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数学史与中学数学教育

2017-02-26山东省泰安市泰山职业技术学院杨立平

数学大世界 2017年1期
关键词:数学史数学家中学数学

山东省泰安市泰山职业技术学院 杨立平

数学史与中学数学教育

山东省泰安市泰山职业技术学院 杨立平

数学史是数学教育的重要内容,特别是对中学数学教育,有它独特的作用:提高数学应用意识;激发创新、探索意识;提高学习兴趣和思想品德教育作用等。在中学进行数学史教育,要加强数学老师的数学史教育,要实事求是、多种渠道、多种形式进行数学史教育。

数学史;中学数学教育;作用;建议

数学是人类历史智慧的结晶,数学史是数学家克服困难和战胜危机的斗争记录,体现了数学创作的真实过程。数学史作为数学教育的重要内容,已经成为大学师范院校数学专业教育中必修的课程之一,对数学史专业的硕士研究生和博士生的培养逐年增加,有关数学史教育的教材和参考读物也是数以百计,这充分说明数学史的教育功能越来越引起人们的重视。新的《高中数学课程大纲》明确规定要对学生进行一定的数学史教育,确定了数学史在中学数学教育中的重要地位,是培养数学能力和实施素质教育的关键所在。

一、数学史在中学数学教育中的作用

1.加强对数学知识的理解,提高应用意识

数学史能够展示数学知识发现、发展的过程,使学生了解数学知识的来龙去脉,加深理解所学知识。如在讲解对数时,可穿插讲解苏格兰数学家纳皮尔是怎样发明对数的,使学生深入理解对数的意义;通过讲解笛卡尔是如何创建坐标系的,让学生进一步认识坐标系是联系代数和几何的桥梁。无论是微分学的早期史还是积分学的早期史,都是数学应用的体现。通过数学史教育,可以提高学生的数学应用意识。

2.激发学生的探索意识与创新意识

数学史还可以展示数学家探索真理的思维过程。如数学史中数学家是如何探索一元二次方程的解法的,进而又如何探索一元三次方程的解法,启发部分学生是否可以探索四次方程的解法,使优秀生对问题充满好奇心,主动探索新的问题。在讲解历史上是怎样用极限的思想求圆的面积时,可以诱导学生探索如何计算椭圆的面积,如何计算球的体积等,让学生主动探索知识的发现过程。通过数的扩展、微积分的发展,可以激励学生创新,不断向数学的高峰攀登。

3.丰富教学内容,提高学生学习兴趣

数学教学向来被学生认为是最枯燥无味的课程之一。在教学中适当穿插一些数学故事,不仅有利于数学理论联系实际,培养学生的辩证唯物主义观点,而且可以活跃课堂、提高学生学习数学的兴趣。如在讲解二项式定理时,可以穿插讲解我国著名的数学家杨辉和杨辉三角;在讲解微积分时,可讲解牛顿和莱布尼兹的故事及积分符号的作用。通过这些小故事,既能丰富教学内容,又能激发学生学习兴趣。

4.对学生的思想品德有重要的教育作用

数学家的品德修养、高尚的情操和为追求真理时所表现出的奉献精神;在数学研究中的艰辛劳动和科学精神;数学家的成长历程等,所有这些给人的启迪与教育,甚至超过了数学知识本身。古希腊数学家、物理学家阿基米德,在保卫叙拉古的战斗中发明了许多军械,曾使敌军闻风丧胆,后来叙拉古不幸被罗马军队攻陷,当破城而入的罗马士兵冲到阿基米德身边时,这位老人正在出神思考数学问题,他让士兵别碰沙盘上的几何图形,被残忍的罗马士兵刺死。忘我的敬业精神,值得每一位同学学习。爱因斯坦在谈到自己的成功秘诀时,曾写下公式:A=X+Y+Z,A代表成功,X代表艰苦的劳动,Y代表正确的方法,Z代表少说空话。这无疑说明,成功需要付出艰辛的劳动,缺少X项,方程是不成立的,就不可能获得成功。

二、中学数学史教育的几点建议

1.教师首先要加强数学史知识的学习,提高自身的素质

在升学率是评价教师水平和学生水平唯一标准的情况下,数学教师关心的只是学生的分数。大多数数学教师缺乏数学史教育的观念,且本身的数学史知识贫乏。要想使数学史发挥更大的教育功能,数学教师必须具有渊博的数学史知识。数学教师可通过多种方式提高自己的知识水平,如到高等院校进修、经验交流会、报告会、自学或其他方式吸取数学史中有用的素材,使自己成为既有丰富的教学经验,又有合理知识结构,对教学活动得心应手的专家型教师或学者型教师。只有具有渊博知识的教师,才是高素质的教师,才能培养出高素质、高标准的人才。

2.实事求是的讲解数学史资料

受爱国主义思想的影响,一些作者过分热衷于考证中国古代的各种“世界第一”,一些教师也只是津津乐道于宣扬祖先的各项功劳,对国外的功绩不讲、不说,甚至于歪曲事实。作为一名教师,应当客观反映历史事实,对数学史的教学不仅仅局限于中国,更应该拓宽视野,多多地提供与教学内容相关的世界数学史知识。

3.编辑出版部分适合中学生阅读的数学史课外读物

有关数学史的书籍相对于其他课外读物来说可以说是凤毛麟角,即使有也经常出现两个极端:一是读物的难度较大,不适合中学生阅读;二是读物的质量令人担忧,有些书籍流于奇趣,失之严谨,而且杜撰、讹传的“数学历史事件”屡见不鲜。在这样的历史背景下,需要有一批既懂中学数学教学,又熟悉了解数学史的教育工作者编辑部分适合中学生阅读的数学史课外读物。

4.以多种渠道、多种方式宣扬数学史资料

除了以阅读材料或附录的形式在章末或书尾介绍数学史资料外,还可以通过以下形式宣扬数学史:(1)开设数学史选修课,吸引更多对数学史感兴趣的学生深入了解历史和数学思想;(2)利用宣传栏和校内广播站等形式宣传数学史;(3)利用现代化技术把数学史改编成生动有趣的动画片,依次进行数学史教育等。

数学史对中学数学教学的影响,目前仍是一个备受国内外教育界关注的课题。经过数学教育工作者多年的实践研究,数学史的确值得引入课堂,它对中学数学教育具有独特的功效,对学生思想品德的教育、对学生探索创新意识的培养,学习兴趣的提升都有着潜移默化的影响。作为一名中学数学教师,有责任、有义务对学生进行数学史教育。

[1]钱宝琮.中国数学史话.北京:中国青年出版社,1957.

[2]李文林.数学史教程.北京:高等教育出版社,2003.

[3]李正银.数学史与数学教育[J].海南师范学院学报,2003(3):98-101.

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