梁晗琦
【摘要】數(shù)學史是學習數(shù)學的重要工具,本文主要從3個角度淺析數(shù)學史在中學數(shù)學教育中的作用:數(shù)學史對提高學生數(shù)學素養(yǎng)的作用;數(shù)學史對激發(fā)學生學習興趣的作用;數(shù)學史對學生良好品質及愛國情懷形成的作用.
【關鍵詞】數(shù)學史;數(shù)學教育
數(shù)學是歷史最悠久的人類知識領域之一,它不僅僅是生活中的常識、美妙的藝術作品或偉大的科學成果,更主要的是一門有著豐富內涵的知識體系,有時甚至可能以難以察覺到的方式影響著現(xiàn)代歷史的進程.因此,數(shù)學的歷史是極其豐富的,數(shù)學史的教育價值也就不言而喻了,而中學生學習數(shù)學史的意義,亦即追溯數(shù)學的過去,了解數(shù)學的現(xiàn)在,預見數(shù)學的未來.
人們常常把數(shù)學比喻成一幢大廈,每一代人都在古老的大廈上添加一層樓,從這個意義上說,不了解數(shù)學史就不可能全面了解數(shù)學科學.而在數(shù)學教育教學中,數(shù)學史的主要任務是通過對數(shù)學發(fā)展中的主要事件、主要內容及主要人物的學習,使學生掌握數(shù)學發(fā)展的基本規(guī)律,以及數(shù)學發(fā)展與社會進步的互動關系,了解數(shù)學家的簡歷及其基本的數(shù)學思想、數(shù)學精神與數(shù)學方法對人類文明的促進作用,從中吸取經(jīng)驗和教訓,并得到啟迪,為日后工作打下堅實的基礎.
以下將從數(shù)學史知識的素養(yǎng)價值、激勵價值和教學價值做出總結分析,希望能促進我們重視數(shù)學史,運用數(shù)學史.
一、學習數(shù)學史知識能夠提高學生數(shù)學素養(yǎng)
數(shù)學素養(yǎng)屬于認識論和方法論的綜合性思維形式,它具有概念化、抽象化、模式化的認識特征具有數(shù)學素養(yǎng)的人善于把數(shù)學中的概念結論和處理方法推廣應用于認識一切客觀事物,具有這樣的哲學高度和認識特征.數(shù)學科學知識都是前人科學研究的成果,而課程應是學生在學習活動中所獲得的一切“經(jīng)驗”的總和.“經(jīng)驗”既是前人的,也是自己的;既包括結果,也包括過程.學生學習一些數(shù)學史知識,在歷史背景中學習數(shù)學科學知識,更好地體會數(shù)學概念和數(shù)學理論,并從數(shù)學史中了解數(shù)學家的工作方法與思維方式,感受數(shù)學家們刻苦研究、勇于創(chuàng)新和鍥而不舍的精神品質,從中學習,得到自己的感悟,更好地開闊視野、啟發(fā)思維以及學習數(shù)學知識.
第一,它最直觀的價值,就是提高學生對數(shù)學問題的解決能力,并能思考多種解題方法并合理評價各種方法;第二,數(shù)學史能使教學內容容易被學生接受,便于教學進程的推進和學生對知識的理解;第三,學生在學習數(shù)學知識時都是按照循序漸進的規(guī)律,而這個規(guī)律遵循著歷史發(fā)展的順序,學習數(shù)學史,有助于學生認識和建立豐富多樣的數(shù)學聯(lián)系,從前人的角度來一步一步探索新的領域,可以更好地了解數(shù)學的發(fā)展及分支,更容易地理解不同層次數(shù)學知識之間的聯(lián)系;第四,我們知道數(shù)學與社會的作用是互動的,不同文化的規(guī)范和實踐影響了數(shù)學,社會實踐是數(shù)學發(fā)展的動力,另一方面,數(shù)學也影響了人們思考問題和改革社會的方式.
總而言之,數(shù)學史在提高學生數(shù)學素養(yǎng)上有它獨特的作用,它有助于學生培養(yǎng)嚴謹、樸實的科學態(tài)度和勤奮、自強的工作態(tài)度,逐步形成理智、自律的人格特征和寬容、謙恭的人文精神.
