摘 要: 隨著素質(zhì)教育的不斷推進(jìn),考試成績(jī)不再是衡量學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn),尤其是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,不能只單一的注重結(jié)果,更要重視其中所蘊(yùn)含的思想和方法。為此,我們有必要將數(shù)學(xué)史融入中學(xué)數(shù)學(xué)中,以達(dá)到真正的素質(zhì)教育。本文在認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)史的定義的基礎(chǔ)上,依次從數(shù)學(xué)的學(xué)科特性、教育價(jià)值、學(xué)生情況和課程標(biāo)準(zhǔn)四方面詳細(xì)地闡述了在中學(xué)中融入數(shù)學(xué)史的必要性。最后結(jié)合實(shí)際課程安排給出了具體的教學(xué)案例。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)史;中學(xué)教學(xué);學(xué)科交叉性
一、 何為數(shù)學(xué)史
中學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)史時(shí),首先會(huì)產(chǎn)生這樣一個(gè)疑問:什么是數(shù)學(xué)史,我們又該怎么來理解這個(gè)概念。從歸屬的角度來看,它屬于科學(xué)技術(shù)史,從研究的角度,它尋找數(shù)學(xué)的起源,探究前人的數(shù)學(xué)思想,輔助數(shù)學(xué)的進(jìn)程。此外,數(shù)學(xué)史中還記載了大量的史例,描述了數(shù)學(xué)家們突破瓶頸,克服困難,最終得到舉世聞名的數(shù)學(xué)知識(shí)的故事,這些故事向?qū)W生還原了數(shù)學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造過程的同時(shí),也讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
二、 數(shù)學(xué)史的應(yīng)用在中學(xué)教學(xué)中的必要性
(一) 數(shù)學(xué)的學(xué)科特性
歷史繼承性是數(shù)學(xué)的一大學(xué)科特性,數(shù)學(xué)是像建造大樓一般,需要從古至今所有人的共同努力。無論是數(shù)學(xué)的基本概念“數(shù)”的發(fā)展史,亦或是數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)順序。比如從正常積分到反常積分,再到瑕積分的學(xué)習(xí)順序,我們不會(huì)在學(xué)習(xí)實(shí)數(shù)后就拋棄有理數(shù)這個(gè)概念,也不會(huì)先學(xué)習(xí)暇積分再去學(xué)習(xí)正常積分。數(shù)學(xué)史恰是與這個(gè)特性不謀而合的,這也就是為什么我們需要將融入中學(xué)教學(xué)中。
(二) 數(shù)學(xué)史的教育價(jià)值
數(shù)學(xué)史具有激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維的價(jià)值,適當(dāng)?shù)氖褂脭?shù)學(xué)史可以讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)的創(chuàng)新思維對(duì)學(xué)習(xí)的重要性,可以讓老師激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新性思維。數(shù)學(xué)史具有幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué),理解數(shù)學(xué)的價(jià)值。例如高中必修一中講述的對(duì)數(shù)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以從對(duì)數(shù)的發(fā)明過程可以了解到,數(shù)學(xué)的產(chǎn)生是有其生活需要,明白數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不僅有必要性更有它的價(jià)值。數(shù)學(xué)史具有提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的價(jià)值。對(duì)數(shù)學(xué)的興趣不高,并不是由于數(shù)學(xué)本身是枯燥乏味的,而是數(shù)學(xué)中的趣味被我們大多數(shù)忽略了。在中學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)史有利于學(xué)生提高興趣,陶冶情操。數(shù)學(xué)史具有喚醒學(xué)生民族自豪感和使命感,培養(yǎng)愛國主義意志的價(jià)值。數(shù)學(xué)史中記載了大量數(shù)學(xué)家的研究和成就,將其融入中學(xué)教學(xué)中,可以讓學(xué)生在為之感嘆的同時(shí),燃起強(qiáng)烈的民族自豪感。
(三) 學(xué)生情況
