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【關鍵詞】趣聞軼事 歷史名題 名人故事 經典悖論
數學是人類的重要文化,它的內容、思想、方法和語言是現代文明的重要組成部分.因此,學習數學史對于培養學生的人文主義精神以及數學觀念、數學能力、數學整體意識有特殊意義。著名數學著作、著名數學事件、數學家的生平、數學思想、數學名題這些課程資源,都可以成為促進學生學習、理解數學的重要的載體。在教學中我們如何進行數學文化的滲透教學呢?在此,談一談筆者的幾點看法。
一、趣聞軼事,引人入勝,激發興趣
在數學發展的文化歷程中,圍繞數學知識、數學家出現過許許多多的趣聞軼事,產生了豐富多彩、生動感人的故事.如在負數概念及運算法則的教學時介紹負數概念的歷史,讓學生了解負數概念最早出現在中國, 古人將算籌分成紅黑兩種,紅籌表示正數,黑籌表示負數。再如在學習勾股定理時,介紹勾股定理的故事,傳說中畢達哥拉斯學派得到勾股定理后殺了100頭牛慶祝,因此勾股定理又稱為“百牛定理”。 著名數學家華羅庚提出把“數形關系”(勾股定理)帶到其他星球,作為地球人與其他星球“人”進行第一次“談話”的語言。說趣聞軼事的目的就是要設計一個教學情境, 這個教學情境主要是能引起學生的學習動機與興趣。同時也可利用故事情境引出學生已有的數學概念,或是借故事情節引入要教的數學概念,也可以利用故事情節的鋪設, 呈現給學生想要解決的問題等。
二、名人閃念,奇思妙想,啟迪思維
在數學發展的長河中,曾經稍縱即逝的創新閃念對數學的發明、發現有著十分重要的作用,一些數學家創新的火花、大腦中的一個閃念、百思不得其解時萌發的奇思妙想,均是數學教學中重要的課程資源。如17世紀笛卡爾在一次晨思時,看見一只蒼蠅正在天花板上爬,他突然想到,如果知道了蒼蠅與相鄰兩個墻壁的距離之間的關系,就能描述它的路線,這使他頭腦中產生了關于解析幾何的最初閃念。這里孕育著數學上的重大發現,點原來可以用數對描述。點化為數對,幾何問題化為代數問題,用代數方法解決幾何,剎那間的閃念,數對描述點的坐標法,妙不可言。坐標法的出現是數學發展史上一個里程碑,數學的發展從此進入了一個新天地。
數學教育的核心是培養學生的數學思維能力.這樣的故事更便于他們體會思考是科學的學習方法的核心.也只有勤于思考,才能了解知識的來龍去脈,把握知識的內在聯系,從而系統、全面、深刻地掌握知識.因此,數學結論的推導過程,思維方法的多樣性,問題的發展過程,規律的提示過程,都蘊含著向學生滲透思想方法、訓練思維的大好機會。
三、歷史名題,尋根究底,拓寬視野
歷史上許許多多精彩的思想方法被排斥于我們的教材之外,當了解歷史之后,我們就會認為教材上的方法是唯一適合于課堂教學的方法. 在歷史方法的對比中,學生開闊了視野,在不知不覺中還學會了欣賞數學,感受數學思維的魅力。通過數學史我們知道,畢氏定理的證明方法很多,在教學中引入一些簡潔漂亮的證明,我們可以引導學生去好好欣賞、品味。如伽菲爾德(Garfield,1881年任美國第20屆總統)證明了勾股定理(1876年4月1日,發表在《新英格蘭教育日志》上)。再如古中國三國時期趙爽注解《周髀算經》所提供的弦圖證法。在比較這些解法,對學生的人格熏陶、認知發展都可以帶來深刻的影響.學生在遇到問題的時候就不會再只用單一的思路解決,他們就會想到問題解決方法的多樣性.而學生在探索解法的過程中,同樣也欣賞到了數學的方法美。
四、名人故事,樹立榜樣,培養品格
數學家的遺聞佚事, 不僅能大大激發學生的學習興趣,而且對學生的人格成長還富有啟發作用。如, 十八世紀法國女數學家蘇菲姬曼, 就是受到阿基米德故事的“煽動”,迷上數學而終生無怨無悔的。據說, 蘇菲童年時被數學史家莫度西亞的《數學史》所記載的阿基米德傳奇所吸引.相傳,阿基米德正沉醉在一道幾何問題時,對已經陷城的羅馬士兵渾然未覺, 就莫名其妙地被殺死了. 這個悲劇讓百無聊賴的蘇菲神醉心癡,她想幾何學若真有這種魅力,那真的值得探索一番了。于是,她終于走上了數學研究的道路。
以數學家名字命名的定理、公理等,數學家的生平、數學成就和崇高品質,在恰當的時機介紹給學生,以此來提高學生的求知欲,激發學生學習數學的興趣,而數學家成長與發展的經歷給學生的啟迪甚至超過數學知識本身,數學家的高尚情操和追求真理的精神,對培養學生熱愛數學、追求真理有很重要的意義。
