摘要 本文通過(guò)對(duì)沙雷金和葉爾岡日耶娃臺(tái)著的《直觀幾何》教材和美國(guó)芝加哥大學(xué)編寫的《UCSMP幾何》教材進(jìn)行分析,并與我國(guó)進(jìn)行比較,力隸對(duì)我國(guó)的中學(xué)幾何教材改革提供一些有意義的啟示與建議。
關(guān)鍵詞 幾何教材;教材比較;擻材改革
一、俄羅斯《直觀幾何》教材
俄羅斯《直觀幾何》教材由沙雷金和葉爾岡日耶娃臺(tái)著,這套幾何教材在繼承嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)傳統(tǒng)、貫徹現(xiàn)代數(shù)學(xué)觀的同時(shí)又注重貼近學(xué)生生活,既保持嚴(yán)密的邏輯體系,體現(xiàn)現(xiàn)代幾何學(xué)的發(fā)展,又有豐富的生活內(nèi)容,這對(duì)我國(guó)的幾何教材改革有著重要的借鑒價(jià)值。該教材主要有如下特點(diǎn):
1 不拘泥于學(xué)科的邏輯體系,而從學(xué)生實(shí)際生活出發(fā),使學(xué)生充分經(jīng)歷直觀感知、操作辨認(rèn)的過(guò)程,逐步形成空間觀念。與我國(guó)幾何教材的一維一二維一三維的知識(shí)展開(kāi)方式不同,該教材主要采取三維(現(xiàn)實(shí)幾何)一二維一三維(立體幾何)的展開(kāi)方式。
2 注重引導(dǎo)學(xué)生參加一些獨(dú)特的幾何活動(dòng)。例如,讓學(xué)生體會(huì)平面圖形中反映不可能實(shí)現(xiàn)的立體對(duì)象所具有的欺騙性,甚至讓學(xué)生自己設(shè)想這類不可能性對(duì)象,并想辦法用平面圖形畫(huà)出來(lái),這樣的活動(dòng)不僅具有趣味性、奇異性,也具有挑戰(zhàn)性,它把學(xué)生的空間觀念和對(duì)圖形的認(rèn)識(shí)引人更高的層次。
3 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行幾何活動(dòng)的方式多樣化并富于趣味性。從某一特定的情景出發(fā),形成豐富內(nèi)涵的綜合性學(xué)習(xí)內(nèi)容如,“坐標(biāo)”一節(jié)的組織:看地圖-地球上的坐標(biāo)-(直觀感知)平面的坐標(biāo)-國(guó)際象棋-海戰(zhàn)游戲-回憶母親生日-時(shí)間坐標(biāo)-坐標(biāo)軸、有序數(shù)對(duì)、坐標(biāo)平面-笛卡爾坐標(biāo)-珍寶島探寶游戲-極坐標(biāo)空間坐標(biāo)。
4 力求體現(xiàn)幾何的文化功能,除了認(rèn)識(shí)周圍的幾何形狀之外,把學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)提升到理論上來(lái)。有吸引進(jìn)學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的幾何活動(dòng),如一筆畫(huà)問(wèn)題、折紙、走迷宮、擺火柴、三視圖、七巧板藝術(shù)等等,這些都是幾何學(xué)所不應(yīng)拒之門卦的。
二、美國(guó)《UCSMP何》教材
UCSMP是美國(guó)芝加哥大學(xué)學(xué)校數(shù)學(xué)方案的縮寫。該幾何教材編寫目錄如下:1、點(diǎn)和線;2、幾何的語(yǔ)言和邏輯;3、角和線;4、從映射到全等;5、全等的證明方法;6、多邊形和對(duì)稱;7、三角形全等;8、周長(zhǎng)和面積;9、三維圖形;10、表面積和體積;11、間接證明法和坐標(biāo)證明法12、對(duì)稱;13、相似三角形和多邊形;14、圓的深入研究(包括球)在編排上有如下特點(diǎn):
1 較早的涉及了幾何的語(yǔ)言和邏輯,此舉可看作是對(duì)公理化思想的滲透。所謂公理化思想就是以一些不定義的概念作為原始概念,以若干不證明的命題作為公理,并從這些作為約定的原始概念和命題出發(fā)來(lái)推演出一系列結(jié)論-這種處理方式不同于歐式幾何所用的方法,而屬于形式公理化的內(nèi)容。
