數學奧林匹克對學生科學素質的影響

摘 要: 本文首先闡述了數學奧林匹克教育與一般中學數學教育側重點的差異和開展數學奧林匹克活動的目的，在此基礎上著重討論數學奧林匹克對學生科學素質的影響。

關鍵詞: 數學奧林匹克 中學素質教育 科學素質

數學奧林匹克教育與一般中學數學教育不同，其側重點不在于傳授知識，而在于培養學生在科學的思維方法指導下分析問題、解決問題的能力，特別是培養解決創造性問題的能力。因此，命制奧林匹克試題的基本思想是考查學生的能力，開展數學奧林匹克的根本目的是推動學生的素質教育。現如今，數學奧林匹克已經日益成為培養青少年科學素質的一種重要途徑，現分析如下。

1.數學奧林匹克有利于學生注意力和觀察力的培養，而觀察力是認知能力的基礎。

高斯說:“數學是一門觀察的科學。”數學這門科學需要觀察，數學學科中的注意力和觀察力主要體現于“數”與“形”的結合。在數學奧林匹克中，觀察能力主要表現為:(1)觀察數學關系中的特點和聯系;(2)觀察幾何圖形的一般性和特殊性。

此題看上去似乎難以下手，若細心觀察它的特點，會發現用到了一個與三角形內心有關的重要性質:設∠BAC的內角平分線AD交△ABC的外接圓于點D，I為AD上的一點，則I為△ABC的內心當且僅當DI=DB=DC。這樣這道題就迎刃而解了。

2.數學奧林匹克有利于學生想象能力和思維能力的培養，而思維能力是認知能力的核心。

數學奧林匹克競賽是一種智力競賽而不是單純的知識競賽，它要求學生能解各種各樣的數學難題，這就要求學生注重想象能力的開發與思維能力的發展。學生在競賽中必須擺脫固定思維模式的束縛，不能僅僅停留在模仿的層面或拘泥于已經形成的接替方式，而是要探求尋找全新的、適合的思維方式。在解決競賽問題的時候，僅僅觀察該問題屬于哪一種類型并無用處，學生還要學會分析、歸納、猜想、類比、分類、構造、探索等多元的、開拓的思維方法，這樣才能找到解決問題的路徑。

3.數學奧林匹克有利于學生實踐能力的培養。

在數學奧林匹克競賽題目中，有許多涉及實際應用的問題，如計數、圖論、邏輯、抽屜原理等。解決這類問題，一般都需要對實際問題的數學意義進行分析、歸納，把實際問題抽象成為數學問題，然后用相應的數學知識和方法去解決。在這一構造數學模型的過程中，學生能夠有效地培養用數學觀點看待和處理實際問題的能力，提高用數學語言和模型解決實際問題的意識和能力，提高揭示實際問題中隱含的數學概念及其關系的能力等，能夠在思維能力發展的過程中看到數學的實際作用，感受到數學的魅力，增強學生對數學美的感受力。在強調素質教育的今天，數學奧林匹克的這一教育功能有著更為重要的現實意義[1]。

4.數學奧林匹克有利于學生創造能力的培養。

創新能力是一個人的全部能力的基礎，它的兩個主要成分是創造性想象能力和創造性思維能力。能力又在科學素質中位于最高層，它不僅是知識與技能的條件，而且是科學素質發展的目標與方向，而創造力又是能力發展的最高水平。

數學奧林匹克題目的設計打破了傳統的思維定勢和模式，這樣可以讓學生處于陌生的問題情境。學生只能根據原有的基礎知識，提取、分析、加工新的問題情境中所呈現的信息，創造出新的解決問題的方案、策略，形成新的認知。試題不僅非常重視考查學生的創造性想象，通過試題的設計，強調考查學生的創造力，而且利用學生已經擁有的知識，來考查他們在創造新知識過程中的整體性思維能力。試題要求學生利用原有的最基礎的知識，對試題有整體性的思考，既能橫向、也能縱向地審題，運用整體性的思維去理解和重整新信息，創造出新的知識。

新想法行得通，從而問題得到解決。

5.數學奧林匹克有利于學生形成不斷發展的開放的科學知識和技能。

數學奧林匹克為學生提供了獲得課堂教學之外的全新知識的機會。數學奧林匹克的范疇不再局限在歷史的數學之中。現代數學內容經過數學教育專家的研究，用更加通俗易懂的語言，再現在青少年的面前，為學生知識結構的進一步發展奠定了堅實的基礎。另外，數學奧林匹克內容不再是以灌輸為主的模仿性認知體系。學生在數學奧林匹克中遇到的問題很多是沒有見過的題，是需要自己去探索的題，沒有現成的套路可以走，解題的思路要自己獨立地去發現。學生在這種活動中能養成獨立研究的習慣，形成獨立思考的能力。因此，在原有的以模仿為主的認知體系中，注入了獨立的認知元素。這種新的方式為學生知識結構的進一步發展提供了多方面的保障。

