如果把数学家实验时碰到过的困难、烦琐的计算过程告诉学生,让他们知到公布出来的是经过几千年精心演绎的最终结果,数学家有成功也有失败。让学生知到结论,更应该让他们知到知识发展的来龙去脉,能更加激发学生的自信心和学习兴趣。让学生知到世界著名的数学家也不是非常完美的,例如费马关于费马数的结论是大错特错的;希尔伯特的23个著名问题中的证明某类完全函数系的有限性,1958年被永田雅否定解决,具有给定单值群的微分方程的存在性,最终被否定解决。通过学习数学史,鼓励学生,使学生增强学好数学的决心和探索数学奥密的自信心。 6、
提高文化素养
数学史从数学的角度或者从自然科学的角度讲,它可以促进数学本身的发展和壮大。同时,数学史作为一种历史,它又是社会科学的范畴。以史为镜,可以知兴衰,以人为镜,可以明得失。通过学习历史事件可知事物的发展规律、发展趋势、成长方式;通过了解历史人物的思想、行为、言语可以完善自身。而相对于世界观、人生观、价值观尚未形成的中学生来说,无疑能够提高其文化素养,完善人格。 三、 中学教师数学史素养的提高
近几年,在中学数学教学中,一直在大力推行教学改革。相应的数学教材、数学课程也不断出新。现行的新课程强调“作为学生数学学习的重要资源,教科书也应当承担向学生传递数学文化的重要职责。为此,教科书中应包含一些介绍数学背景知识的辅助材料,如数学史料、一些数学概念产生的背景材料、进一步研究的问题、数学家介绍、数学在现代生活中的广泛应用等。”而事实上新教材对数学史的介绍也不可能面面俱到。因此,初中数学教师应该掌握更多的数学史料,有效地将其穿插于数学教学之中,丰富教学
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内容,促进学生的全面发展,更好地完成现阶段的数学教育任务。因此,提高初中数学教师的数学史素养有着非常重要的作用。 1、
数学史素养是教师数学修养的重要组成部分
从初中数学教师自身的知识素质来讲,除了掌握高等数学知识以及较系统的数学知识体系以外,还应该了解一些必要的数学史知识,以达到知识上的完整。事实上有相当一部分教师在这方面尚很欠缺,他们不大清楚本学科知识体系的形成、发展及目前的发展状况,甚至连最基本的运算符号的产生也不甚了解。
另外,为了更好地适应现代数学教育研究,教师不仅要具有较高的教学水平,还要具备相当的科研能力,这是教师自身素质的一个方面。通过掌握数学史知识来培养教师启迪、创造、发现的才能,以此预见未来,这正如数学家庞加莱所认为的:“如果我们希望预知数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状。”通过对数学概念、数学方法和数学思想的演变过程的学习,教师就可得到启示,获得新的发展。可见,初中数学教师应该提高自身的数学史素养,丰富自己的数学视野。教师不能由于教学工作繁忙而造成自己在数学史素养上的缺陷,从而影响自身素质的提高。 2、
较高的数学史素养是教师更好地从事初中数学教学的需要
随着新课程改革的推进,提高中学生的综合素质是当今中学教育的总目标。而在初中学校有着相当一部分学生,因为种种原因对数学有厌学倾向。以往的应试教育可以通过强化训练来提高学生的数学知识和能力;而在当前的教学中,需要通过培养学生的数学兴趣和学习数学的动机来提高教学质量。在教学中教师适当地穿插介绍一些数学史知识会取得很好的教学效果。
一方面增加了学生学习数学的趣味性,使原来比较枯燥的数字符号变得
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生动、有趣,符合中学生的心理特征;另一方面,激发了学生学习数学的主动性和创造性,通过先人的创造发明,引发中学生本能地产生一种数学创造的欲望,并把握这种激发学生向更高知识点深入学习的动机和兴趣。而在现今的中学教材里,数学史知识还是不足的,这需要教师能给予一定的补充。因此,足够的、比较系统的数学史知识是数学教师必须掌握的。 3、
学习数学史是教师掌握数学思想方法的一条有效途径
在面向21世纪的素质教育中,培养学生的数学思想方法尤为重要。历史上的牛顿、欧拉、高斯等人,既精通微观的数学方法,也懂得宏观的数学方法。因此,数学教师也要重点掌握数学方法。而了解数学史是了解数学本质、掌握数学方法的必由之路。有些初中数学教师不能认清数学的本质,对数学思想方法的掌握也是零乱的,因而遇到需要解决的实际问题时,常带有极大的盲目性,而加强数学史、数学方法论的学习则是克服这一弊端的理想方法。因此,教师通过对数学史的学习,可以了解数学概念和教学理论的形成过程,特别是数学思想方法的形成。如无理数的概念,大约在公元前5世纪末,传说毕达哥拉斯学派中有一个叫希帕苏斯的门徒发现了无理数,这引起了数学史上所说的第一次数学危机,结果被认为有罪而处死。由于不承认无理数,古希腊人由此而限制了算术和代数的发展,转而强调几何,因为几何思想可以免于明确碰到无理数是否是数这个问题,这不仅迷惑了人们的视野,同时也阻碍了数学的发展。虽然在毕达哥拉斯时代已导出了第一个被认识的无理数,但真正承认无理数却经历了约一千多年的历程。在其过程中,对于无理数是否是数老是争论不休。例如,17世纪的牛顿仍然认为无理数只能作为几何上的量来理解,无理数仅仅是记号,而笛卡尔在17世纪前期就承认无理数是能代表连续变量的抽象的数。这仅仅是对无理数演变过程的极简单的陈述,类
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似的实例在数学史中比比皆是。
综观数学史料,特别是一些数学概念、定理等的形成过程,无不蕴含着一些重要的数学思想方法。如根与系数的关系、因式分解、三角函数的起源、概率论的诞生、函数定义的简史,以及一些数学符号、数学术语的起源等等。可见,数学史知识是教师掌握数学思想方法的一条重要途径。另外,中学数学教师肩负着一个重要的使命,那就是培养中学生的数学思想方法。现代教育,尤其是中学教育改革,将把培养学生的数学思想方法提高到重要地位。而作为初中数学教师,不仅要掌握数学史知识,而且还要运用自己掌握的数学史知识去培养初中学生的数学思想方法。
我们认为学生的数学学习应该是学生个体的主动建构过程,每个学生都是从自己的认知基础出发依自己的思维方式理解数学的。从这个意义看,数学是无法灌输的,是难以讲授的,只能依靠学生的主动参与才能学好数学。建构主义应该是教学设计的理论依据。而向学生介绍数学史上讨论的全过程,就可以将人类的思考过程再现在学生的面前,数学概念的形成就像是学生自己建构的一样,学生能更好地理解数学概念。
总之,为了适应现代教育的需要,在现今的教育与教学过程中穿插一些数学史的有关轶闻趣事,能够激发学生对相关内容产生好奇心,活跃课堂气氛,调动学生学习数学的积极性。学习数学史,不仅是广大学生学好数学的有力帮助,而且是也是我们中学数学教师提高自身素养、更好的搞好教学工作所必需的。我们广大教师不仅要明白数学史的重要性,最根本的是要研究如何将数学史融合到教学当中,努力探索出一条新型的教学模式,以提高学生的数学能力和综合素质。
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