數(shù)學(xué)史是否應(yīng)該放到中學(xué)教學(xué)中,必然是要以學(xué)生為第一位考慮的,學(xué)生是否需要、喜歡數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)史是否可以為學(xué)生所接受、對(duì)中學(xué)教學(xué)是否起到正向的作用、中學(xué)中目前又有多少學(xué)生接受過數(shù)學(xué)史等的教育等問題都需要我們?nèi)タ紤],我們就這幾個(gè)問題做了社會(huì)調(diào)查,調(diào)查結(jié)果表明:多數(shù)老師會(huì)在中學(xué)數(shù)學(xué)課堂上講解數(shù)學(xué)史相關(guān)知識(shí),大部分學(xué)生閱讀過書上的相關(guān)故事,并且喜歡、愿意將數(shù)學(xué)史應(yīng)用于中學(xué)數(shù)學(xué)課堂上,認(rèn)為它是有利于學(xué)習(xí)的,因此,數(shù)學(xué)史對(duì)于激發(fā)學(xué)生興趣,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)都有著非常大的益處,所以說,將其融入課堂是迫在眉睫的。
(四) 課程目標(biāo)
課程目標(biāo)是學(xué)生學(xué)習(xí)的方向,也是老師教學(xué)的導(dǎo)航,將數(shù)學(xué)史融入中學(xué)教學(xué)中有利于數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),通過參考2011年版的初中的課程目標(biāo)和2003年版的高中的課程目標(biāo),我們發(fā)現(xiàn)無論初中還是高中的課程目標(biāo),主要要求學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué),會(huì)學(xué)數(shù)學(xué),愛學(xué)數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)史中數(shù)學(xué)家們的成就使學(xué)生在產(chǎn)生對(duì)數(shù)學(xué)家的敬佩之情的同時(shí),也能熱愛學(xué)習(xí),其中發(fā)現(xiàn)、證明的過程,也向?qū)W生傳遞了數(shù)學(xué)領(lǐng)域的研究方法和思想。以上數(shù)學(xué)史的全部益處都與當(dāng)前的課程目標(biāo)不謀而和,所以說,一定要其融入中學(xué)課堂中。
三、 數(shù)學(xué)史在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例
相較于初中知識(shí)而言,高中數(shù)學(xué)更為抽象、繁雜和難懂,很多知識(shí)在課本上只是一個(gè)公式甚至是一句話,學(xué)生在學(xué)習(xí)中也更容易有不理解,不想聽的現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生乏味甚至抗拒的心理。面對(duì)這種情況,我們建議將數(shù)學(xué)史引入到課堂中,讓學(xué)生了解以往學(xué)者是如何在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)趣味,又是如何將這些看似乏味煩人知識(shí)應(yīng)用于我們的生活中。我們以必修五的數(shù)列為例:
引入斐波那契數(shù)列:
(1)斐波那契數(shù)列0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1597……
(2)通項(xiàng)公式an= 1 5 1+ 5 2 n- 1- 5 2 n (n∈ N +)
(3)證明過程(待定系數(shù)法)設(shè):an-αan-1=β(an-1-αan-2)(n∈ N +)
整理得:α+β=1且αβ=-1
根據(jù)韋達(dá)定理構(gòu)造方程:x2-x-1=0
解得:x1= 1+ 5 2 ,x2= 1- 5 2
則:
an- 1+ 5 2 an-1= 1- 5 2 an-1- 1+ 5 2 an-2 (n∈ N +)an- 1- 5 2 an-1= 1+ 5 2 an-1- 1- 5 2 an-2 (n∈ N +)
則:
an- 1+ 5 2 an-1= 1- 5 2 n-2 a2- 1+ 5 2 a1 (n∈ N +)an- 1- 5 2 an-1= 1+ 5 2 n-2 a2- 1- 5 2 a1 (n∈ N +)
整理得:an= 1 5 1+ 5 2 n- 1- 5 2 n (n∈ N +)
這種證明方法是在后兩節(jié)數(shù)列學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生必須掌握的,證明可以安排在講完數(shù)列后再教于學(xué)生,這樣不僅可以讓學(xué)生更好地學(xué)會(huì)證明思路,也做到了數(shù)列這章內(nèi)容的前后呼應(yīng)。在第一節(jié)時(shí),學(xué)生在了解斐波那契數(shù)列后,會(huì)對(duì)其證明過程產(chǎn)生好奇,進(jìn)而對(duì)后面的課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望。
參考文獻(xiàn):
[1]陳慧玲.淺談數(shù)學(xué)史教學(xué)的教育功能[J].全國高師院校數(shù)學(xué)教育研究會(huì)年會(huì)交流論文,2004.
[2]彬彬.數(shù)學(xué)史在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的利用[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué),2005.
作者簡(jiǎn)介:
于劼,天津市,天津師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院。