摘 要: 數(shù)學(xué)史在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用是非常重要的。教師在教學(xué)過(guò)程中融入數(shù)學(xué)史的內(nèi)容,可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)、形成正確的數(shù)學(xué)觀;有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式;有利于開(kāi)闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。傳授數(shù)學(xué)史的一些知識(shí)也為德育教育提供了舞臺(tái)。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)史 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué) 教育功能
數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思想的起源與發(fā)展,以及其與社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)和一般文化的聯(lián)系的一門科學(xué)。數(shù)學(xué)史對(duì)于揭示數(shù)學(xué)知識(shí)的現(xiàn)實(shí)來(lái)源和應(yīng)用,對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)真正的數(shù)學(xué)思維過(guò)程,創(chuàng)造一種探索與研究的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)氣氛,對(duì)于激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)探索精神,對(duì)于揭示數(shù)學(xué)在文化史和科學(xué)進(jìn)步史上的地位與影響,進(jìn)而揭示其人文價(jià)值,都有重要意義。作為教授數(shù)學(xué)的教師來(lái)說(shuō),在教學(xué)過(guò)程中融入數(shù)學(xué)史的內(nèi)容,不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,而且有很強(qiáng)的教育功能。我認(rèn)為其具體的教育功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、在教學(xué)過(guò)程中融入數(shù)學(xué)史可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué),形成正確的數(shù)學(xué)觀。
現(xiàn)在高中學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的感覺(jué)主要就是枯燥、難學(xué)。究其原因是現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材中的語(yǔ)言十分精練簡(jiǎn)潔。為了保持知識(shí)的系統(tǒng)性,把教學(xué)內(nèi)容按定義、定理、證明、推論、例題的順序編排,缺乏自然的思維方式,對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵,以及相應(yīng)知識(shí)的創(chuàng)造過(guò)程介紹也偏少。介紹必要的數(shù)學(xué)史知識(shí)可以使學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中對(duì)所學(xué)問(wèn)題的背景產(chǎn)生更加深入的理解,認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)絕不是孤立的,它與其他很多學(xué)科都關(guān)系密切,甚至是很多學(xué)科的基礎(chǔ),對(duì)人類文明的發(fā)展起著巨大的作用。從數(shù)學(xué)史上看,牛頓、笛卡兒等人既是著名的數(shù)學(xué)家,又是著名的物理學(xué)家。在我們所處的新數(shù)學(xué)時(shí)期,數(shù)學(xué)逐步進(jìn)入社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域,發(fā)揮著意想不到的作用,可以說(shuō)一切高技術(shù)的背后都有某種數(shù)學(xué)技術(shù)支持,數(shù)學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的一個(gè)重要特征。這些認(rèn)識(shí)對(duì)于一個(gè)學(xué)生是很有必要。
二、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式。
教師在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)史的內(nèi)容,通過(guò)講解一些與課堂內(nèi)容有關(guān)的數(shù)學(xué)歷史,鼓勵(lì)學(xué)生用新方法、新思路,拓寬思維領(lǐng)域,以克服思維的呆板性,促進(jìn)靈活性,培養(yǎng)學(xué)生多角度、全方位思維的習(xí)慣,加快思維速度,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,學(xué)生在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),就會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí),從而培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)思維方式。數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)可以引導(dǎo)學(xué)生形成一種探索與研究的習(xí)慣,去發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)在一個(gè)問(wèn)題從產(chǎn)生到解決的過(guò)程中真正創(chuàng)造了些什么,哪些思想、方法代表著該內(nèi)容相對(duì)于以往內(nèi)容的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。對(duì)這種創(chuàng)造過(guò)程的了解,可以使學(xué)生體會(huì)到一種活的、真正的數(shù)學(xué)思維過(guò)程,有利于學(xué)生對(duì)一些數(shù)學(xué)問(wèn)題形成更深刻的認(rèn)識(shí),了解數(shù)學(xué)知識(shí)的現(xiàn)實(shí)來(lái)源和應(yīng)用,而不是單純地接受教師傳授的知識(shí),從而可以在這種不斷學(xué)習(xí)、不斷探索、不斷研究的過(guò)程中逐步形成正確的數(shù)學(xué)思維方式。
