【摘 要】數學史是學習數學、認識數學的工具。人們要弄清數學概念、數學思想和方法的發展過程,增長對數學的通識,建立數學的整體意識,就必須運用數學史作為補充和指導。
【關鍵詞】數學教育 數學史
《數學課程標準(實驗)》(以下簡稱《標準》)明確提出:數學探究、數學建模、數學文化應貫穿于整個數學課程之中.“數學課程應適當反映數學的歷史、應用和發展趨勢,數學對推動社會發展的作用,數學對社會的需求,社會發展對數學發展的推動作用,數學科學的思想體系,數學的美學價值,數學家的創新精神.數學課程應幫助學生了解數學在人類文明發展中的作用,逐步形成正確的數學觀.”為此,教育部將數學史正式列入高中數學選修課程.
由于數學思想和方法是數學知識的核心和本質,是數學思想素養的重要組成部分,所以數學史課程應透過歷史集中對數學的基本概念、數學思想和方法的發生、發展予以總的描述,并從中揭示數學發展的基本方向,以及數學發展與社會和其他科學之間的關系。數學史與數學哲學、科學哲學,與社會中、文化史的各個方面都有密切的聯系,內容涉及什么是數學。數學與人類思想的革新、數學和其他科學技術的關系。數學和社會進步等方面,不僅具有溝通文、理的性質,而且有助于深刻理解數學的文化內涵,對于培養文、理兼通,“學、才、識”兼備的數學專業人才有重要意義?!皩W、才、識”即知識、能力以及見識和思想,其中“識”更是引導知識和能力走向何方的根本性問題。如果數學教育只停留在數學理論本身的學習上,甚至對數學理論的實質也沒有深入探究,學生就不可能理解依托于數學知識體系之上的數學思想和信仰,貫穿于數學研究活動中的科學精神(包括科學的實證精神、理性精神、批判精神)和數學的美感及鑒賞能力,與數學的社會功能密切相關的倫理準則等數學文化的底蘊,更不會形成“才”與“識”。因此,學習數學史是以“素質教育”為目標的數學教育的內在要求,它對于培養學生的人文主義精神以及數學觀念、數學能力、數學整體意識有特殊意義。
數學教學的重要任務之一就是要學生了解數學知識產生的背景。應通過生動的史料知識讓學生知道數學知識產生、發展的歷史進程。例如,為了讓學生了解函數概念的產生背景。并從中獲得深刻的理解??赏ㄟ^瑞士數學家約翰O柏努利對函數概念進行了擴張,把“由變數X和常數所構成的式子,叫做X的函數”。再后來歐拉將可以“解析表示的量”稱為函數。此后又經過了三次擴張,才得到如今中學教材中函數的概念。只有當學生了解函數的多次擴張的發展史,才能更好地認識和掌握它。
新課程理念下的數學史教學,已不僅僅是融人數學教學,而是要更多地起到“體現數學的文化價值”和傳播“數學文化”的作用.因此,講授數學史的教師必須轉變原有的對數學史知識的觀念和教學態度,不能僅僅只介紹一些數學家的故事和數學趣味故事,羅列數學的發展歷史,將數學史課當成歷史課,而是必須結合自身實際和教學要求,通過大量閱讀數學史料,領悟數學史料中包含的數學思想方法,來充實自身的數學史知識,將數學史中寶貴的精神財富傳授給學生.例如M.克萊因的《古今數學思想》、李文林的《數學史概論》等等,都是很好的數學史方面的材料.
一節新課,好的引入能引起學生的注意力,激發起學生的求知欲望。運用數學史知識導入新課。能讓學生了解相關知識的來龍去脈。例如在學習等比數列時??梢韵驅W生介紹古代印度國王獎賞國際象棋發明者的故事來引入。這樣,學生的學習熱情定能高漲,也就有可能進入學習狀態。一堂課的收尾也會令人回味無窮、浮想聯翩。產生強烈的求知欲。譬如陳景潤的老師在講完整數的性質后這樣說:“自然科學的皇后是數學,數學的皇冠是數論,而哥德巴赫猜想則是皇冠上的一顆明珠,這是一顆金光閃耀的明珠,你們誰能把這顆明珠摘到手呢?”正是老師的這番話在陳景潤心中播下了哥德巴赫猜想的種子?!稑藴省分赋觯骸敖處熞獎撛O適當的問題情境鼓勵學生發現數學的規律和問題解決的方法,使他們經歷知識形成的過程.”因此,教師可以根據教學內容和教學目標,以生產、生活為基礎,創造一個實用、新穎、相對合理的問題情境,在探索與研究的數學學習氣氛中,讓學生通過觀察、探索、反思,體會真正的數學思維過程,享受數學思辨的樂趣,從而激發學生的學習興趣和好奇心,調動學生學習的積極性和主動性,培養學生的創新意識和探索精神.因此,恰當地運用數學史知識作為教學結尾,能激起學生的學習情感,使其“余音繞梁。三日不絕”!
新課程理念下的教學要求“以生為本”.教師在教學過程中,要積極轉變角色,做教學活動的組織者、引導者、合作者,而不僅僅是知識的授予者;要在創設學生能發揮自己才能的機會和情境中,營造愉快、寬松的學習氛圍,激發學生的思維潛能,加強學生的主體意識,提高學生學習的積極性和主動性;要建立平等和諧的師生關系,積極關心學生、鼓勵學生,促進師生的相互信任與情感交流,使得學生能夠敢于提問、敢于討論、敢于爭辯,在數學史的學習過程中,鍛煉自己的數學學習能力,真正成為課堂的主人.
總之,在數學教學中融入數學史知識,力求保證學生掌握基本的數學思想、基礎的數學知識和技能。發展學生智力,培養學生創新意識,提高學生數學素養。