五、經典悖論,探究體驗,拓展思維
我們常常有這樣的回憶:小時候常常纏著爸爸媽媽講故事,到現在,對故事中的情節還念念不忘。奧地利物理學家弗里希(O.R.Frisch)也說過“科學家必定有孩童般的好奇心。要成為一個成功的科學家,必須保持這種孩提時的天性”。教師在為學生的數學學習而大傷腦筋的時候,不妨借助起伏跌宕的數學故事來演繹數學,調節數學課堂的氣氛,調動學生的學習積極性,為學生以后的學習和生活打下良好的基礎。
引發學習興趣
興趣是學習最有效的動力。孔子說:“知之者,不如好之者;好之者,不如樂之者”。當代著名科學家愛因斯坦也說過:“興趣是最好的老師”。對于學生來說,興趣是推動學習活動的內在動力。學生一旦對某一學科有了濃厚興趣,就會產生強烈的求知欲望,誘使其主動地去學習,只有感興趣的東西,才能想方設法去了解它、掌握它。高等數學被人們認為是嚴格的硬性思維活動,如果教師在課堂上講述數學家的趣聞軼事、數學概念的起源和發展過程、古今數學方法的對比等數學故事,就能激發學生學習的興趣,收到“化腐朽為神奇”的功效,讓學生充分感受到數學的魅力,提高學習效率。如在《無窮級數》新課的引入中,先講述蠕蟲與橡皮繩的故事:一條蠕蟲在長為1公里的橡皮繩的一端點上。蠕蟲以每秒1厘米的速度沿橡皮繩勻速向另一端爬行,而橡皮繩以每秒1公里的速度均勻伸長,如此下去,蠕蟲能否到達橡皮繩的另一端點?憑直覺,幾乎所有的學生都認為蠕蟲的爬行速度與橡皮繩拉長的速度差距太大,蠕蟲絕不能爬到另一端。這時,教師給予適當的提示:由于橡皮繩是均勻伸長的,所以蠕蟲隨著拉伸也向前位移。1公里等于100,000厘米,所以在第一秒末,爬行了整個橡皮繩的1/100000,在第二秒內,蠕蟲在2公里長的橡皮繩上爬行了它的1/200000,在第三秒內,它又爬行了3公里長的橡皮繩的1/300000……,所以,在第n秒末,蠕蟲的爬行長度為1/1000001+(1+1/2+1/3+1/4…+1/n)。當n充分大時,這個數能否大于1?也就是括號里的和式能否大于100000呢?停頓一下,告訴學生,我們可以找到這個正整數N,使上述結果成立。也就是說蠕蟲在第N秒時已經爬到了橡皮繩的另一端點。這時同學肯定議論紛紛,因為這個結論出乎意料,使人無不驚奇。然后問為什么會這樣?引入正題:這是因為無窮數列是一個發散數列,它可以大于任一個有限的數值。這樣引出課題,枯燥的數學內容就變得有趣、生動,使學生樂于接受,變“要學生學”為“學生要學”,學生興趣盎然,回味無窮,且印象深刻,難以忘懷,學習效率因此而得到了顯著的提高,這樣講效果好得多。
加深對數學知識的理解
數學知識引用了大量的數學語言,這使得數學知識理解起來相對困難。在數學教學時講述數學故事還可以幫助學生克服學習中的畏難情緒、加深對數學知識的理解。如極限是高等數學中研究函數的方法,極限的概念是高等數學中許多概念的基礎,但是極限的定義卻是擺在所有學習高等數學的學子面前的一道難題。在講極限的時候不妨講述芝諾“阿基里斯和烏龜賽跑”的故事:烏龜和阿基里斯賽跑,烏龜提前跑了一段,不妨設為100米,而阿基里斯的速度比烏龜快得多,假設他的速度為烏龜的10倍,這樣當阿基里斯跑了100米到烏龜的出發點時,烏龜向前跑了10米;當阿基里斯再追了這10米時,烏龜又向前跑了1米,……如此繼續下去,因為追趕者必須首先到達被追趕者的原來位置,所以被追趕者總是在追趕者的前面,由此得出阿基里斯永遠追不上烏龜。這顯然與生活中的實際情況不相符合。古希臘人之所以被這個問題困惑了兩千多年,主要是他們將運動中的“無限過程”與“無限時間”混為一談。因為一個無限過程固然需要無限個時間段,但這無限個時間段的總和卻可以是一個“有限值”。這個問題說明了古希臘人已經發現了“無窮小量”與“很小的量”這兩概念間的矛盾。這個矛盾只有在人們掌握了極限知識之后,才能真正地了解。通過講述極限理論建立過程的故事,使學生對極限定義的產生過程有清楚的了解,同時也認識到極限理論對于微積分的重要性,從而加深了對極限概念的理解。
激發愛國主義熱情
