劉立漢
摘 要:數(shù)學(xué)在法國(guó)教育中具有舉足輕重的地位,中國(guó)和法國(guó)數(shù)學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的編排方式、知識(shí)的深度和廣度、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的程度有很多的不同。借鑒中法不同教學(xué)的方式,取長(zhǎng)補(bǔ)短,對(duì)我國(guó)數(shù)學(xué)教學(xué)有非常大的幫助。
關(guān)鍵詞:中國(guó);法國(guó);數(shù)學(xué)教育;差異
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002-2589(2013)32-0269-02
數(shù)學(xué)在法國(guó)教育中具有舉足輕重的地位,而中國(guó)與法國(guó)數(shù)學(xué)教育有很多的不同,下面就中國(guó)和法國(guó)數(shù)學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的編排方式、知識(shí)的深度和廣度、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的程度,簡(jiǎn)單談?wù)勚蟹▋蓢?guó)數(shù)學(xué)教育的幾點(diǎn)差異。
一、教學(xué)內(nèi)容的編排方式不同
法國(guó)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容都是螺旋上升,循序漸進(jìn)的。例如,大學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)數(shù)列的極限和函數(shù)的極限,不過(guò)這時(shí)只是學(xué)習(xí)數(shù)列極限的描述性定義、單調(diào)有界原理、常用極限和極限的運(yùn)算法則,以及函數(shù)極限的描述性定義、函數(shù)極限的性質(zhì)和運(yùn)算法則、函數(shù)極限的判定與重要極限,直至大學(xué)二年級(jí)才會(huì)學(xué)習(xí)數(shù)列的極限和函數(shù)的極限的嚴(yán)格定義,也就是語(yǔ)言,以及極限的唯一性、收斂數(shù)列的有界性、收斂數(shù)列與其子數(shù)列間的關(guān)系、函數(shù)極限的局部保號(hào)性、柯西(Cauchy)極限存在準(zhǔn)則。再比如,大學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)習(xí)不定積分與定積分,不過(guò)這時(shí)只是學(xué)習(xí)原函數(shù)與不定積分的定義、不定積分的性質(zhì)、基本積分表,以及定積分的描述性定義、定積分的基本性質(zhì)、關(guān)于積分上限的函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)、定積分的計(jì)算,直至高年級(jí)才會(huì)學(xué)習(xí)不定積分的換元積分法(第一類換元法、第二類換元法)、分部積分法、幾種特殊類型函數(shù)的積分(有理函數(shù)的積分、三角函數(shù)有理式的積分、簡(jiǎn)單無(wú)理函數(shù)的積分),以及定積分的介值定理、中值定理、廣義積分(無(wú)窮限的廣義積分、無(wú)界函數(shù)的廣義積分、無(wú)窮限的廣義積分的審斂法、無(wú)界函數(shù)的廣義積分的審斂法)、定積分的應(yīng)用[定積分的元素法、平面圖形的面積、體積(旋轉(zhuǎn)體的體積、平行截面面積已知的立體的體積]。變力沿直線所做的功、水壓力、引力、函數(shù)的平均值、均方根)。還比如,大學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)一階線性微分方程解集的構(gòu)成與疊加原理、相應(yīng)齊次方程的解、常數(shù)變易法、初值問(wèn)題的解:存在性與唯一性,以及二階線性常系數(shù)微分方程的定義與解集的構(gòu)成、相應(yīng)齊次方程的解、第二項(xiàng)為指數(shù)函數(shù)與多項(xiàng)式函數(shù)之積時(shí)特解的尋求、常數(shù)變易法、初值問(wèn)題:解的存在性與唯一性,而直至高年級(jí)才會(huì)學(xué)習(xí)可化為齊次的方程、伯努利方程、可降階的高階微分方程、微分方程的冪級(jí)數(shù)解法、全微分方程、積分因子、常微分方程組、二維自治系統(tǒng)與相平面、平面奇點(diǎn)、極限環(huán)、李雅普諾夫穩(wěn)定性、自治系統(tǒng)的李雅普諾夫第二方法。另外,大學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)復(fù)數(shù)的運(yùn)算和復(fù)數(shù)的代數(shù)結(jié)構(gòu)、復(fù)數(shù)的模與幅角的定義、復(fù)數(shù)的模與幅角的性質(zhì)、復(fù)數(shù)的指數(shù)形式、復(fù)指數(shù)函數(shù)、復(fù)數(shù)的次根,直至高年級(jí)才會(huì)學(xué)習(xí)解析函數(shù)的概念、解析函數(shù)和調(diào)和函數(shù)的關(guān)系、初等函數(shù)、復(fù)積分的概念、柯西積分定理、柯西積分公式、解析函數(shù)的高階導(dǎo)數(shù)、復(fù)數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)、復(fù)變函數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)、泰勒級(jí)數(shù)、洛朗級(jí)數(shù)、孤立奇點(diǎn)、留數(shù)、共形映射的概念、共形映射的基本問(wèn)題、分式線性映射。幾個(gè)初等函數(shù)構(gòu)成的共形映射。這樣一來(lái),這些知識(shí)不再是一個(gè)封閉的、獨(dú)立的個(gè)體,而是不同知識(shí)相互聯(lián)系成一個(gè)整體。
而我國(guó)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是呈線性的,同時(shí)內(nèi)容還是呈塊狀的,集中安排,像復(fù)變函數(shù)、常微分方程都是安排一門課在整個(gè)某一學(xué)期介紹,而極限、積分、導(dǎo)數(shù)等高等數(shù)學(xué)內(nèi)容則安排在大學(xué)一年級(jí)上下兩個(gè)學(xué)期介紹,保證了知識(shí)完整的體系。
