淺談數(shù)學(xué)史對教師的意義

江蘇省啟東市新安小學(xué) 陳 燕

英國著名數(shù)學(xué)史家和數(shù)學(xué)教育家史密斯說：“無論從數(shù)學(xué)的角度還是從教學(xué)的角度來看，數(shù)學(xué)史的作用變得更加明顯?！蔽覈C布的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011 年版)》指出：“數(shù)學(xué)文化作為教材的組成部分，應(yīng)該滲透在整套教材中。為此，教材可以適當介紹有關(guān)背景知識。”課標同時指出，其中所指背景知識，除了數(shù)學(xué)在自然與社會中的應(yīng)用，另一重要內(nèi)容就是數(shù)學(xué)發(fā)展史的有關(guān)資料?？梢姡乱惠喌臄?shù)學(xué)課程改革，已使數(shù)學(xué)史成為數(shù)學(xué)文化的載體之一和數(shù)學(xué)課程的有機組成部分。筆者將從數(shù)學(xué)史對于教師的積極作用入手，簡要闡述自己的粗淺看法。

一、數(shù)學(xué)史優(yōu)化了教師的數(shù)學(xué)觀念

觀念決定行動，教師對數(shù)學(xué)知識的不同理解，將會造就不同的數(shù)學(xué)教學(xué)行為。香港學(xué)者黃毅英在《數(shù)學(xué)觀研究綜述》一文中說：“一線教師的數(shù)學(xué)觀念未必是自覺的、系統(tǒng)的理性認識，更多的是樸素的、零散的朦朧認識?！钡珜?shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)研究可以調(diào)整、補充、完善教師的那些零散的、模糊的數(shù)學(xué)觀念，能讓教師更準確地把握數(shù)學(xué)發(fā)展的真實面貌。

知曉數(shù)學(xué)知識的創(chuàng)造過程，學(xué)生便能感悟到一種鮮活的數(shù)學(xué)思維過程，而不單單是書上那些早已成型被標準化了的數(shù)學(xué)知識。所以，對于我們創(chuàng)造課堂，歷史可以給出一些啟示，相對于單純地傳授知識，我們更需要充滿探索與研究的課堂。

例如，蔡宏盛老師所執(zhí)教的蘇教版“乘法的初步認識”一課，在學(xué)生明確了“相同加數(shù)的加法”后，立刻提出另一相似問題：“一張桌子放兩臺電腦，9 張桌子放多少臺電腦？”學(xué)生開始動手寫算式。在寫的過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生用了一些輔助動作，比如，邊寫邊數(shù)2 的個數(shù)；或者寫了幾個，再停下來數(shù)數(shù)2 的個數(shù)……這些動作說明學(xué)生感受到了這種寫法的麻煩。教師乘此時機，提出另一要求：想辦法盡量把算式寫得簡潔些。 于是出現(xiàn)了后面的一系列寫法：先寫3、4 個2，再在2 的后面寫上“……”或“等等”。教師立刻追問：“這種寫法有缺陷嗎？學(xué)生停頓片刻后若有所悟，回答道：“現(xiàn)在寫法是簡便了， 但不能體現(xiàn)其中2 有幾個。很快，受到啟發(fā)的學(xué)生把“……”符號抹去，然后把算式圈個圈或?qū)憘€括號，旁邊鄭重地寫上“9 個”。最后，教師再次追問：“把那個9 改成10 或者別的數(shù)，行嗎？把2 改成其他數(shù)行嗎？”在思辨中， 學(xué)生真正理解了乘法的意義。學(xué)生由加法過渡到乘法，不是邏輯演繹的結(jié)果，而是依據(jù)生活經(jīng)驗和所知事理進行了再創(chuàng)造。

以上教學(xué)片段中，并沒有直白的數(shù)學(xué)史料的呈現(xiàn)，但在淺顯的情境中凸顯的卻是深刻的數(shù)學(xué)思想，讓學(xué)生經(jīng)歷從加法過渡到乘法的幾個關(guān)鍵節(jié)點，讓乘法的產(chǎn)生成為學(xué)生內(nèi)心的真實需求。由此可見，一個教師的數(shù)學(xué)觀念對其教學(xué)行為影響之深遠。

二、 數(shù)學(xué)史幫助教師讀懂兒童

匈牙利著名數(shù)學(xué)教育家波利亞曾指出：數(shù)學(xué)史幫助教師讀懂兒童。此處的“讀懂兒童”并非僅指對兒童泛泛的理解，而是側(cè)重于了解和分析兒童在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的思維狀況，由此粗略評估兒童在學(xué)習(xí)過程中可能遭遇的困難。

例如，在著手備蘇教版《認識負數(shù)》一課之前，首先應(yīng)該考慮以下問題：人類的祖先在認識負數(shù)之初遭遇了怎樣的障礙？ 據(jù)數(shù)學(xué)史資料分析，從人類開始使用負數(shù)到突破思維局限而接納負數(shù)，是分屬于兩個有跨越關(guān)系的認知階段，那么真正突破思維局限而接納負數(shù)，需要建構(gòu)起哪些必要認知呢？教師要了解造成跨越困難的思維局限是什么，這才是真正地讀懂兒童。當讀懂歷史、讀懂兒童，課的設(shè)計也就水到渠成。

三、數(shù)學(xué)史幫助教師厘清教學(xué)內(nèi)容的真正價值

數(shù)學(xué)中一些重要概念的建構(gòu)，都是人類在認知上的一次飛躍式突破，如果對數(shù)學(xué)知識的解讀沒有了歷史背景的支撐，那么可能無法把握其深刻內(nèi)涵。

例如，蘇教版《用字母表示數(shù)》一課對學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)具有重要作用，但翻閱《教師用書》，只用簡單一句話“這是人類認識的一次飛躍”就草草概括了它的重要作用， 除此沒有具體闡述。部分教師會認為，因為不知道這個數(shù)具體是多少， 所以才需要用字母表示。造成這種認識偏差的原因是在現(xiàn)有小學(xué)知識體系中，大部分時候的用字母表示數(shù)是為了表示方程中的未知量?？梢姡瑳]有全面把握歷史上知識發(fā)展的來龍去脈，就抓不住知識的本質(zhì)。只有在歷史背景下研讀知識，才能體會用字母表示數(shù)并非僅指用字母替代文字，實質(zhì)是符號化。較之替代，符號化這種數(shù)學(xué)思想具有飛躍性的意義。知曉了用字母表示數(shù)的整個歷史發(fā)展過程能獲得不少啟示，在教學(xué)中，我們可以依據(jù)人類提升認知的幾個發(fā)展階段，讓學(xué)生逐步體會到：“字母可以表示未知數(shù)，也可以表示已知數(shù)；字母表示特定的意義，也能表示變化的一類數(shù)量；可以在縮寫時運用字母，也可以更上一層，把字母運用成符號。”

只有回到歷史中，我們才能把握什么是符合歷史主流前進方向的，什么是促進歷史進步的關(guān)鍵節(jié)點。有了這樣宏大的視野，我們才能明白人類創(chuàng)造這個概念的價值，才會去琢磨這個方法存在的意義。教學(xué)中突出了這些，也就把握了知識的真正價值！