二、學習數(shù)學史知識有利于學習興趣的激發(fā)
許多數(shù)學家走上數(shù)學研究道路都與興趣以及啟蒙老師有著密切關系.在傳授數(shù)學知識的同時,適時適當?shù)亟o學生穿插講解一些數(shù)學史的知識,比如有關的典故、背景或名人軼事,使學生知道數(shù)學知識的前因后果,一方面可以吸引他們的注意力,并調節(jié)學生在數(shù)學課堂上的緊張心態(tài);另一方面,也可以讓學生了解歷史,開闊視野,對知識點產(chǎn)生更深刻的認識,還可以激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,讓他們產(chǎn)生自主探究數(shù)學知識的欲望,能在數(shù)學課堂上合理靈活地運用數(shù)學史知識,也是對教師的一種考驗.因此,作為數(shù)學知識的傳播者,教師不僅要教會學生解題和應用,還要懂得古為今用,靈活地把數(shù)學史的文化內涵、文化價值應用于課堂教學.
比如,在學習復數(shù)知識時,我們可以引入數(shù)學史方面的內容,回顧從自然數(shù)系逐步擴充到實數(shù)系的過程,可以看到,數(shù)系的每一次擴充都與實際需求密切相關,而復數(shù)的引入,則是人類對數(shù)的認識的一次飛躍,我們可以用16世紀意大利米蘭學者卡爾達諾的例子來引入復數(shù)的概念,他是第一個把負數(shù)的平方根寫到公式中的數(shù)學家,并且在討論是否可能把10分成兩部分,使它們的乘積等于40時,他把答案寫成(5+-15)×(5--15)=40,盡管他認為這兩個表示式是沒有意義的、想象的、虛無縹渺的,但他還是把10分成了兩部分,并使它們的乘積等于40,而給出“虛數(shù)”這一名稱的是法國數(shù)學家笛卡爾,他在《幾何學》中使“虛的數(shù)”與“實的數(shù)”相對應,從此,虛數(shù)才流傳開來.現(xiàn)如今,復數(shù)已經(jīng)在數(shù)學、力學、電學及其他學科中有了廣泛的應用,也為人類創(chuàng)造了許多科技成就和生活應用.這一切的成就,都是依賴于那個前人感到不可捉摸的“虛幻之數(shù)”,以及由它延伸出來的復變函數(shù)論.
除了以上介紹的例子,中學數(shù)學的內容都有與其相關的一些數(shù)學史料,例如,回歸直線方程與高斯的“最小二乘法”;數(shù)列與斐波那契數(shù)學;三角學與天文學的關系;賭徒梅累與概率論的產(chǎn)生等等,如果教師能把數(shù)學史與課堂教學巧妙地結合,那就能給數(shù)學的教學帶來新的活力,既增加了學生對數(shù)學的認識和對數(shù)學發(fā)展歷程的了解,也激發(fā)了學生的學習興趣,激勵學生為探索大自然的奧秘而不懈努力的斗志.
三、學習中國數(shù)學史知識能夠激發(fā)學生為祖國現(xiàn)代數(shù)學的振興而讀書的學習熱情
中國是一個具有五千年悠久歷史的文明古國,涌現(xiàn)了劉徽、祖沖之、趙爽、秦九韶、楊輝等一批數(shù)學名家,創(chuàng)造了許許多多燦爛輝煌的數(shù)學成就.較為著名的數(shù)學著作《周髀算經(jīng)》《九章算術》和《算經(jīng)十書》;數(shù)學歷史名題 “雞兔同籠”問題和“百錢買百雞”問題.各種考古實例證明,在16世紀之前,除了阿拉伯某些數(shù)學著作外,代數(shù)學的發(fā)展都是由中國推動的.
古代中國在數(shù)學方面曾一度走在世界的前列,是數(shù)學的主要發(fā)源地之一,學習中國數(shù)學史,了解古代先進的成就,對學生進行愛國主義教育,可激發(fā)學生的民族自豪感和為國富民強而勤奮學習的精神,同時,古代數(shù)學家實事求是,敢于堅持真理、勇于攀登高峰的高尚品德,也可以激勵后人為實現(xiàn)中華民族的偉大復興而奮斗不息.
正如“讀史使人明智”,數(shù)學史對于揭示數(shù)學知識的現(xiàn)實來源和應用,對于引導學生體會真正的數(shù)學思維過程,創(chuàng)造一種探索與研究數(shù)學的學習氣氛,對于激發(fā)學生對數(shù)學的興趣、培養(yǎng)探索精神,對于揭示數(shù)學在文化史和科學進步史上的地位與影響,進而揭示其人文價值,都有重要意義.
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