(吉林省第二實(shí)驗(yàn)高新學(xué)校 吉林長(zhǎng)春 130012)
在孩子們練習(xí)乘除法練習(xí)的過(guò)程中,可以加入這樣一個(gè)游戲:
對(duì)于每一個(gè)正整數(shù),如果它是奇數(shù),則對(duì)它乘3再加1,如果它是偶數(shù),則對(duì)它除以2,如此循環(huán),最終都能夠得到1[1]。
這個(gè)游戲其實(shí)十分的簡(jiǎn)單,你只需要任意寫出一個(gè)自然數(shù)N(0除外),并且按照下面的規(guī)律進(jìn)行變換:如果這個(gè)數(shù)是個(gè)奇數(shù),那么下一步把它變成變成3N+1,如果這個(gè)數(shù)是個(gè)偶數(shù),那么下一步把它變成N/2。無(wú)論是學(xué)生,還是教師,甚至連教授都紛紛加入了游戲當(dāng)中。這個(gè)游戲畢竟風(fēng)靡一時(shí),,而且經(jīng)久不衰,因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn),無(wú)論N是怎樣的一個(gè)數(shù)字,最終都無(wú)法逃脫宿命,回到4—2—1的循環(huán)。人們找不到反例來(lái)推翻它,也沒(méi)有人能用高深的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)證明它,這就是著名的“冰雹猜想”,這個(gè)猜想是由一個(gè)叫角谷靜夫的日本人傳到中國(guó)的,因此又叫做“角谷猜想”。
以知識(shí)的邏輯體系呈現(xiàn)教材的內(nèi)容雖有利于知識(shí)的系統(tǒng)化,但掩去了知識(shí)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程很容易使學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)知識(shí)就是先定義,接著總結(jié)性質(zhì),再來(lái)解決問(wèn)題,這影響孩子們正確數(shù)學(xué)思維的形成。而教師的任務(wù)就是反璞歸真,把知識(shí)的學(xué)術(shù)形態(tài)轉(zhuǎn)化為教育形態(tài),讓學(xué)生了解知識(shí)是經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、形成猜想、進(jìn)而論證、檢驗(yàn)、完善,這樣一步一步成熟起來(lái)的.帶領(lǐng)學(xué)生去體會(huì)數(shù)學(xué)家的思維過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成一種探索與研究的習(xí)慣。
比如北師大版四年級(jí)上冊(cè)教材在第一章《認(rèn)識(shí)更大的數(shù)》中加入了《從結(jié)繩計(jì)數(shù)說(shuō)起》一課[2],向孩子們介紹了從古至今計(jì)數(shù)方法的發(fā)展史:在文字產(chǎn)生以前,人們是使用具體物品或者標(biāo)志來(lái)記錄數(shù)字的,如石子、竹片、貝殼等,這叫做“石子計(jì)數(shù)”;后來(lái)使用“結(jié)繩計(jì)數(shù)”和“刻痕計(jì)數(shù)” 。后來(lái),人們逐漸發(fā)明了一些計(jì)數(shù)符號(hào),五千年前,人們就開始使用各種符號(hào)來(lái)表述數(shù)了[2]。如古埃及象形數(shù)字、瑪雅數(shù)字、中國(guó)算籌數(shù)碼。我國(guó)的算籌產(chǎn)生于何時(shí),并沒(méi)有可靠的記載,任何的自然數(shù)都可以用算籌表示出來(lái),算籌是十分簡(jiǎn)便的十進(jìn)位值制計(jì)數(shù)法,也是當(dāng)時(shí)世界上最簡(jiǎn)便的計(jì)算工具,比古巴比倫的六十進(jìn)位制方便,比古希臘、古羅馬十進(jìn)非位值制先進(jìn)[3]。許多學(xué)者認(rèn)為,印度—阿拉伯?dāng)?shù)字的創(chuàng)造,借鑒于中國(guó)古代的十進(jìn)位值制計(jì)數(shù)法[4]。因此,馬克思稱中國(guó)的十進(jìn)位值制是“最美妙的發(fā)明之一”[5]。
