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数学史在教学中的缺失,造成了传统数学教学的许多缺憾。巧妙运用数学史,可以极大地丰富传统数学教学,包括“以史激趣”、“以史导思”、“以史树人”,等等。本文援引大量数学史实例,充分论证了数学史在当今新数学课程理念教学中不可或缺的重要作用。
一、数学史及其在数学教学中的意义
全日制义务教育《数学课程标准》新意迭出,其中特别强调介绍有关数学史的背景知识,明确指出“在适当的地方介绍有关数学家的故事、数学趣闻、数学史料以及数学的发生与发展过程。体会数学在人类发展历史中的作用,激发学生学习数学的兴趣、丰富学生对数学的整体认识”。
二、数学史在数学教学中的缺失
在教学中引入数学史,我国目前基本上还处于起步和探索阶段。中小学数学教学过分注重“双基”教学以及题海战术,数学史教育未引起足够的重视。当然,“双基”以及题海战术在整个教学中占有极其重要的地位,它既是帮助学生深化理解基础知识、熟练运用知识和培养能力的过程,又是帮助学生掌握数学思想方法,进行思维训练的过程。然而,如何激发学生解题的兴趣,如何帮助学生理解、掌握和应用数学概念、思想和方法去解决问题,如何在数学教学中培养学生良好的思维品质和个性品质,诸如此类问题在数学教学中一直未能得到有效的解决。过分强调“双基”使数学教学仅仅局限在教学生识知概念、定理,大量解题以及识别题型、回忆解法、模仿例题等方面。数学的产生、演化、发展的历史进程及未来趋势,数学意识、数学思想方法的形成,数学发展的规律,数学危机的出现与化解等等,基本上还是一片盲区。
三、运用数学史丰富传统数学教学的策略
(一)以史激趣
动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学角度来讲,兴趣是最好的动机。目前很多学生的学习动机不明,认为数学枯燥无味,从某种意义上说,这是由于我们的数学教学往往是一些僵化的、一成不变的内容,造成学生对数学的兴趣不够。但是,数学本身并非无趣,而是内存于数学的兴趣被教学忽视了。英国科学史家丹皮尔说:“再没有什么故事能比科学发展史的故事更有魅力了。”如果在教学中,适时、恰当地引入与教学内容有关的数学史,引人入胜,富有启迪,数学教学就活了起来,这样可以极大地激发出学生学习兴趣,进而促进学生对数学概念、方法和原理的理解、认识与深化。
(二)以史导思
荷兰著名数学教育学家弗赖登塔尔曾经这样描述:“没有一种数学思想,以它被发现时的样子公开发表,一个问题被解决以后,相应的发展为一种形式化的技巧,结果把求解过程丢在一边,使得火热的发明成为一种冰冷的美丽。”与弗赖登塔尔批评数学解题中过于形式而没有丝毫历史感的教学一样,我国数学教育家张奠宙主张“提供各种数学历史背景,让学生了解数学的原始思考及其来龙去脉,获得真正的理解”。
(三)以史树人
学习数学,除了学习兴趣与思维品质还是不够的,因为数学的学习是一个艰辛的过程,需要耐得住寂寞,需要持之以恒。如何培养这些品质呢?数学家泰尔凯深知,数学家的传记、轶闻、故事可以启发学生的人格成长。因此,他在杂志上发表了大量的数学家传记。可以想见,他的那些数学家故事激励了多少数学学习者!我们可以从泰尔凯的做法中,得到一些类似的启示。
策略一、帮助学生了解数学创造的真实过程,促使学生正视数学科学的重重困难。数学的发展并非一帆风顺,每一个命题的发现和证明,常常先是数学家凭着锐敏的直觉思维,做出各种猜想,然后加以证实。在更多情况下,这个过程充满犹豫、徘徊,甚至会面临危机。这其中的丰富内容在教科书中是以定理到定理的理性形式遮盖起来的,隐去了数学家们艰辛的探索、归纳、猜想和发现的过程。例如无理数的发现、微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明等等,都经历了曲折而漫长的道路。学生一旦认识到这些,他们不仅将获得真知酌见,还将获得顽强追究真理的勇气,在数学学习与解题过程中会以正确的态度去克服克服困难,获取成功。
策略二、引导学生学习数学家不畏艰难、坚持不懈甚至为数学事业而献身的精神,塑造学生高尚的道德情操。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头,仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,在失明后的17年里,歐拉还解决了许多数学问题,留下400多篇论文。这样的例子在数学史上不胜枚举,通过数学家系列感人事例的学习,可以使我们从前人的探索和奋斗中获得鼓舞和增强信心。特别对于那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍一些大数学家在遭遇挫折时是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用,学生们将真正理解“在科学的道路上从来就没有平坦大道可走,只有不畏艰险,勇于攀登的人才有希望到达光辉的顶点”。
“学史使人明智”,上述简要地探讨了数学史在丰富传统数学教学中的策略。可以说,以史激趣是牵引学生进入数学殿堂的最好导师,是做好数学教学的前提;以史导思,则是数学教学中培养学生思维的必经之路;以史树人,能培养出学生优秀的个性品质,对学生产生深远的人生影响。当然,数学史在数学教学的运用不仅仅局限于上述内容,数学史中的一朵朵奇葩,数学家的高超的智慧,深邃的思想,精湛的方法,奇妙的猜想以及有趣的数学游戏,著名的数学问题,数学的广泛应用等,这无穷无尽的数学素材为广大的莘莘学子开辟了广阔的数学园地,值得我们去作进一步挖掘。最后引用J.W.L格雷舍的一句话作结语:“任何企图将一门学科和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一门学科比数学的损失更大”。
