傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)是枯燥乏味的,而在數(shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)史的介紹能夠使數(shù)學(xué)課變得輕松,激發(fā)學(xué)生的興趣;培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式,還能有利于學(xué)生人格的成長。而本文旨在闡述高等數(shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)史的這些作用。
高等數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)史思維方式高等數(shù)學(xué)在高等院校無論是理工類還是經(jīng)管類專業(yè)都是一門重要的公共基礎(chǔ)課。但是在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,枯燥、乏味一直是其課堂上呈現(xiàn)的特點,一直是難以治愈的硬傷,這樣就會影響教學(xué)效果。作為一名多年從事高等數(shù)學(xué)教學(xué)的工作者,發(fā)現(xiàn)在講授數(shù)學(xué)知識的同時,如果貫穿講一些數(shù)學(xué)史,能起到很好的調(diào)節(jié)課堂氣氛的作用,并且獲得良好的教學(xué)效果。
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,并且與社會政治、經(jīng)濟和一般文化相聯(lián)系的一門學(xué)科,其內(nèi)容豐富,是一部人類文明的進步史。貫穿數(shù)學(xué)史一方面可以培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,還可以對學(xué)生人格的成長起到一定的作用。
一、貫穿數(shù)學(xué)史有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣
興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的最好老師,在高等數(shù)學(xué)課堂上如果激發(fā)出了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,這就為他們?nèi)〉酶咝У膶W(xué)習(xí)創(chuàng)造了重要條件。而數(shù)學(xué)史中充滿了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的內(nèi)容,比如與數(shù)學(xué)有關(guān)的小游戲:幻方,巧移火柴棒,商人過河等,課上時間有限那么課下研究這些操作性很強的問題學(xué)生們會很有興趣的;比如為大家所熟悉的數(shù)學(xué)問題:路人過河問題,哥德巴赫猜想問題等,它們往往有豐富的文化背景,學(xué)生們都會懷著一種好奇的心情去探索;再比如一些著名數(shù)學(xué)家的生平: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18歲創(chuàng)建群論,而高斯19歲解決了正多邊形作圖的判定問題等等,這些偉人當(dāng)時的年齡和學(xué)生們相仿,自然就會引起興趣。如果在教學(xué)中適當(dāng)?shù)膶⑦@些知識性的數(shù)學(xué)史引入課堂,不僅能調(diào)動同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情,使數(shù)學(xué)課堂變得輕松,而且消除了學(xué)生對學(xué)習(xí)的恐懼感,從而使高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)就不再是一個枯燥乏味的過程了。
二、貫穿數(shù)學(xué)史能夠培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式
在傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,一般我們都是仔細備課,全面講解,但是卻發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果并不理想,學(xué)生對一些抽象的概念難以理解,普遍反映聽不懂。這是因為在教學(xué)中,為了保持知識的系統(tǒng)性,教學(xué)內(nèi)容一般都按定義、定理、證明、推論、例題的順序編排,缺乏了自然的思維方式,也缺少了對數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵以及相應(yīng)的知識創(chuàng)造過程的介紹,這就影響了學(xué)生形成正確的數(shù)學(xué)思維方式,自然就覺得概念抽象,不能接受了。