在講述函數極限時,可以向學生介紹我國莊子《天下篇》中“一尺之捶,日取其半,萬世不竭”的記載和三國時期著名的數學家劉微的“割圓求周”(簡稱割圓術)對極限概念的貢獻的故事;在介紹定積分定義時,向學生講我國隋代建造的跨度達37米的大石橋——趙州橋,它是用一條條長方形條石砌成,一段段直的條石卻砌成了一整條弧形曲線的拱圈,這也就是微積分中“以直代曲”(“以常代變”)基本思想的生動原型;講授線性代數線性方程組的求解問題時,向學生介紹中國古代《九章算術》的歷史成就,它在世界上最早提出線性方程組的概念并系統總結了一次方程的解法,實際上為在線性代數中用矩陣的初等變換法提供了雛形等。還有我國近代數學家華羅庚、陳景潤等人的故事等等。由此可以看到,我們的祖國是一個歷史悠久的文明古國,我們中華民族是一個對世界文明的發展做出許多貢獻的偉大民族。我國在數學方面所取得的輝煌業績,必將彪炳千秋,從而激勵學生做一個德才兼備、對國家、對人民有用的人。 樹立辯證唯物主義的世界觀
在數學的發生與發展的過程中,概念的形成和演變,重要思想方法諸如函數、微積分、公理化、悖論等數學思想的確立與發展或重大理論的創立與沿革等,無不體現唯物辯證法的核心思想:發展、運動與變化,對立與統一。因此講好數學故事有利于學生形成科學的辯證觀、唯物觀,接受辯證唯物主義思想的教育。
如在無窮小量的教學中,可以講述“數學的第二次危機”的故事:隨著牛頓萊布尼茨微積分的誕生,一方面給傳統數學方法帶來巨大的變革,另一方面也給傳統數學帶來無法理解的概念與方法,突出表現在對“無窮小”概念的理解。1734年,英國哲學家、大主教貝克萊發表《分析學家或者向一個不信正教數學家的進言》,矛頭指向微積分的基礎——無窮小的問題,提出了所謂貝克萊悖論。他指出:牛頓在求得導數時,采取了先給x以增量0,應用二項式,從中減去以求得增量,并除以0以求出的增量與x的增量之比,然后又讓0消逝,這樣得出增量的最終比。這里牛頓做了違反矛盾律的手續──先設x有增量,又令增量為零,也即假設x沒有增量。他認為無窮小dx既等于零又不等于零,召之即來,揮之即去,這是荒謬,“dx為逝去量的靈魂”。這就是貝克萊悖論,微積分由此而變得“神秘”。無窮小量究竟是不是零?無窮小及其分析是否合理?這個問題引發了數學的第二次危機,直到一個半世紀以后,柯西把無窮小定義為一個以零為極限的變量才解決。對這個悖論的解釋歸根結底是人們對變量及有限、無限的認識缺陷,這樣通過數學故事的講述,辯證唯物主義的思想直接深入到學生的頭腦中。
健全人格
“書山有路勤為徑,學海無涯苦作舟”。任何一門知識的掌握,方法的獲得都必須通過艱苦的努力。如今,我國大學生大部分為獨生子女,在父母的寵愛下,吃苦能力大大降低,刻苦鉆研,積極進取的思想也少了。數學理論是數學家們經過幾百萬年艱苦卓絕的工作,幾乎是付出了全部的心血乃至整個生命才發展至今,在教學中結合教學內容,適當給學生介紹些數學家艱苦創業的故事能幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀,健全學生人格。
如講授歐拉公式時,可以穿插歐拉的感人事跡:歐拉是有史以來最著名的四大數學家之一,他一生共寫了886篇論文和專著,其中400篇左右的論文和《積分運動原理》等經典名著是他在失明后的17年中完成的,用這個生動的實例說明“天才就是勤奮”的道理;講述無窮級數一章中,穿插阿基米德為他的幾何研究付出了寶貴的生命的故事:公元前212年,阿基米德的家鄉敘拉古被羅馬人攻陷。當時,阿基米德仍在專心致志地研究一個幾何問題,絲毫不知死神的臨近。當一個羅馬士兵走近他時,阿基米德讓他走開,不要踩壞了他的圖形,羅馬士兵殘忍地用刺刀殺害了他;講“柯西中值定理”時,介紹柯西的故事;講“拉格朗日中值定理”時,介紹拉格朗日的故事;……通過介紹這些偉大數學家生平事跡及他們對數學的貢獻,不僅使學生了解了數學家的情況,更主要的是數學家艱苦創業、獻身數學研究的光輝事跡,可以給學生以啟迪:每一種數學方法的提出、數學定理的證明都凝聚著數學家們多少辛勤的勞動,多少心血的付出,從而激勵學生在今后的學習及未來工作中刻苦鉆研,敢于開拓,勇于進取。
培養創新意識
