柏扣云
數學是人類文化的重要組成部分,數學課程應適當反映數學的歷史和發展趨勢,數學對推動社會發展的作用,數學科學的思想體系,數學的美學價值,數學家的創新精神。為此,在新課程改革的大力推行下,數學史走進了新課程。
一、促進學生深刻地理解數學
數學史在展示數學知識的原始背景、直觀基礎、思維過程和方法等方面具有得天獨厚的優勢,例如,高斯10歲計算1+2+3+……+100=?的故事,不僅可以調動學生對數學學習的良好情感和愿望,而且可以告訴學生數學具有簡單、和諧、有序等特點。要注意尋找內在規律,促進學生對數學知識的深刻理解,學會數學地思考。
在傳統的教學中,教師考慮到效率的問題,往往是提高了學生的應試能力,但是數學教學中最精彩的部分——波利亞所謂的“怎樣解題”并沒有教授給學生,使學生成為一個真正意義上的“解題機器”。在數學史走進新課程后,把數學史引入課堂教學,學生不但對等比數列的前n項和公式及其推導過程、求和的思想方法等有深刻理解,掌握得牢固靈活。在這一學習過程中,數學史節還有效地喚起了學生的好奇心,讓學生體會到了解題的樂趣,促進學生更好地理解數學。
二、激發學生學習數學的興趣
在新的教育理念下,培養學生學習數學的興趣,使其變被動學習為主動學習,已成為數學教學的目標之一。數學史走進新課程,在數學教育中適當結合數學史,有利于調動學生學習數學的興趣。
數學史中不僅僅是介紹數學的發展史,還包含了一些具有趣味性的歷史名題及數學家的趣聞軼事。這些無疑是激發學生學習興趣的有效途徑,同時還能活躍課堂教學。
例如“哥尼斯堡七橋問題”, 數學家歐拉則通過分析,發現島與河岸的大小和形狀對問題的解決是無關緊要的,可將陸地面積化為零,橋的寬度化為零,把陸地變為點,橋變為線,這樣就將原來提出的問題與“一筆劃”聯系了起來,即找到了問題的本質。例如古希臘代數始祖丟番圖的年齡之謎。根據其墓志銘上的六句話,可以通過列一次方程來解答.這樣可知他活了84歲,33歲結婚,38歲得子。在一次方程的教學中以此導入,不僅能激發學生的興趣,還能使學生掌握分析問題的思路及一次方程的解析步驟。
像這樣精彩的故事都是學生非常感興趣的內容,并且和課本知識密切聯系,易于培養學生學習數學的興趣。另外數學史中還有一些年輕數學家成材的故事,在課堂上加入這些學生感興趣又有知識性的內容,很容易吸引學生,激發學生的學習興趣,調動學生學習數學的積極性。
三、增強學生學習數學的信心
數學史是一部記載人類,特別是數以千計的數學家艱苦奮斗的創業史。數學的發展過程中出現了很多為人類科學事業的進步,不畏勞苦、不畏強暴、勇于攀登的數學家。
數學史中有許多數學家的生平經歷,他堅持不懈、努力追求,很多人付出了畢生的努力。阿基米德在敵人破城而入時,還在沙盤上研究他的幾何圖形,當他發現羅馬士兵時,只說了一句:“走開,不要動我的圖!”就被敵人刺死了。就在這樣的生死關頭他仍心系自己的數學問題,為的是不給后人一條沒有證完的定理。
對那些在平時學習中遇到稍微煩瑣的計算和稍微復雜的證明,就想打退堂鼓的學生來說,在數學教學中適當地介紹一些大數學家是如何遭遇挫折又是如何執著追求的故事,對于他們正確看待學習過程中遇到的困難,增強學習數學的信心是非常有幫助的。這些故事可以給學生以激勵的作用 ,從而激發他們想要成材的欲望,進而樹立學生學好數學的信心。
四、發展學生的創新思維能力
當“萬物皆數”即世界萬物只能表示為整數或兩個整數的比,成為畢達哥拉斯學派的信條時,該派成員哲學家希帕蘇斯,根據勾股定理,通過邏輯推理發現邊長為1的正方形的對角線長度既不是整數,也不是整數的比所能表示的.對于當時只有整數和分數概念的古希臘人來說,這就意味著,邊長為1的正方形的對角線竟然不能用任何“數”表示出來!正因為希帕蘇斯的這一發現導致了數學史上第一次數學危機。他因而成為“叛逆者”而被葬身大海,但把希帕蘇斯丟進大海并不能阻止無理數的到來。
1966年,我國數學家陳景潤證明了“每一個充分大的偶數都能夠表示為一個質數及一個不超過二個質數之乘積之和”,成功取得了(1+2)的最佳結果。這個結論已經接近哥德巴赫猜想的解,被國際數學界譽為“杰出的成就”。
伽利略、哥白尼堅持反傳統的“地心說”而提出“日心說”,身受教會迫害等等。數學的發展史就是一部不斷創新的歷史。一代代的數學家敢于對既定的、根深蒂固的觀點提出質疑,運用創造性思維掙脫舊框框的束縛,因此數學史上產生一次又次的飛躍。這些數學史料都能讓學生體會到數學家敢于質疑,勇于追求真理而不斷創新的精神,能夠培養學生的創新思維能力。
五、培養學生的愛國主義精神
中國是一個文明古國,有光輝燦爛的科學文化和矗立世界之巔的古代文明,連美國史學家納貝爾也承認說“中國許多世紀以來,一直是人類文明和科學的巨大中心”。在中國,數學已有4600多年的歷史,這是世界其他各國所不能比擬的。但有許多人仍誤以為我國歷來在數學上是落后的。數學史走進新課程,這就為培養學生的愛國主義精神,增強學生的民族自豪感提供了豐富的題材。
我國南宋數學家楊輝(1261年)著《詳解九章算術》一書中記載了二項式展開系數表,比歐洲17世紀法國數學家帕斯卡制作的類似表格早300多年。
我國南北朝時代的數學家祖沖之(429—500年)在世界上最早提出圓周率π的兩個分數表達式,他在世界歷史上第一個算出了精到小數點后七位的圓周率,即3.1415926<π<301415927,并且把這項世界記錄保持了近千年。
勾股定理在西方又稱為“畢達哥拉斯定理”,最早見于我國古代的數學文獻——即公元前2世紀西漢時成書的《周髀算經》,這約比古希臘數學家畢達哥拉斯的發現早500年。
近代華羅庚教授發起的優選法被廣泛應用于生產與科學實驗,創造了很大的經濟價值。數學史上還有一批優秀的數學家,如:劉徽、秦九韶、李冶、朱世杰等。還有許多具有世界影響的數學成果,如:中國剩余定理、祖暅原理、割圓術等。
通過這些中國數學家和著名的數學成果的介紹,宣傳我國古代科技曾經遙遙領先于世界前列的輝煌成就,大力頌揚為祖國、為人類科學進步,勇于攀登、艱苦創業的中國數學家的事跡,可以激發學生的民族自豪感,培養他們的愛國主義精神,激發學生學習的熱情,增強為祖國現代化建設學好數學的積極性。