浅谈数学教学中数学史的学习

2010-08-15 00:49李小磊
太原城市职业技术学院学报 2010年11期
关键词:微积分数学史数学家

李小磊

(山西建筑职业技术学院,山西 太原 030006)

浅谈数学教学中数学史的学习

李小磊

(山西建筑职业技术学院,山西 太原 030006)

数学是人类文化的重要组成部分,但当今数学教学的现状不容乐观。数学教学中应适当引入数学史知识,使数学课堂更有趣味性和思想性。论文就数学史学习在数学教学中的必要性和作用作了讨论,并就数学史融入数学课堂的具体方法作了一定的探索。

数学教学现状;数学史;文化价值

数学是一门古老学科。从某种角度讲,人类文明的发展史就是数学的发展史。数学是人类文化的重要组成部分,每个人都应具备一定的数学文化修养。

数学教育在培养人们的数学素质方面起着不可或缺的作用,然而当今的数学教学却走到了非常尴尬的境地,很多学生对数学知识的学习缺乏兴趣,觉得枯燥无味,甚至有不少人害怕数学,觉得数学是很难的一门学科。为了解决教育现实中的种种问题,一批优秀的教师经过刻苦的研究和大量的教学实践,摸索出了一条道路,那就是在数学知识的学习中贯穿数学史内容的学习,以激发学生的学习兴趣和创造力,让学生能更全面、更深刻地理解数学这门课程。

数学史的学习在数学教育中很有必要,而且起着重要的作用。

一、数学史学习在数学课堂中的必要性

数学是一门历史性、累积性很强的学科,几乎所有数学理论的创立都不是独立的,都是在前人理论的基础上创造出来的。很多数学家都说过,“不了解数学史,就不能全面了解数学科学”。人们常把数学比喻为根深叶茂的大树,包含着越来越多的分枝。

数学史是研究数学的概念、方法和数学思想的由来和发展。通过数学史的学习,我们可以了解数学发展的各个阶段,以及各个阶段出现的杰出人物发明创造的光辉范例,有助于启发人们提供发现和创造的方法。从原始社会的结绳记事,到后来的九章算术,再到牛顿、莱布尼茨的微积分等等,这里面无不包含着众多数学家们上下求索的辛苦历程。

对数学史的学习,有助于引导我们创造数学的未来。正如数学家庞加莱所说,“如果我们希望预知数学的未来,适当的途径是研究这门学科的历史和现状。”我们知道,数学从古代开始都是人们为了解决现实生活中的问题而产生的思想,现代数学的发展同样离不开现代科技的发展,而未来社会文明的发展将会是数学发展的土壤。

二、数学史在数学课堂中的作用

数学发展过程的很多数学家的精彩故事和奇闻,能激发学生的学习热情和兴趣。例如,有名的“菲波那契数列”,其特点是除前两个数之外,每个数都是它前面两个数之和。菲波那契数列又与黄金分割有着密切的关系。相邻两个菲波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的。而黄金分割点在数学史上是非常神奇的。肚脐如果在整个人体占据黄金分割点的位置,那将是最完美的。黄金分割点在现实生活中的应用很多,具有很高的美学价值。

数学发展的道路从来都不是一帆风顺的,这条路上充满着挫折和彷徨,数学家们面对困难时的勇气、战胜困难时的坚持和毅力,能够启发学生的人格,增强数学学习的荣誉感和自尊心,有利于培养学生不怕困难、不屈不挠战胜困难的精神。陈景润为了攻克“哥德巴赫猜想”用掉了几麻袋的演算纸,激励了几代中国人。紫金山天文台将一颗星命名为“陈景润星”。

单纯的数学知识的学习往往具有片段性和片面性。从历史的角度学习数学,更全面、更有高度。我国著名数学家陈省身曾说过,“学习历史的变化是了解这么科学的一个步骤”。数学史学习有助于拓宽学生的视野,比较数学学习中的各种方法,培养学生的认知能力。例如,学习微积分时,我们可以让学生了解牛顿和莱布尼茨二人为了解决物理中的变速直线运动的路程,以及曲线斜率问题,分别独立地创立了微积分理论。让学生在学习数学知识的同时,了解数学和其他学科的联系,从另外的角度理解微积分。同时,因为牛顿和莱布尼茨两人创立微积分理论先后顺序引起的争论也很有趣。

数学历史的研究,对数学教育工作者也有很大的教育作用。让教育工作者更加理解数学学习的意义,了解数学最新的动态和发展方向,是数学工作者很好的学习材料。

三、数学史融入课堂的方法

首先,要结合教材内容。比如,学到极限知识的时候,我们可以介绍我国朴素的极限思想,“一尺之棰,日取其半,永世不竭。”并可以由此介绍中国古代数学家刘徽、祖冲之等,以及数学著作《周髀算经》、《九章算术》等,由此了解中国古人的智慧,增强民族自豪感。

其次,要结合学生层次。对于中小学生,数学史知识的介绍可侧重于数学故事的讲解,增强学生学习数学的兴趣和自信心,激励学生向数学名家们学习。而对于大学生,可侧重于介绍学科发展由来、数学思想和数学方法的价值,以及数学科学的前沿问题和发展现状。

数学史融入课堂的方式要多样化。除了课堂穿插讲解外,还可采用多媒体教学,利用图片和音像资料,信息量更大,让学生了解得更直观、更形象。也可让学生参与进来,比如让学生课下搜集信息,课堂上讲解。

把数学史融入到数学教学,是一种全新的教学方式,还没有成型的模式供我们参考,不很成熟,仍需要我们的数学教育工作者付出大量的心血去摸索。

四、数学教学中数学史学习的总结和展望

数学史的学习对数学这门学科的发展也是必不可少的。数学史融入到数学课程是数学课程改革的重要理念之一。数学史的学习不但可以激发学生学习数学热情,增强学习动力,更可以沿着历史的脉络全面了解数学。数学教学不应当让学生害怕和厌烦。希望通过广大数学教育工作者的努力,挖掘数学的内在价值,让学生认识数学的文化价值,促进学生的人格发展。希望数学史的学习能让学生除了感受到数学文化的价值,还能感受到多元文化的关怀。

五、国外的发展趋势及启示

20世纪70年代以来,联合国教科文组织就开始关注教学的改革,组织了大批专家对教学的发展趋势进行专题研究,对全世界的教学课程整改进行了考察和描述。重新整改教学内容是国际上一个重要的趋势。对数学课程来说,在数学教材里直接融入数学史的内容是一个不错的选择。再有就是更新文化价值观念,提出了崭新的“科学文化”概念。即把文化融汇入到科学、数学之中。这一新的文化价值观成为选择数学课程内容的标准,可作为我们的核心理念。历史和数学的完美结合是我们期待的结果!

[1]李文林.数学史概论[M].北京:高教出版社,2006:1-10.

[2]梁宗巨.世界数学通史[M].沈阳:辽宁教育出版社,2001:4.

G64

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1673-0046(2010)11-0091-02

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