創新教育是全面實施素質教育的重要組成部分。在數學教學中,如何培養學生的創新能力,已成為當前數學教學最緊迫的問題。傳統的數學教學方式往往是“數學知識的教學”,教師只介紹數學研究的結果,課堂講的是定義、定理證明、公式、法則及例題,歷史上許許多多精彩的思想方法被排斥于我們的教材和教學之外。學生常常誤認為數學知識都是靠邏輯推理出來的。這樣的數學教學只會往學生頭腦里裝知識,學生對知識“只知其然,不知其所以然”。對于學生來說,數學學習不僅意味著掌握數學知識,形成數學技能,而且是在教師引導和幫助下的一種“再創造”的過程。在數學教學過程中,要逐步實現由傳授知識的教學觀向培養學生學會學習,主動思考轉變。德國數學家與教育家F·克萊因(F·Klein)認為:學生在課堂上遇到的困難,在歷史上一定也被數學家所遇到。在數學教學時,教師除了講授定義、定理證明、公式、法則及例題外,還應講述這些理論是如何被發現的,也就是說不光要講創造的結果更要講創造的過程,這樣可以幫助學生了解教科書中所沒有的數學創造的真實過程,拓寬學生的視野,對學生創新興趣的引導,創新潛能的開發,創新意識的培養以及創新能力的提高起到積極的促進作用。
例如,在講定積分時,可以講述“萊布尼茨與牛頓的故事”:萊布尼茨與英國數學家、大物理學家牛頓分別獨立地創立了微積分學,牛頓建立微積分學主要是從物理學、運動學的觀點出發,而萊布尼茨則從哲學、幾何學的角度去考慮。今天的積分號∫、微分號d都是萊布尼茨首先使用的。這樣將數學故事穿插在教學中,不僅使教材內容更加生動,而且也是培養學生創新精神的好方法。因為通過教師對鮮活過程的敘述與分析,學生從中領悟到抽象的創造性思維的形成及不斷向前推進的過程是怎樣的情形,怎樣進行創造性思維。學生從中可以學到數學發明創造的經驗和方法。這正如波利亞所說:“數學發現是一種技巧,發現的能力可以通過靈活的教學加以培養,從而使學生學會發現的原則并付諸實踐。”
總之,我們在高等數學教學過程中,應該結合具體教學內容,適當講述一些數學故事。通過數學故事,讓學生感受數學的美感、價值及意義,引發學生興趣;改變數學課枯燥乏味的形象,展現數學的無窮魅力,加深對數學知識的理解;講述我國在數學方面的成就,激發學生的愛國主義熱情;讓學生了解數學思想的確立與發展的過程,樹立學生辯證唯物主義的世界觀;讓學生了解古今中外數學家和科學家的事跡,健全學生人格;再現數學知識的形成過程,培養學生的創新意識。
關鍵詞: 數學文化 數學美 榜樣事例 愛國主義教育
數學教師時常會碰到這樣的尷尬:有部分學生在努力學習數學的同時,逐漸地厭煩數學,而且隨著數學知識的難度加大,厭倦也在加劇;還有部分學生在離開學校若干年后,問他哪些數學知識現在還能派得上用處,他茫然不知所措,或是干脆回答:真不好意思,除了加減乘除,其他的都還給了老師。一旦數學解題的任務完成了,數學教育的功能也就消失了,這不能不說是數學教育的悲哀。凡此種種,促使我們不得不再來反思數學教育的價值。
我認為數學教學工作者僅僅傳授具體的數學知識和技能是不夠的,應當重視幫助學生學會數學地思維,這正是由知識向能力過渡的關鍵所在。從更為深入的角度看,我們應強調由思維方法的學習向數學素養的過渡,達到終極目標:將文化落實到人格。這也就是數學文化價值之所在。那么,我們應當怎樣用數學文化來演繹數學課堂呢?難道僅僅是滿足于“文化課堂=數學文化+課堂教學”這樣一個簡單公式嗎?我并不這樣認為。
一、 提供背景知識,讓學生領略數學文化的博大精深
數學是隨著人類社會的不斷進步而逐漸發展起來的,是先輩留給我們的寶貴財富。我們在平時的教學中,不僅要讓學生看到數學知識活躍的前臺,而且應讓學生了解知識產生的背景,使學生不僅知其然,而且知其所以然。在初中八年級的數學教材中有《勾股定理》這一章的內容。如果我們在教學過程中只將目光集中在讓學生學會用勾股定理解題的話,毫無疑問這節內容將會變得枯燥乏味,使得這個在數學文化史中大放異彩的瑰寶失去應有的光澤。在講述這一內容時我們可以介紹一些有關的背景知識,讓學生了解勾股定理的最早起源,了解人類試圖以勾股定理與外太空可能存在的生命溝通,使學生清楚它的重要性,從而激發起學習的興趣。勾股定理是一個完美而深刻的定理,尤其是它的證明方法更是多種多樣。我們可以利用多媒體給學生進行展示,讓學生從多個角度進行思考,拓寬學生的視野,培養學生的數學思維能力,做到知其然,更知其所以然。
二、展示數學中的美,提高學生感受美的能力
