在許多學生眼中,數學學科是貧乏而枯燥的,許多人無需直接用到較深的數學知識。作為一名數學教師,如何讓學生樂于接受數學,我想如果把自己對數學的喜愛和從中體會到的智慧與樂趣轉移給學生,同時把對數學史的閱讀及數學史中一些閃光的地方融入高中數學新課程教學中,那么一定會對學生有所幫助,從而有效實現三維目標的要求。
一、數學史的學習能激發學生發現認知過程,促進創造力發展
傳統的數學教育使得教師在課堂上講授的知識偏重于演繹論證的訓練,忽視了知識的發明過程。我們說人的學習是一個認知過程,而教科書上講的往往是成熟的、完美的知識,而從不講獲得真理的艱苦歷程,使學生認識不到數學發展的曲折性,更不能讓學生了解知識發展過程,容易使學生產生誤解,以為數學家獲得知識很輕松。這嚴重阻礙了學生創造力的發展。割裂歷史就不能很好地認識現代的數學知識,更不可能學好現代的數學知識,因為數學史可以揭示知識產生背景,展示知識形成過程,預示知識發展前景。從知識形成過程中,我們可以學習數學家思考問題的方法、解決問題的途徑,從而借鑒他們的經驗,在今后學習中為我所用。
在此,我們應當模擬數學家的研究活動,去了解數學知識獲得過程,尤其是數學家的研究動機和研究過程。這也是我們學習數學史的一個主要目的,這樣我們在以后的學習研究中就更能找準某些問題的切入點,可以讓我們少走彎路。傳統的數學教育和教學大綱使得學生的創造力逐步被磨滅,人們只是機械地模仿、重復課本上的習題、方法,根本不會創新,而學習數學史可以讓我們借簽數學家的創新過程和思維方式,間接地培養創造力。
二、數學史的學習能激發學生學習的興趣,樹立正確的學習目的
數學的本意在于描述世界,是人類在認識和改造世界過程中獲得進展的一種工具,數學發展的歷史本身就是一部數學應用的歷史。數學科學發端的原動力是應用,終極目標也是應用。在教學過程中強調應用意識,能增強學生對知識的理解。比如,在學習建立極坐標系時,習慣了直角坐標系的學生表現出較大的不適應性,所以我在教學時引用了數學史中笛卡兒的解析幾何思想的最初一閃念。據說是在他注視一只蒼蠅在天花板的一角爬行時,想到只要知道蒼蠅與相鄰兩墻的距離之間的關系,就能描述蒼蠅爬行的路線,這個故事讓學生意識到數學的直覺來源于實際生活。
三、數學史的學習使高度抽象概括的數學變得有趣,提高學習積極性
興趣是最好的老師,一個人如果對他學習的東西不感興趣,甚至于很厭惡它,我想這個人是不會很好地投入到學習中的。如何培養學生的學習興趣,也許這里可以提供一個方法:那就是學習數學史,數學史可以展示人們的探求過程,在此過程中,不乏一些名人軼事,講述一些在發明過程中的故事,不僅可以說明知識的產生思路,也可以讓人們對此產生興趣,尤其在一個輕松的學習環境,在人們不知不覺中更容易學習到一些真正的知識,記憶更牢固。我們何樂而不為呢?
另外,一些數學史名題本身就很有趣,或者有一些很獨特的解法,看后會讓人心頭為之一震。如三角形九點共圓定理、猴子分桃子等問題。介紹一些此類題也有助于培養學生的學習興趣,也能改善學生的思維。
四、數學史的學習使學生從數學家身上學習鍥而不舍的精神,在學習中鞭策自己
數學家的性格中有永不收斂的好奇心和不近世俗的獨立思考習慣,他們耐得住寂寞,對研究的問題,只要不得出答案就一定會持續思考。例如證明哥德巴赫猜想的陳景潤,即使在文革時期也是數十年如一日,終于研究出了世界領先的命題。然而在很多人眼里,數學被認為是枯燥無味的,他們在遇到困難時,很快就會放棄,沒有數學家那種鍥而不舍的精神。學習數學史可以讓我們從數學家身上學到一種精神,鞭策自己學習。同時,有意識地講述一些數學家的生動故事,可以極大地激發學生的學習興趣,這是傳統的數學課難以實現的。在教學中講述數學史,在學習中了解數學史,可以彌補傳統數學課的不足,學習數學史應該成為學習數學的必修課。
所以,在數學學習中了解數學史是重要的一步。可以毫不夸張地說,不知道數學史的人就不可能真正地學好數學,一個不了解數學為何物的人是不會去認真學習數學的,因為他不能體會到數學的美和數學的實用價值。
五、數學史的學習使學生發現數學家優秀的性格特征,培養學生的意志品質
“所有有成就的科學家都具有一種百折不回的精神,因為大凡有價值的成就,在面臨反復挫折的時候,都需要毅力和勇氣”,因此學生在數學學習中,要有意識地、有目的培養自己這種意志品質,特別是遇到不易理解的內容或難題時,要勇敢去克服困難,磨煉自己的意志,不要輕易放過機會。數學家的性格中有永不收斂的好奇心和不近世俗的獨立思考習慣,他們耐得住寂寞,對研究的問題,只要認定會持續思考。
為了讓天文學從繁瑣的計算中解脫出來,納皮爾發現了對數,而為了計算對數表他自己卻花費了20 年的時間。大數學家歐拉31 歲右眼失明,晚年視力極差最終雙目失明,但也仍以堅韌的毅力保持了數學方面的高度創造力。
通過了解數學的發展史,可使學生對數學每次發展、創新進行感悟、內化,可在失敗中增加信心,成功中得以升華,培養良好的學習思維習慣,克服厭學、怕學的毛病。“讀史使人明智”,為了讓學生學好數學,提高數學質量,在教學中充實數學史知識是很必要的。
(作者單位:江蘇省泗洪中學)