二、數(shù)學(xué)知識(shí)的深度和廣度不同
法國(guó)的大學(xué)數(shù)學(xué)教材選取了大量的近現(xiàn)代的教學(xué)內(nèi)容。例如,在大學(xué)一年級(jí)會(huì)介紹多項(xiàng)式和有理函數(shù)及其性質(zhì)、比較增長(zhǎng)率、雙曲正弦函數(shù)、雙曲余弦函數(shù)、雙曲三角關(guān)系式、雙曲正切函數(shù)、反雙曲正弦函數(shù)、反雙曲余弦函數(shù)、反雙曲正切函數(shù),而對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),這些內(nèi)容也有涉及,但在深度和廣度上都不如法國(guó)。再者,法國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)在學(xué)復(fù)數(shù)時(shí)會(huì)介紹Newton公式和Bernoulli公式、形如的線性化、幺模群,而對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),這些內(nèi)容也有涉及只是略微淺顯。
法國(guó)數(shù)學(xué)一開始就使用大量的矩陣?yán)碚摵途€性空間知識(shí),強(qiáng)迫學(xué)生以比較抽象的思維從比較高的視點(diǎn)看問(wèn)題,摒棄中學(xué)思維中的部分陋習(xí)。而在我國(guó),中國(guó)工科教材喜歡用標(biāo)量式。只考慮大小,忽略方向,甚至還出現(xiàn)過(guò)“略去方向不寫,只考慮大小”這樣的語(yǔ)句,盡量避免使用矢量式。比如,我國(guó)學(xué)生認(rèn)為柯西不等式是不顯然的,是一種技巧,是少數(shù)人的專利,有畏懼心理,更遑論Holder和Minkovski不等式。工科學(xué)生很多不知道柯西不等式。而法國(guó)教學(xué)大綱是按照高屋建瓴的線性空間思維建立的,無(wú)論柯西,Holder還是Minkovski不等式,根本就是“三角形兩邊之和大于第三邊”那樣顯然直觀。
三、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的程度不同
數(shù)學(xué)具有邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性,在教材中它總以完善的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前,許多題目都是經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理的,具有科學(xué)性、系統(tǒng)性。文字表達(dá)嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、枯燥,但很少創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,忽略了數(shù)學(xué)知識(shí)從生活生產(chǎn)中被發(fā)現(xiàn)的曲折過(guò)程,抑制了學(xué)生思維的空間。心理學(xué)研究表明,當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生熟悉的生活背景越接近,學(xué)生自覺(jué)接納知識(shí)的程度越高。數(shù)學(xué)學(xué)科具有高度的抽象性,嚴(yán)密的邏輯性。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往感到枯燥,缺少積極性和主動(dòng)性。從課程的開始就處于一種被動(dòng)的接受地位,那么,利用學(xué)生身邊的實(shí)際事實(shí)為背景,結(jié)合生活實(shí)例引入教學(xué)就會(huì)使學(xué)生感到親切,從而以一種積極的心態(tài)投入到數(shù)學(xué)課的學(xué)習(xí)中去。數(shù)學(xué)的教學(xué)目的是讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和發(fā)展一般智力,讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,樹立應(yīng)用意識(shí),培養(yǎng)應(yīng)用能力。教學(xué)的目的不僅是為了考試、考學(xué)、考高分的需要,還要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),讓基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合。法國(guó)強(qiáng)調(diào)應(yīng)該讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決自己在實(shí)踐中遇到的實(shí)際問(wèn)題,在教學(xué)內(nèi)容中提出了大量與實(shí)際密切聯(lián)系的問(wèn)題,同時(shí)還給出了問(wèn)題解決的各個(gè)步驟。在法國(guó)教學(xué)的聯(lián)系實(shí)際中,比較多的有學(xué)生的直接參與與社會(huì)的關(guān)切。
我國(guó)以往對(duì)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用關(guān)注不夠,數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用在我國(guó)也逐步受到重視,如組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。素質(zhì)教育下的課堂教學(xué),要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。從學(xué)生的生活中提出問(wèn)題,會(huì)讓學(xué)生感到問(wèn)題的真實(shí)性和解決的必要性,從而對(duì)解決問(wèn)題有一種渴望,以一種主動(dòng)的態(tài)度進(jìn)入數(shù)學(xué)課的學(xué)習(xí)。如教學(xué)長(zhǎng)、正方形面積計(jì)算時(shí),我拿了幾張照片發(fā)給每個(gè)小組,告訴大家這是我們聯(lián)歡會(huì)的照片,準(zhǔn)備舉辦一個(gè)展覽,為了保護(hù)照片要在照片上貼薄膜,你們知道需要買多少嗎?這時(shí)同學(xué)們興趣來(lái)了,紛紛想辦法,有的說(shuō)用相片去比一比,有的說(shuō)用尺子量一量等等,這樣學(xué)生熟悉的例子,解決它的主動(dòng)性也就自然的產(chǎn)生了。