在過去的年代里,人們對數學的評價更多的是“枯燥”、“無味”、“毫無樂趣”等,似乎與“美”毫不相干。同樣,在普通的教學中,學生,尤其是初中學生是很難體會到這種“美”的。但是如果能適時地插入一些數學的文化知識,那效果就截然不同了。比如數學中“美”的代表之一“黃金分割”。在這節課的教學中,我采用了網絡教學的形式,利用網頁給學生展示了黃金分割的美,讓學生在自主探索中了解美,感受美,進而能創造美。
還有一例,我曾經在一節關于軸對稱圖形的教學觀摩課中看到授課教師圍繞軸對稱圖形,設計了一個個精巧的環節,有“玩對稱”、“識對稱”、“做對稱”、“賞對稱”等。在“賞對稱”的環節中我把桂林山水的錄像片段搬上了課堂,讓學生邊欣賞美麗的桂林山水,邊聽動人的音樂,屏幕中山水相依,山影入水,大自然的杰作成就了一幅精美的巧奪天工的軸對稱圖案。學生仿若置身其中。該環節的處理是本課的點睛之筆,數學課的軸對稱圖形被提升到了美學的范疇,學生在欣賞、發現數學藝術價值和審美價值的同時,凈化了心靈和思想。經過這樣的描述,學生們驚嘆于大自然的神奇,驚嘆于數學的力量,同時對數學的熱愛之情油然而生。
三、講述榜樣的事例,堅定學生的意志
在人類漫長的數學探索進程中涌現出了許多著名的數學家,將他們身上發生的趣聞軼事介紹給學生,可以有效拉近學生與偉人之間的心理距離,感受榜樣的激勵作用,體驗數學與人類密不可分的關系。新教材介紹了華羅庚、陳景潤、高斯等著名數學家的小故事,我們可以在教學中用生動的語言給學生講述這些故事,還可以補充一些其他數學家的故事。比如我國古代數學家祖沖之發現圓周率的故事。又如阿基米德在敵人破城而入、生命處于危機時仍然沉浸在數學研究之中,他的墓碑上沒有文字,只有一個漂亮的幾何構圖,那是他發現并證明的一條幾何定理。19世紀的大幾何學家施泰納出身農家,自幼務農,14歲時還沒有學過寫字,直到18歲才正式讀書,后來靠做私人教師謀生,經過艱苦努力,終于在30歲時一舉成名。這些杰出數學家的故事對于今天的學生來說,無疑有著巨大的激勵作用。從故事中學生可以看到很多大數學家不是生來就是的,他們在成長過程中也遭遇過挫折。這樣的介紹,必然能對學生正確看待學習過程中遇到的困難,樹立數學學習的自信心產生很重要的影響。
四、立足歷史現實,加強對學生的愛國主義教育
例如在教學“比例的意義”時,首先提問:“同學們,你們知道‘黃金比’嗎?”接著用課件播放配樂短片,短片內容有黃金比的知識簡介以及黃金比在著名建筑、造型藝術、名畫構圖、動物及人體、芭蕾舞表演中的應用和體現。
教師講述:黃金分割比0.618,一個極為迷人而神秘的數字,被公認為最具有審美意義的比例數字,它還有著一個很動聽的名字———黃金分割率。它是古希臘著名哲學家、數學家畢達哥拉斯于二千五百多年前發現的,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統地研究了這一問題,并用線段形象地表示出了黃金比:較長段與整體的比等于較短段與較長段的比,其比值為1∶0.618或1.618∶1,即長段為全段的0.618。古往今來,這個數字一直被后人奉為科學和美學的金科玉律。在藝術史上,幾乎所有的杰出作品都不謀而合地驗證了這一著名的黃金分割率,無論是古希臘帕特農神廟,還是中國古代的兵馬俑,它們的垂直線與水平線之間竟然完全符合1比0.618的比例。同時這個數值的作用不僅僅體現在繪畫、雕塑、音樂、建筑等藝術領域,而且在管理、工程設計等方面也有著不可忽視的作用。黃金分割奇妙之處,在于其比例與其倒數是一樣的:1.618的倒數是0.618, 1.618∶1與1∶0.618是一樣的。如今設計大師與藝術家們已經利用這一規律,創造了許多令人心醉的建筑和無價的藝術珍品。德國天文學家開普勒稱黃金分割為“幾何學的一大寶藏”!更令人驚異的是:經研究發現管弦樂器在黃金分割點上奏出的聲音最悅耳。
在學生感嘆數學的奇妙時,教師提示:請放眼東方,中國比例算法出現很早,它產生于遠古時的物物交換,那時候稱它為“比率”或簡稱“率”。在我國最古老的數學專著《九章算術》中,有“粟米”、“衰分”、“均輸”三章專講有關比率的各種算法,包括了現在稱作正比例、反比例、等比例的問題。《九章算術》這樣早就系統地介紹各類比例方法,當然是世界之最!