因此，數學奧林匹克使學生的知識類型起了本質的變化，這種變化為學生日后參加科學活動奠定了不可缺少的基礎[2]。

6.數學奧林匹克有利于學生科學觀的形成。

數學奧林匹克問題的解決除了有必備的思維過程以外，“觀念”在其中也起著紐帶作用，正是這一“紐帶”把許多的知識、方法聯系在一起，使之成為一個和諧的統一體。學生通過“紐帶”系統地掌握了解法，又學會了和諧統一的數學思想方法，從而逐步形成科學觀[3]。

7.數學奧林匹克從根本上激發和提高了學生對科學的興趣。

孔子曰:“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”“好”和“樂”就是愿意學，喜歡學，就是學習興趣。這對于數學學習尤其重要，“樂”是主動性、積極性的起點，隨著學習的深入及思想的發展，興趣就可能上升為志趣和志向。

興趣是學習成功的前提。學生開始接受數學奧林匹克輔導，參加數學奧林匹克活動時，往往是被有趣的題型、奇特的解法所吸引，被數學解題中所呈現的神奇的智慧和藝術的魅力所折服。正如美國著名數學家G.波利亞所言:“如果他(指老師)把分配給他的時間都用來讓學生操練一些常規運算，那么他就會扼殺他們的興趣，阻礙他們的智力發展，從而錯失他的良機。相反地，如果他用和學生的知識相稱的題目來激發他們的好奇心，并用一些鼓勵性的問題去幫助他們解答題目，那么他就能培養學生對獨立思考的興趣，并教給他們某些方法。”[1]

學生在獨立地去解決數學奧林匹克問題時，可以體會到百思不得其解的困惑，尋找解題規律的艱辛，靈感突至的喜悅，科學發展的趣味，從而意識到自己的能力和價值，由此開始不斷地開拓探究。

8.數學奧林匹克有利于激發學生的審美欲望，陶冶學生的高尚情操。

在科學素質教育中，美育絕不僅僅是音樂、美術等藝術知識和技能的教育，而應該貫穿于整個教育過程。數學有著無與倫比的美學情趣，古希臘有一句名言:“哪里有數學，哪里就有美。”數學是一門既美又真的科學，不但擁有真理，而且擁有至高的美，這些美淋漓盡致地呈現在數學奧林匹克競賽中。在數學的解題過程中，學生能夠體驗到一股愛的清泉在心田里流過的恬靜，在美的享受中心靈得到啟迪，精神得到振奮，煥發出朝氣蓬勃的學習動力。學生獲得這些審美能力，既有利于激發對數學的興趣，又有助于提高創造能力，它是激發學生求知欲、形成內驅力的源泉。

9.數學奧林匹克有利于學生形成堅持不懈的鉆研精神和謙虛謹慎的科學態度。

數學奧林匹克題目具有挑戰性，有利于增強學生的好奇心和自信心，有利于激發學生的學習數學的興趣，有利于調動學生學習的積極性和主動性。富有創意的數學奧林匹克問題使學生有機會享受沉思的樂趣，經歷“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的歡樂，“解數學題是意志的教育，當學生在解那些對他來說并不太容易的題目時，他學會了面對挫折、鍥而不舍，學會了贊賞微小的進展，學會了等待靈感的到來，學會了當靈感到來后的全力以赴。如果在學校里有機會嘗盡為求解而奮斗的喜怒哀樂，那么他的數學教育就在最重要的地方成功了”[4]。在學生遇到困難時，幫助他們樹立戰勝困難的決心，鼓勵他們堅持不懈地挑戰困難，并不斷地審視解決困難的過程中所出現的問題和錯誤，這樣做可以使學生逐步養成獨立鉆研的習慣，克服困難的意志和毅力，并且養成謹慎細心的習慣，當每向成功邁進一步的時候保持謙虛的態度，戒驕戒躁，持有取得最終勝利的信心和決心，進而形成堅持不懈的鉆研精神和謙虛謹慎的科學態度。

總之，數學奧林匹克在學生科學素質培養中的地位和作用是非常重要的。數學奧林匹克的本質不僅僅在于發現和培養優秀的青少年數學人才，更深遠的目的在于對更多的青少年進行科學素質的教育，為我國培養出更多具有良好科學素質的人才。

參考文獻:

[1]王光生.數學奧林匹克的基本特征與教育功能.陜西師范大學繼續教育學報，2003，(3):96-98.

[2]夏興國.數學奧林匹克與科學素質[J].數學教育學報，1996，(5):62-64.

[3]陳青姣.數學教育與素質教育.科教文匯，2006，(7):33-35.

[4]張華.課程與教學論.上海:上海教育出版社，2000.