另外日常生活實(shí)踐中,包含著豐富的數(shù)學(xué)知識(shí),如“自行車支架為什么是三角形的,正方形的行嗎?罐頭盒為什么是圓柱形的其他形狀行嗎?車輪為什么是圓形的,橢圓形、六邊形的可以嗎?”結(jié)合實(shí)際引入新課,促使學(xué)生在頭腦中積極思考,不僅達(dá)到了設(shè)疑引趣的目的,而且擴(kuò)展了知識(shí)面。
總之,數(shù)學(xué)在法國(guó)教育中具有舉足輕重的地位,而中國(guó)與法國(guó)數(shù)學(xué)教育有很多的不同,中國(guó)和法國(guó)數(shù)學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的編排方式、知識(shí)的深度和廣度、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的程度等方面都存在差異。
法國(guó)大學(xué)一年級(jí)會(huì)學(xué)復(fù)數(shù)的運(yùn)算和復(fù)數(shù)的代數(shù)結(jié)構(gòu)、復(fù)數(shù)的模與幅角的定義、復(fù)數(shù)的模與幅角的性質(zhì)、復(fù)數(shù)的指數(shù)形式、復(fù)指數(shù)函數(shù)、復(fù)數(shù)的次根,直至高年級(jí)才會(huì)學(xué)習(xí)解析函數(shù)的概念、解析函數(shù)和調(diào)和函數(shù)的關(guān)系、初等函數(shù)、復(fù)積分的概念、柯西積分定理、柯西積分公式、解析函數(shù)的高階導(dǎo)數(shù)、復(fù)數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)、復(fù)變函數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)、泰勒級(jí)數(shù)、洛朗級(jí)數(shù)、孤立奇點(diǎn)、留數(shù)、共形映射的概念、共形映射的基本問(wèn)題、分式線性映射、幾個(gè)初等函數(shù)構(gòu)成的共形映射。這樣一來(lái),這些知識(shí)不再是一個(gè)封閉的、獨(dú)立的個(gè)體,而是不同知識(shí)相互聯(lián)系成一個(gè)整體。我國(guó)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是呈線性的,同時(shí)內(nèi)容還是呈塊狀的,集中安排,像復(fù)變函數(shù)、常微分方程都是安排一門課在整個(gè)某一學(xué)期介紹,而極限、積分、導(dǎo)數(shù)等高等數(shù)學(xué)內(nèi)容則安排在大學(xué)一年級(jí)上下兩個(gè)學(xué)期介紹,保證了知識(shí)完整的體系。
法國(guó)的大學(xué)數(shù)學(xué)教材選取了大量的近現(xiàn)代的教學(xué)內(nèi)容.例如,在大學(xué)一年級(jí)會(huì)介紹多項(xiàng)式和有理函數(shù)及其性質(zhì)、比較增長(zhǎng)率、雙曲正弦函數(shù)、雙曲余弦函數(shù)、雙曲三角關(guān)系式、雙曲正切函數(shù)、反雙曲正弦函數(shù)、反雙曲余弦函數(shù)、反雙曲正切函數(shù),而對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),這些內(nèi)容也有涉及,只是深度和廣度上都略顯不足。
法國(guó)強(qiáng)調(diào)應(yīng)該讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決自己在實(shí)踐中遇到的實(shí)際問(wèn)題,在教學(xué)內(nèi)容中提出了大量與實(shí)際密切聯(lián)系的問(wèn)題,同時(shí)還給出了問(wèn)題解決的各個(gè)步驟。但數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用在我國(guó)也逐步受到重視,如組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。借鑒中法不同教學(xué)的方式,取長(zhǎng)補(bǔ)短,將對(duì)我國(guó)數(shù)學(xué)教學(xué)有非常大的幫助。
參考文獻(xiàn):
[1]陳昌平.數(shù)學(xué)教育比較與研究[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2000.
[2]丁同仁.常微分方程[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]馬忠林.數(shù)學(xué)教育史[M].南寧:廣西教育出版社,2001.
[4]歐陽(yáng)光中,朱學(xué)炎,金福臨,陳傳璋.數(shù)學(xué)分析(第三版,上冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2006.
[5]歐陽(yáng)光中,朱學(xué)炎,金福臨,陳傳璋.數(shù)學(xué)分析(第三版,下冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2006
[6]同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(第六版.上冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2007.
[7]同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(第六版,下冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2007.
[8]余家榮.復(fù)變函數(shù)(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
(責(zé)任編輯:田 苗)