段文強
俗話說:要給學生一碗水,教師要有一桶水。數(shù)學教師不僅要熟悉教材、鉆研教法,而且要讓學生知道相關數(shù)學史的知識,因為通過學習數(shù)學史,不僅能夠培養(yǎng)學生良好的數(shù)學品質(zhì),而且能夠激發(fā)學生對學習數(shù)學的興趣。
一、數(shù)學教師應該多讀點數(shù)學史服務于教學
“讀史使人明智”,數(shù)學的面貌很縝密,數(shù)學發(fā)現(xiàn)的過程很隱蔽。如果學生在學校畢業(yè)后,不知道著名的數(shù)學家,也不知道數(shù)學悠久且曲折的發(fā)展史,更不要說現(xiàn)代數(shù)學的發(fā)展,對于教學效果來講,是有缺失的。數(shù)學教師應該讓學生知道一些相關數(shù)學史的知識。學習數(shù)學史的意義主要體現(xiàn)在以下方面:
1.知道數(shù)學史,可以培養(yǎng)學生良好的數(shù)學品質(zhì),激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣?,F(xiàn)代數(shù)學的發(fā)展,其基礎在過去對數(shù)學的積累。如果不了解數(shù)學史,就不好理解數(shù)學怎么成為當代這樣子的,就會片面認為數(shù)學就是單純的知識和做題技巧的堆砌,以及由單純的邏輯推導形成的知識系統(tǒng)。
2.知道數(shù)學史,能對所教內(nèi)容有更深刻的理解,能領悟到數(shù)學問題的本質(zhì),在給學生解決問題時不會照本宣科。例如函數(shù)概念是中學數(shù)學重要內(nèi)容之一,回顧函數(shù)概念的發(fā)展過程,從1718年德國數(shù)學家萊布尼茨的學生貝努里首先提出“函數(shù)解析式”的原始定義,中間經(jīng)過達朗貝爾、歐拉、富里埃、羅巴切夫斯基、狄利克萊、維布倫、康托爾等數(shù)學家的不斷研究、探討,才逐漸形成現(xiàn)行教科書上的現(xiàn)代函數(shù)定義。僅從大的方面考察,其中至少經(jīng)過五次以上的修正,每一次修正的內(nèi)容,正是師生在理解函數(shù)概念時常感模糊不清的問題。從以上過程,使學生了解數(shù)學的發(fā)展是不平坦的,是充滿曲折與艱難的。
3.知道數(shù)學史,有利于學生以數(shù)學家為榜樣,不畏艱難,培養(yǎng)學生在學習中克服困難、頑強拼搏的精神。例如數(shù)與形的概念,不是從其他任何地方,而是從現(xiàn)實世界中得來的。就拿認識無理數(shù)來說,便是明證。公元前五世紀,當時的畢達哥拉斯學派堅信“萬物都是數(shù)(指整數(shù)或整數(shù)之比)”,即指一切現(xiàn)象都可用有理數(shù)表示。然而,這個學派的一個學者帕索斯在幾何研究實踐中驚異地發(fā)現(xiàn)了“等腰直角三角形的直角邊與斜邊不可通約(即其邊長之比不能表示為有理數(shù))”。這是一個偉大發(fā)現(xiàn)。希氏的發(fā)現(xiàn)導致了數(shù)學史上的“第一次數(shù)學危機”。嚴峻的事實迫使后人思考研究,于是一個嶄新的數(shù)——無理數(shù)被逐步認識了,自此人類跨入到寬廣的實數(shù)領域。
4.知道數(shù)學史,有助于在宣揚古代數(shù)學成就中激發(fā)愛國主義熱情,培養(yǎng)和增強民族自豪感。在引入新課時,宣揚我們勤勞智慧的祖先的那些“偉大的數(shù)學發(fā)明”,可以增強民族自信心,激發(fā)學生的愛國熱情,從而進一步調(diào)動學生學好數(shù)學,勵志成才,報效祖國的積極性。
5.知道數(shù)學史,有助于師生智慧的訓練和開發(fā)。在中外數(shù)學史上,數(shù)學思維發(fā)展中的經(jīng)驗教訓是最有借鑒意義的,數(shù)學知識不會離開數(shù)學發(fā)展史而憑空產(chǎn)生。因為“一個壞的教師奉送真理,一個好的教師教人發(fā)現(xiàn)真理”。
二、課堂實例
如何選擇與加工活生生的史料,并加以創(chuàng)造性運用,是數(shù)學教師值得研究的課題。把數(shù)學中的具體知識在生活中找到更多聯(lián)系,對于數(shù)學史來說,是個很好的橋梁。充分發(fā)掘教材的思想性,寓德育于數(shù)學教學中,是教書育人的有效途徑。教師可借助數(shù)學史知識幫助學生理解和掌握知識,通過廣泛閱讀數(shù)學史知識,開闊視野,將數(shù)學史滲透到數(shù)學知識教學中,讓數(shù)學史在教學中真正起到應有的作用。
數(shù)學史中記載了許多數(shù)學家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的生動過程,向?qū)W生介紹這些過程,有利于學生了解數(shù)學理論發(fā)展的歷史背景,數(shù)學知識的創(chuàng)造過程和其中的數(shù)學思想方法,從而學生可體會到活的真正的數(shù)學思維過程和學習方法。例如,高一數(shù)學必修3第三章“概率”內(nèi)容講授,可適當引入它產(chǎn)生的歷史小故事。在16世紀,意大利有個叫卡丹的人,很有才華,是醫(yī)生也是數(shù)學家,他提出了三次方程的求根公式,但在生活中,他卻是一個放蕩不羈的人,他最愛好賭博,為了在賭博時多贏少輸,他作了大量觀察研究。有一次賭博方法是這樣的:一個人手拿兩顆骰子,此人在擲出骰子前叫參加賭博的人猜擲出兩顆骰子點數(shù)和是多少,猜對贏。對這種賭法,怎樣猜法最有利呢?讓學生思考,感受上面問題的思維過程,再繼續(xù)講:卡丹對此冥思苦想,最后他是這樣解決問題的,他把兩顆骰子的情況畫出一張表,它有36種可能組合情況,但兩顆骰子的和只有2到12這11種可能。它們出現(xiàn)的次數(shù)不同,其中7出現(xiàn)的次數(shù)最多,因此,卡丹認為,猜7是最有利的。盡管這樣,賭6次也只能贏一次,而要輸5次,因此莊家總是要贏的。通過這個故事,講述本學期高中必修3概率的思想,此后法國數(shù)學家帕斯卡等進一步研究了骰子賭博的問題,從而產(chǎn)生了一個新的數(shù)學分支——概率。
三、在數(shù)學教學中介紹數(shù)學史的基本方式
1.在適當?shù)恼鹿?jié)中選講一些與課題發(fā)展有關的數(shù)學史實及數(shù)學家傳略。
2.在和學生平時交談時,介紹一些數(shù)學典故或數(shù)學家的趣事逸聞。
3.指導課外閱讀有關數(shù)學史書刊。
4.指導學生開展一些課外活動。如出數(shù)學墻報、數(shù)學手抄報、辦數(shù)學講座等。