三、了解數(shù)學(xué)史有利于開(kāi)闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。
數(shù)學(xué)史中有很多能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的內(nèi)容,例如在講某些數(shù)學(xué)概念、定理時(shí),先給學(xué)生講一些有關(guān)的數(shù)學(xué)歷史背景,往往能夠引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心。而且數(shù)學(xué)歷史故事中都包含著某種數(shù)學(xué)思想方法,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)、數(shù)學(xué)觀念很有好處。另外歷史上的數(shù)學(xué)名題,例如七橋問(wèn)題、四色定理等,它們往往有生動(dòng)的文化背景,也容易引起學(xué)生的興趣。還有一些著名數(shù)學(xué)家的生平、軼事,比如一些年輕的數(shù)學(xué)家成材的故事:帕斯卡16歲成為射影幾何的奠基人之一,19歲發(fā)明原始計(jì)算器;牛頓22歲發(fā)現(xiàn)一般的二項(xiàng)式定理,23歲創(chuàng)立微積分學(xué);波爾約23歲提出非歐幾何學(xué)的基本思想;阿貝爾22歲證明一般五次以上代數(shù)方程不存在求根公式;伽羅瓦創(chuàng)建群論的時(shí)候只有18歲;克萊因23歲發(fā)表“愛(ài)爾朗根綱要”,全面推動(dòng)了幾何學(xué)的研究;哥德?tīng)?5歲發(fā)表了震驚整個(gè)數(shù)學(xué)界的“不完全性定理”。如果在教學(xué)中加入這些學(xué)生感興趣又有知識(shí)性的內(nèi)容,消除學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的恐懼感,增加數(shù)學(xué)的吸引力,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也許就不再是被迫無(wú)奈的了。
四、傳授數(shù)學(xué)史的一些知識(shí)為德育教育提供了舞臺(tái)。
數(shù)學(xué)教育蘊(yùn)含豐富的德育內(nèi)容。講數(shù)學(xué)史,可培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué),追求真理,宏揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神?,F(xiàn)行的中學(xué)教材講的大都是外國(guó)的數(shù)學(xué)成就,對(duì)我國(guó)在數(shù)學(xué)史上的貢獻(xiàn)提得很少,其實(shí)中國(guó)數(shù)學(xué)有著光輝的傳統(tǒng),有劉徽、祖沖之、祖暅、楊輝、秦九韶、李冶、朱世杰等一批優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家,有中國(guó)剩余定理、祖暅公理、“割圓術(shù)”等具有世界影響的數(shù)學(xué)成就,對(duì)其中很多問(wèn)題的研究也比國(guó)外早很多年?!毒耪滤阈g(shù)》、“孫子定理”這些都是有代表意義的中國(guó)古代數(shù)學(xué)成就。
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史還可以提高學(xué)生的美學(xué)修養(yǎng)。數(shù)學(xué)是美的,無(wú)數(shù)數(shù)學(xué)家都為這種數(shù)學(xué)的美所折服。能欣賞美的事物是人的一個(gè)基本素質(zhì),數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)可以引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)美。很多著名的數(shù)學(xué)定理、原理都閃現(xiàn)著美學(xué)的光輝。例如畢達(dá)哥拉斯定理(勾股定理)是初等數(shù)學(xué)中大家都十分熟悉的一個(gè)非常簡(jiǎn)潔而深刻的定理,有著極為廣泛的應(yīng)用。兩千多年來(lái),它激起了無(wú)數(shù)人對(duì)數(shù)學(xué)的興趣,意大利著名畫(huà)家達(dá)·芬奇、印度國(guó)王Bhaskara、美國(guó)第20任總統(tǒng)Carfield等都給出過(guò)它的證明。1940年,美國(guó)數(shù)學(xué)家盧米斯在所著《畢達(dá)哥拉斯命題藝術(shù)》的第二版中收集了它的370種證明,充分展現(xiàn)了這個(gè)定理的無(wú)窮魅力。黃金分割同樣十分優(yōu)美和充滿魅力,早在公元前6世紀(jì)它就為畢達(dá)哥拉斯學(xué)派所研究,近代以來(lái)人們又驚訝地發(fā)現(xiàn),它與著名的斐波那契數(shù)列有著十分密切的內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí),在感嘆和欣賞幾何圖形的對(duì)稱美、尺規(guī)作圖的簡(jiǎn)單美、體積三角公式的統(tǒng)一美、非歐幾何的奇異美等時(shí),可以形成對(duì)數(shù)學(xué)良好的情感體驗(yàn),數(shù)學(xué)素養(yǎng)和審美素質(zhì)也得到了提高,這是德育教育一個(gè)新的突破口。
綜上所述,數(shù)學(xué)史在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用是非常重要的。在今后的教學(xué)工作中,教師應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)教育中的作用,促進(jìn)的數(shù)學(xué)史與中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的融合,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的理解,感受數(shù)學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和鍥而不舍的探索精神。
參考文獻(xiàn):
[1]李文林.數(shù)學(xué)史概論.高等教育出版社,2000.
[2]高中數(shù)學(xué)教材.人民教育出版社,2006.