進行協調和取得進展。
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上述內容中的關鍵要素可以被歸納為以下幾個重要方面:
數學作為人類活動的理解: 在教育中強調數學不僅是一門學科,更是人類活動的一部分,這有助於學生更好地理解數學在現實生活中的應用和價值。教育者可以引用魯本·赫什的觀點,強調數學與人類社會、環境和文化的緊密聯繫。
數學在解決人類挑戰中的角色: 強調數學作為解決人類挑戰的一種工具,特別是在可持續發展領域。將數學與社區需求和環境問題相關聯,並且突顯數學在計數、測量、定位等方面的應用,以及如何透過這些數學活動來提高社會的永續性。
概括和抽象的重要性: 強調數學中的概括和抽象概念,並闡述它們在解決複雜問題和進行預測方面的重要性。數學的抽象工具可以幫助學生更深入地理解人類面臨的挑戰,並設計出能夠滿足長期和即時需求的解決方案。
數學在可持續發展目標中的應用: 將數學與聯合國制定的可持續發展目標相聯繫,例如清潔水、健康食品、有意義的工作等,強調數學在實現這些目標中的作用。指出數學可以幫助平衡不同需求之間的關係,並支持未來資源的永續利用。
數學教育的實踐方法: 提供實際的教育方法,如何將上述觀點融入數學教育中。教育者可以透過設計實際案例、問題解決活動和專題專案,幫助學生體會數學在永續發展中的應用,並培養他們的解決問題能力。
綜合上述要素,數學在永續發展教育中的關鍵是將數學從抽象學科轉變為解決實際問題的工具,並強調其對於社會、環境和文化的重要影響。通過這種方式,我們可以幫助學生更深入地理解永續發展的核心概念,並培養他們的永續思維和解決問題的能力。