課后第二天調查了這節數學課留給學生印象最深的是什么?結果是:全班64位學生中有48位學生對課中的“黃金比0.618”留下了很深的印象。而今我的一個學生選擇了美術教育專業,談及兒時的數學,仍然對黃金比念念不忘。
事實告訴我們,也許“黃金比”的這些內容小學生并不能完全理解,但他們對這個“比”不會淡忘。數學文化走進課堂,滲入數學教學,學生在學習數學過程中產生文化共鳴,體會數學的文化品位。不得不說,數學文化讓我們的課堂變美麗了。
又如在《用數對確定位置》一課的導入中用課件引入:天花板上,一只小小的蜘蛛從墻角慢慢地爬過來,吐絲結網,忙個不停。從東爬到西,從南爬到北。(畫外音)一只小小的蜘蛛,要結一張網,該走多少路啊!看到這里,你想到了什么?
師: 三百多年前,法國一位偉大的數學家笛卡爾也在想,如何去算蜘蛛走過的路程呢?他先把蜘蛛看成一個點,那么這個點離墻角有多遠呢?離墻的兩邊又有多遠?這就是我們這節課所要研究的內容——確定位置(板書)。
把這個數學小故事引入課堂,使學生觸摸到數學冰冷外衣下的鮮活,了解到數學的豐富和神奇,感受到數學知識的產生或許就是我們身邊一個不經意的生活片斷!
在接下來新知的學習中,引導學生繼續探索:(課件出示)天花板上,小小的蜘蛛還在爬,離兩邊墻的距離一會兒大些,一會兒小些……
師:要想知道蜘蛛走過的路程,我們就要知道蜘蛛和兩墻之間的距離關系,也就是確定蜘蛛的位置。
……
【關鍵詞】教學史;數學教育;教學價值;教學實踐
數學史是高中新課程新增內容之一,在選修模塊中單獨出現,除此之外在必修教科書的編排上我們也能感覺編者也在有意識地滲透數學史、數學文化的思想。如何開好數學史這一選修課,如何把數學史與課堂教學有機的整合起來,是本文探討的核心內容。
1數學史在數學教育中的價值
將數學史融入高中數學教學,可以使數學課堂具有濃郁的人文氣息,進而改變學生對待數學的態度。在這方面,國內外已有大量的經驗積累值得借鑒。展示數學家的圖片,講述數學家的故事,介紹數學概念、數學術語、數學符號的來歷等等,都是數學史融入高中數學課堂的有效途徑。
對歷史上的數學問題進行實踐或改編,可以引發學生的數學興趣且化難為易。例如2011年湖北理科第13題,《九章算術》“竹九節”問題:現有一根9節的竹子,自上而下的容積成等差數列,上面4節的容積共3升,下面3節的容積共4升,則第五節的容積為多少。本題借用《九章算術》“竹九節”問題來考察等差數列的通項公式和數列的前項和公式,先求出首項和公差,然后再由等差數列的通項公式求第5節的容積。本來一個非常簡單的等差數列問題,在數學史的襯托下,頓時精彩無限。而且有助于激發學生學習數學的興趣,使數學變得貼近生活,化繁為簡,化抽象為具象,引領師生在教與學活動中更多地關注數學文化元素。
通過古今中外數學知識的對比,學生更能通過認識現代數學理論和方法的優勢而改變數學學習態度。滲透數學史教育可以幫助學生了解數學思想的發展過程,理解數學文化,感受古代數學的成就,增強他們對數學知識的深刻情感。
2如何在數學教育中有效滲透與教學數學史
2.1故事策略
雖說數學史不等于數學故事,但是,數學家或數學界的遺聞軼事,不僅能大大激發學生的學習興趣,而且對學生的人格成長還富有啟發作用。如我國著名數學家陳景潤,就是在上中學時,聽了他的數學老師沈元向學生介紹了哥德巴赫猜想這一難倒無數數學家的難題后,其心靈受到了震撼,點燃起了他攀登高峰。摘取桂冠的熱情,從而他一生醉心于數學,并取得了令世人矚目的成績。又如,十八世紀法國女數學家蘇菲姬曼,就是受到阿基米德的“煽動”,迷上數學而終身無怨無悔,說故事的目的就是要設計一個教學情景,這個教學情景主要是能引起學生的學習動機與興趣。同時,也可利用故事情景引出學生已有的數學概念,或是借助故事情節引入要教的數學概念,也可以利用故事情節的鋪設,呈現給學生想要解決的問題等。
