【数学史在中学数学教学中的作用】 在中学数学教学中渗透数学史的教育

  摘 要: 数学史在中学数学教学中的作用是非常重要的。教师在教学过程中融入数学史的内容,可以帮助学生认识数学、形成正确的数学观;有利于培养学生正确的数学思维方式;有利于开阔学生视野,培养学生对数学的兴趣。传授数学史的一些知识也为德育教育提供了舞台。
  关键词: 数学史 中学数学教学 教育功能
  
  数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学。数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用,对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛,对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,进而揭示其人文价值,都有重要意义。作为教授数学的教师来说,在教学过程中融入数学史的内容,不仅有助于提高学生的学习效果,而且有很强的教育功能。我认为其具体的教育功能主要体现在以下几个方面:
  
  一、在教学过程中融入数学史可以帮助学生认识数学,形成正确的数学观。
  
  现在高中学生对数学的感觉主要就是枯燥、难学。究其原因是现行的数学教材中的语言十分精练简洁。为了保持知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家,又是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学生是很有必要。
  
  二、学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式。
  
  教师在教学中融入数学史的内容,通过讲解一些与课堂内容有关的数学历史,鼓励学生用新方法、新思路,拓宽思维领域,以克服思维的呆板性,促进灵活性,培养学生多角度、全方位思维的习惯,加快思维速度,培养学生创造性思维,学生在学习系统的数学知识的同时,就会对数学知识的产生过程有一个比较清晰的认识,从而培养正确的数学思维方式。数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习、不断探索、不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。
  
  三、了解数学史有利于开阔学生视野,培养学生对数学的兴趣。
  
  数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,例如在讲某些数学概念、定理时,先给学生讲一些有关的数学历史背景,往往能够引起学生浓厚的学习兴趣,增强学生学习数学的信心。而且数学历史故事中都包含着某种数学思想方法,对培养学生的数学意识、数学观念很有好处。另外历史上的数学名题,例如七桥问题、四色定理等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如一些年轻的数学家成材的故事:帕斯卡16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;牛顿22岁发现一般的二项式定理,23岁创立微积分学;波尔约23岁提出非欧几何学的基本思想;阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式;伽罗瓦创建群论的时候只有18岁;克莱因23岁发表“爱尔朗根纲要”,全面推动了几何学的研究;哥德尔25岁发表了震惊整个数学界的“不完全性定理”。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。
  
  四、传授数学史的一些知识为德育教育提供了舞台。
  
  数学教育蕴含丰富的德育内容。讲数学史,可培养学生崇尚科学,追求真理,宏扬爱国主义精神。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少,其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖�、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖�公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《九章算术》、“孙子定理”这些都是有代表意义的中国古代数学成就。
  学习数学史还可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达・芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
  综上所述,数学史在中学数学教学中的作用是非常重要的。在今后的教学工作中,教师应充分发挥数学史在数学教育中的作用,促进的数学史与中学数学教学的融合,提高学生学习数学的兴趣,加深学生对数学的理解,感受数学家的严谨态度和锲而不舍的探索精神。
  
  参考文献:
  [1]李文林.数学史概论.高等教育出版社,2000.
  [2]高中数学教材.人民教育出版社,2006.

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