一、数学史及其在数学教学中的意义
全日制义务教育《数学课程标准》新意迭出,其中特别强调介绍有关数学史的背景知识,明确指出“在适当的地方介绍有关数学家的故事、数学趣闻、数学史料以及数学的发生与发展过程。体会数学在人类发展历史中的作用,激发学生学习数学的兴趣、丰富学生对数学的整体认识”。
二、数学史在数学教学中的缺失
在教学中引入数学史,我国目前基本上还处于起步和探索阶段。中小学数学教学过分注重“双基”教学以及题海战术,数学史教育未引起足够的重视。当然,“双基”以及题海战术在整个教学中占有极其重要的地位,它既是帮助学生深化理解基础知识、熟练运用知识和培养能力的过程,又是帮助学生掌握数学思想方法,进行思维训练的过程。然而,如何激发学生解题的兴趣,如何帮助学生理解、掌握和应用数学概念、思想和方法去解决问题,如何在数学教学中培养学生良好的思维品质和个性品质,诸如此类问题在数学教学中一直未能得到有效的解决。过分强调“双基”使数学教学仅仅局限在教学生识知概念、定理,大量解题以及识别题型、回忆解法、模仿例题等方面。数学的产生、演化、发展的历史进程及未来趋势,数学意识、数学思想方法的形成,数学发展的规律,数学危机的出现与化解等等,基本上还是一片盲区。
三、运用数学史丰富传统数学教学的策略
(一)以史激趣
动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学角度来讲,兴趣是最好的动机。目前很多学生的学习动机不明,认为数学枯燥无味,从某种意义上说,这是由于我们的数学教学往往是一些僵化的、一成不变的内容,造成学生对数学的兴趣不够。但是,数学本身并非无趣,而是内存于数学的兴趣被教学忽视了。英国科学史家丹皮尔说:“再没有什么故事能比科学发展史的故事更有魅力了。”如果在教学中,适时、恰当地引入与教学内容有关的数学史,引人入胜,富有启迪,数学教学就活了起来,这样可以极大地激发出学生学习兴趣,进而促进学生对数学概念、方法和原理的理解、认识与深化。
(二)以史导思
荷兰著名数学教育学家弗赖登塔尔曾经这样描述:“没有一种数学思想,以它被发现时的样子公开发表,一个问题被解决以后,相应的发展为一种形式化的技巧,结果把求解过程丢在一边,使得火热的发明成为一种冰冷的美丽。”与弗赖登塔尔批评数学解题中过于形式而没有丝毫历史感的教学一样,我国数学教育家张奠宙主张“提供各种数学历史背景,让学生了解数学的原始思考及其来龙去脉,获得真正的理解”。
(三)以史树人
学习数学,除了学习兴趣与思维品质还是不够的,因为数学的学习是一个艰辛的过程,需要耐得住寂寞,需要持之以恒。如何培养这些品质呢?数学家泰尔凯深知,数学家的传记、轶闻、故事可以启发学生的人格成长。因此,他在杂志上发表了大量的数学家传记。可以想见,他的那些数学家故事激励了多少数学学习者!我们可以从泰尔凯的做法中,得到一些类似的启示。
策略一、帮助学生了解数学创造的真实过程,促使学生正视数学科学的重重困难。数学的发展并非一帆风顺,每一个命题的发现和证明,常常先是数学家凭着锐敏的直觉思维,做出各种猜想,然后加以证实。在更多情况下,这个过程充满犹豫、徘徊,甚至会面临危机。这其中的丰富内容在教科书中是以定理到定理的理性形式遮盖起来的,隐去了数学家们艰辛的探索、归纳、猜想和发现的过程。例如无理数的发现、微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明等等,都经历了曲折而漫长的道路。学生一旦认识到这些,他们不仅将获得真知酌见,还将获得顽强追究真理的勇气,在数学学习与解题过程中会以正确的态度去克服克服困难,获取成功。
策略二、引导学生学习数学家不畏艰难、坚持不懈甚至为数学事业而献身的精神,塑造学生高尚的道德情操。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头,仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,在失明后的17年里,歐拉还解决了许多数学问题,留下400多篇论文。这样的例子在数学史上不胜枚举,通过数学家系列感人事例的学习,可以使我们从前人的探索和奋斗中获得鼓舞和增强信心。特别对于那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍一些大数学家在遭遇挫折时是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用,学生们将真正理解“在科学的道路上从来就没有平坦大道可走,只有不畏艰险,勇于攀登的人才有希望到达光辉的顶点”。
“学史使人明智”,上述简要地探讨了数学史在丰富传统数学教学中的策略。可以说,以史激趣是牵引学生进入数学殿堂的最好导师,是做好数学教学的前提;以史导思,则是数学教学中培养学生思维的必经之路;以史树人,能培养出学生优秀的个性品质,对学生产生深远的人生影响。当然,数学史在数学教学的运用不仅仅局限于上述内容,数学史中的一朵朵奇葩,数学家的高超的智慧,深邃的思想,精湛的方法,奇妙的猜想以及有趣的数学游戏,著名的数学问题,数学的广泛应用等,这无穷无尽的数学素材为广大的莘莘学子开辟了广阔的数学园地,值得我们去作进一步挖掘。最后引用J.W.L格雷舍的一句话作结语:“任何企图将一门学科和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一门学科比数学的损失更大”。