2.2方法比較策略
著名科學家巴甫洛夫指出:方法是最主要和最基本的東西。一切都在于良好的方法,有了良好的方法,即使是沒有多大才干的人也能做出許多成就。數學教學必須要使學生明白,任何方法僅僅是許許多多的方法之中的一個,其中有許多你可能連想都未曾想過。事實上,數學教學中涉及的許多問題,從它的歷史到現在,經過數代數學家們的不懈努力。大都產生過不少令人拍案叫絕的各種解法。如勾股定理,就有面積證法、弦圖證法、比例證法等300余種。通過搜集比較歷史上的各種不同方法之后,不僅能使學生更好地領會每種方法的內在體質,而且能啟發學生,這對培養知識面寬、有能力、有信心、靈活多變的人大有幫助。
2.3追蹤歷史起源策略
數學固然起源于人類對日常生活現象的觀察,但它決不簡單,有一定的難度,需要時間去體驗、把握并體會它的意蘊。譬如代數符號的產生,代數符號早期是沒有的,人們使用文字代替,到了古希臘人們才開始用單詞表示,中世紀才開始用單個字母表示,再后來人們才用特殊的字符來表示,每一次的演進,都凝聚了數學先賢們大量的心血和智慧,都充滿了古代數學家們的神思技巧;還有函數概念的發展,從笛卡爾給出最簡單的函數概念出發,經萊布尼、貝努利、歐拉、柯西、黎曼、狄利克雷、維布倫等人之手,一步一步的發展,其間經歷了大約六七次擴充,才形成了我們今天看到的函數概念。追蹤歷史起源,就是要引導學生去揭示或感受知識發生的前提或原因、知識概括或擴充的經過以及向前發展的方向,引導學生在重演、再現知識發生過程的活動中,內化前人發現知識的方法和能力。使學生在掌握知識的同時,還能占有鐫刻于知識產生中的認識能力,這種認識能力正是構成創新思維能力的核心。
2.4揭示思維過程策略
將數學研究中的思想和方法的要點原原本本地告訴學生,引導學生沿著科學的艱險道路做一次富有探索精神的、充滿為真理而斗爭的崇高動機的旅行,使學生充分領略以前數學大師們的靈感,承受他們的啟迪,可以從中學到他們的策略和經驗等。如講授數學的抽象性時,就可以原原本本地向學生介紹牛頓發明萬有引力定律時,關于把地球、月球抽象為質點來處理的曲折過程;講類比時,可以向學生全面介紹自然數平法的倒數之和問題的產生背景、當時的情形及歐拉解決該問題時的奇思妙想等;結合幾何知識的學習,可以向學生揭示歷史上有關幾何第五公設的、令一代又一代數學家忙碌了二千多年的、各種各樣的思考過程及最終的解決辦法,讓數學史曾閃爍過光芒的火花,重新在學生的心中點燃。通過挖掘歷史上數學家解決問題的真諦,學生不僅可以學到具體的現成的數學知識,而且可以學到“科學的方法”,開拓學生的視野,使學生更具有洞察力。
3數學史教育中應注意的問題
數學史在數學教學中的應用應堅持四個原則即科學性,教師向學生傳授的數學史知識必須是正確的;實用性,教師所講的數學史對學生的數學學習及將來工作有直接幫助作用;趣味性,課堂教學要有趣味;廣泛性,教師選取的數學史知識要不分年代、國家。教師在數學教學中應用數學史,首先教師要具備廣博的數學史知識以及政治、經濟、文化、歷史、地理等多方面的知識。不能將數學史知識生搬硬套地應用到數學教育中。這樣講起來才能得心應手。將課講活講透。教師應加強數學史知識的學習和多學科知識的充實,豐富自己的閱歷,在授課中靈活融入數學史的內容。
4結束語
數學史是研究數學科學發展及其規律的科學,簡單的說就是研究數學的歷史,它是數學文化的重要組成部分,在數學史中尋找命題背景是高考命題者比較推崇的。數學史對學生數學素養的培養起著重要的作用。以數學史為數學教學背景材料,可以引導中學生理解數學,對培養學生學習數學的興趣起到積極的推動作用,可以讓學生感受數學家的崇高品質以及探究解決數學問題的過程,因此應該引起我們一線數學教師的關注。