教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)史就會緩解這個問題。通過講解有關(guān)的數(shù)學(xué)歷史,讓學(xué)生在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的同時,對數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生過程,有一個比較清晰的認識,從而培養(yǎng)學(xué)生正確的數(shù)學(xué)思維方式。這樣的例子很多,比如說微積分的產(chǎn)生:傳統(tǒng)的歐式幾何的演繹體系是產(chǎn)生不了微積分的,它是牛頓、萊布尼茲在古希臘的“窮竭法”“求拋物線弓形面積”等思想的啟發(fā)下為了滿足第一次工業(yè)革命的需要創(chuàng)造得到的,產(chǎn)生的初期對“無窮小”的定義比較含糊,也不像我們現(xiàn)在看到的這樣嚴密,在數(shù)學(xué)家們的不斷補充、完善下,經(jīng)過幾十年才逐步成熟起來的。
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,可以使學(xué)生體會到一種活的、真正的數(shù)學(xué)思維過程,有利于學(xué)生對一些數(shù)學(xué)問題形成更深刻的認識,了解數(shù)學(xué)知識的現(xiàn)實來源和應(yīng)用,而不是單純地接受教師傳授的知識,從而可以在這種不斷學(xué)習(xí),不斷探索,不斷研究的過程中逐步形成正確的數(shù)學(xué)思維方式。
三、貫穿數(shù)學(xué)史有利于學(xué)生人格成長
數(shù)學(xué)史不僅記錄著世界歷史上偉大的數(shù)學(xué)成就、重要的數(shù)學(xué)推理、影響深刻的數(shù)學(xué)問題,而且還記載著國內(nèi)外許多數(shù)學(xué)家的故事。任何一門科學(xué)的前進和發(fā)展的道路都不是平坦的,無理數(shù)的發(fā)現(xiàn),非歐集合的創(chuàng)立,微積分的創(chuàng)建等等這些例子都說明了這一點。數(shù)學(xué)家們或是堅持真理、不畏權(quán)威,或是堅持不懈、努力追求,很多人甚至付出畢生的努力。阿基米德在敵人破城而入危及生命的關(guān)頭仍沉浸在數(shù)學(xué)研究之中,為的是“我不能留給后人一條沒有證完的定理”。歐拉31歲右眼失明,晚年視力極差最終雙目失明,但他仍以堅強的毅力繼續(xù)研究,他的論文多而且長,以致在他去世之后的10年內(nèi),他的論文仍在科學(xué)院的院刊上持續(xù)發(fā)表。介紹這樣一些大數(shù)學(xué)家在遭遇挫折時是如何執(zhí)著追求的故事,對那些在平時學(xué)習(xí)中遇到稍微繁瑣的計算和稍微復(fù)雜的證明就打退堂鼓的學(xué)生來說是一次很好的人格洗禮,對于他們正確看待學(xué)習(xí)過程中遇到的困難、樹立學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心會產(chǎn)生重要的作用。
那么怎樣才能在繁重的教學(xué)任務(wù)和緊張的課堂教學(xué)時間里將數(shù)學(xué)知識的傳授和數(shù)學(xué)史的介紹有機地結(jié)合起來呢?怎樣才能在有限的課堂時間里既做到保證了教學(xué)任務(wù)的完成又做到通過數(shù)學(xué)史的介紹提升了大家的學(xué)習(xí)興趣,傳遞了數(shù)學(xué)思想呢?縱觀歷史發(fā)展的長河,重要思想的誕生離不開重要的人物。對數(shù)學(xué)的發(fā)展也是如此,德國著名數(shù)學(xué)家H.Weyl說過:“如果不知道各位前輩所建立和發(fā)展的概念、方法和成果,我們就不能理解近50年數(shù)學(xué)的目標(biāo),也不能理解它的成就?!庇纱丝梢姡芯繑?shù)學(xué)人物在數(shù)學(xué)史的研究中的重要性。這也提醒了廣大教師,在課堂教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)丶尤胂闰?qū)們的生平和業(yè)績的介紹,讓學(xué)生們?nèi)ジ惺芸茖W(xué)家的治學(xué)態(tài)度和對知識的執(zhí)著追求,這往往能激發(fā)學(xué)生刻苦鉆研、勇往直前的奮斗精神,會對我們的課堂教學(xué)起到畫龍點睛的作用。
總之,經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中適時地加入數(shù)學(xué)史相關(guān)內(nèi)容就能對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)起到很好的輔助作用。我們相信,對于高等數(shù)學(xué)教師,如果多學(xué)習(xí)和搜集有關(guān)的數(shù)學(xué)史知識,熟悉一些數(shù)學(xué)大家的生平、業(yè)績、治學(xué)態(tài)度、治學(xué)方法、趣聞軼事等等,
對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)來說百利而無一害,一定會把高等數(shù)學(xué)講授得更生動、有趣和富有哲理。而對于很多正在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的學(xué)生,一旦了解了這些數(shù)壇前輩們的學(xué)術(shù)成就和道德風(fēng)范,也必將從中受到鼓舞,繼而提高學(xué)習(xí)興趣,取得更好的成績。
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