2 不受制于歐氏綜合方法,在教材第一章就給出了關(guān)于坐標(biāo)軸和坐標(biāo)平面的概念,并利用坐標(biāo)來(lái)討論幾何問(wèn)題。并且?guī)缀巫儞Q也是這套教材的重要內(nèi)容,從反射變換到平移變換再到旋轉(zhuǎn)變換,最后將這些變換統(tǒng)一到合同變換概念之下,并運(yùn)用幾何變換來(lái)完成命題的證明,體現(xiàn)了歐氏幾何的現(xiàn)代觀點(diǎn)。
3 融平面幾何、立體幾何和解析幾何于一體,最顯著的特點(diǎn)就是面向現(xiàn)實(shí)世界。重視幾何的實(shí)用性。教材盡可能的將現(xiàn)實(shí)生活中學(xué)生能感知的幾何概念的模型通過(guò)習(xí)題呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生驚訝的感覺(jué)到幾何原來(lái)是如此貼近生活,進(jìn)而引導(dǎo)他們通過(guò)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用來(lái)理解概念,并能主動(dòng)的去解決現(xiàn)實(shí)生活中的幾何問(wèn)題,
三、與我國(guó)幾何教材的比較
可以看出,這兩套教材都不以經(jīng)典的歐式幾何為主線,而是把幾何作為發(fā)展學(xué)生問(wèn)題解決、推理證明、空間感的一種媒介來(lái)學(xué)習(xí)。
1 推理證明方面,美國(guó)的《UCSMP幾何》主張給學(xué)生一個(gè)學(xué)會(huì)證明的循序漸進(jìn)的過(guò)程,而我國(guó)基本堅(jiān)持對(duì)學(xué)生作較為系統(tǒng)的訓(xùn)練,并拓展推理的內(nèi)涵,加強(qiáng)合情推理,強(qiáng)化對(duì)推理過(guò)程的理解。對(duì)比表明,我們確實(shí)需要降低幾何推理的起點(diǎn)和難度。
2 課程設(shè)置方面,這兩套教材都基于既繼承又發(fā)展的理念,即繼承傳統(tǒng)課程中的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,同時(shí)根據(jù)時(shí)代發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的雙重需求,調(diào)整課程的體系結(jié)構(gòu)、更新課程的內(nèi)容,而且沒(méi)有遵循嚴(yán)格的幾何學(xué)體系進(jìn)行編排。
3 課程內(nèi)容方面,美國(guó)從新數(shù)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,便一直重視現(xiàn)代幾何內(nèi)容,早在70年代就已引入了向量、變換,近十年來(lái)又用向量來(lái)處理直線和平面問(wèn)題。我國(guó)則偏重于傳統(tǒng)知識(shí),只在近十年來(lái)才引進(jìn)一些現(xiàn)代幾何的內(nèi)容,如空間坐標(biāo)、空間向量、變換等。俄羅斯則既注重傳統(tǒng)也注重現(xiàn)代幾何知識(shí),早在60年代俄羅斯就將現(xiàn)代幾何的思想、方法融入中學(xué)幾何教材之中,這樣既對(duì)傳統(tǒng)幾何內(nèi)容給予足夠重視,同時(shí)又兼顧現(xiàn)代幾何內(nèi)容。
4 對(duì)于內(nèi)容的現(xiàn)代化,美國(guó)曾在新數(shù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期廢棄歐式幾何,將大學(xué)數(shù)學(xué)的部分內(nèi)容下放至中學(xué),實(shí)踐證明并沒(méi)有成功所以我們?cè)谔幚斫滩膬?nèi)容的時(shí)候要保持我們的優(yōu)良傳統(tǒng),在刪減內(nèi)容時(shí)一定要反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查。