數(shù)學(xué)史的引入可以引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)美,讓學(xué)生在感嘆和欣賞幾何圖形的對(duì)稱美、尺規(guī)作圖的簡(jiǎn)單美、非歐幾何的奇異美的同時(shí),形成對(duì)數(shù)學(xué)良好的情感體驗(yàn),使學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和審美素質(zhì)也都能得到提高。
比如北師大版四年級(jí)上冊(cè)教材在第三章《乘法》中加入了《有趣的算式》一課[2],向?qū)W生介紹了“回文數(shù)”,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)的對(duì)稱美。
數(shù)學(xué)是人類智慧的結(jié)晶,數(shù)學(xué)史猶如一條大河,貫穿了整個(gè)人類文明史。然而任何一項(xiàng)科學(xué)得發(fā)展都不是一帆風(fēng)順的,數(shù)學(xué)文化發(fā)展的歷史長(zhǎng)河時(shí)而波濤洶涌,時(shí)而風(fēng)平浪靜。數(shù)學(xué)史是數(shù)學(xué)文化的發(fā)展歷史,同時(shí)也是數(shù)學(xué)家們的奮斗拼搏歷史。數(shù)學(xué)文化今天的繁榮昌盛是千百年來(lái)無(wú)數(shù)先驅(qū)前仆后繼,辛勤耕耘的結(jié)果。
陳景潤(rùn)出生于一個(gè)郵局職員的家庭,剛滿4歲時(shí),抗日戰(zhàn)爭(zhēng)開始了,全家人倉(cāng)皇逃入山區(qū)。父親疲于奔波謀生,無(wú)暇顧及子女的教育,加上陳景潤(rùn)長(zhǎng)得瘦小孱弱,他并不受父母歡喜。在學(xué)校,陳景潤(rùn)沉默寡言、不受歡迎、遭人欺負(fù),時(shí)時(shí)無(wú)端挨人打罵,可是他又偏偏生性倔強(qiáng),從不曲意討?zhàn)?,以求改善境遇,不知不覺(jué)地便形成了一種自我封閉的內(nèi)向性格,然而對(duì)數(shù)字、對(duì)符號(hào)那種天生的熱情,使他忘卻了人生的艱難和生活的煩惱,一門心思地鉆進(jìn)了知識(shí)的寶塔。1966年,中國(guó)數(shù)學(xué)界升起一顆耀眼的新星,陳景潤(rùn)在中國(guó)《科學(xué)通報(bào)》上告知世人,他證明了(1+2)! 1973年2月,從“文革“浩劫中奮身站起的陳景潤(rùn)再度完成了對(duì)(1+2)證明的修改,震動(dòng)了國(guó)際數(shù)學(xué)界。
我們偉大的祖國(guó)有著悠久的歷史和燦爛的文化,是世界四大文明古國(guó)之一。中國(guó)數(shù)學(xué)文化正是中國(guó)文化寶庫(kù)中的一個(gè)重要組成部分,我國(guó)數(shù)學(xué)家們有著許許多多的偉大成就,在世界數(shù)學(xué)史上占有極其重要的地位。
我過(guò)南北朝時(shí)代杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和機(jī)械制造專家祖沖之在圓周率方面取得了驕人的成績(jī)。他算出了名垂千古的圓周率和祖率,發(fā)現(xiàn)了3.1415926<π<3.1415927,并且得到了有理數(shù)近似值,成為世界上第一個(gè)把圓周率的值的計(jì)算精確到7位小數(shù)的人。而這個(gè)近似值,在歐洲,一直到1585年才被發(fā)現(xiàn),祖沖之的這項(xiàng)偉大成就比國(guó)外數(shù)學(xué)家得出這樣精確數(shù)值,至少早了一千年。
南宋的數(shù)學(xué)家秦九韶,在1247年就編著了《數(shù)學(xué)九章》,同代數(shù)學(xué)家楊輝揭示的二項(xiàng)式展開式系數(shù)的規(guī)律,比法國(guó)數(shù)學(xué)家早了四百多年。
[1]徐品方.數(shù)學(xué)趣史[M].北京:科學(xué)出版社.2013
[2]趙艷輝.黃利華.義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社.2014
[3]徐品方.張紅.數(shù)學(xué)符號(hào)史[M].北京:科學(xué)出版社.2006
[4]郭書春.中國(guó)古代數(shù)學(xué)[M].北京:商務(wù)印書館.1997
[5]馬克思.數(shù)學(xué)手稿[M].北京:人民教育出版社.1977.5