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《數學課程標準》指出:“激發學生的學習興趣,引導學生深入學習,培養學生的實踐能力,發展學生的個性與創新精神......教師還可以向學生提供一些閱讀材料,內容可以包括數學在生活中的應用、趣味數學、數學史和數學家的故事、擴展性知識等,用來拓寬學生的學習領域,激發學生學習數學的興趣。” 我們知道:“興趣是成功的一半。”無論做什么事,如果沒有興趣去學、去做,那就一定不會學好、做好這件事,甚至半途而廢。所以培養學生濃厚的學習興趣是至關重要的。特別是對于數學這門枯燥的學科,培養初學生的學習興趣顯得更加重要。
從小學到初中,數學這一門學科的學習內容發生了很大的變化,增加了幾何知識,并且學習內容的知識密度、思維難度,解題的復雜性都有了大的提升。這也就是說與小學數學相比較,初中數學有了質的變化。正因為如此,數學這門學科對學生構成了更大的挑戰。因此教師必須設法驅使學生正確面對挑戰,胸有成竹地閱讀教材、發現問題、研究問題和解決問題,始終保持旺盛的學習精力和濃厚的學習興趣。如何才能在數學教學中培學生的學習興趣呢?根據我的教學經驗,現從以下幾方面談談自己的拙見。
一、讓學生了解祖國的數學文化,培養學生的學習興趣
中國是一個古老的數學王國,祖國的數學文化豐富多彩,深邃睿智。在東漢時期,中國人寫的《九章算術》是當時世界上最先進的一部數學專著。南朝時期,我國數學家祖沖之是世界上第一次把圓周的數值計算精確到小數點以后六位,為世界各國研究的相關問題作出巨大的貢獻,使他成為世界上最先研究圓的先祖;在古代“周髀經”、“楊輝三角”這些都是有名典故。我國近代數學家華羅庚從“黃金分割”中得到了獨特的數學方法“優選法”;數學家陳景潤攻下“1+2”的歌德巴赫猜想;我國數學選手在世界數學奧林匹克賽中連連奪冠……這充分說明我國在數學方面人才輩出。在數學教學中,讓學生了解光輝燦爛的祖國數學文化,從而使學生更有興趣學習數學。
二、在數學教學中恰當運用數學故事,激發學生數學學習興趣
數學作為一門古老的學科,有悠久的歷史和神奇的故事,在數學教學中能恰當地引入好的數學故事,不僅可以培養學生的興趣,而且能使教學效果達到事半功倍的程度。例如:在教學一元一次方程時,先列舉古希臘數學家丟番圖的墓志銘的故事,再舉花果山美猴王分桃子子的故事;在講黃金分割時,舉出五角星、維納斯女神像線段構成的美妙之處;在講“數的乘方”的意義時,舉出古印度著名的數學事“棋盤上的財富”,以及現代故事“老板與研究生的故事”(故事的大內容是:一個腰纏萬貫的富翁譏笑曾是初中同學的一個研究生不會做生意,生活清貧。研究生反駁道:“誰說我不會做生意,現在我就與你做一筆大生意。做法是:我用10萬元人民幣買你1分人民幣,明天我用10萬元人民幣買你2分人民幣,后天同樣用10萬元人民幣買你4分人民幣,接著再用10元人民幣買你8分……依次類推,期限一個月。”狂妄無知的富翁便到公證處與研究生鑒定了協議,一個月后,富翁輸得賠盡了家產。)學生對最后的結果也產生了懷疑和興趣,此時我要求學生認真聽,學生很容易就理解了“數的乘方”的意義,課堂氣氛也很活躍,增強了課堂效果。
三、運用多種教學渠道,培養學生的興趣
心理學家布魯納認為:學習是一種主動的過程,對學生學習內因的最好激發是激起學生對所學材料的興趣。作為數學教師,要多學習一些教育理論和心理學方面的知識,用科學武裝自己的頭腦,并且要刻苦鉆研教材,依據學生的特點,在數學教學中應用各種教學渠道,培養他們的數學興趣。例如:在教學分數乘法的意義時,我和學生展開比賽計算題目:1/3 +1/3+1/3,5/12+5/12+5/12等,在學生一步一步地計算時,我很快就說出了結果。這樣幾道題下來,學生產生了很大的疑問,趁此機會發問:看到老師算得這么快,有什么想法嗎?學生的興趣已被激發起來,內心產生了對新知識的渴求,學生便帶著好奇心理進入了新課。
四、精心設計課堂提問,引起生的學習興趣
了解數學歷史,激發學習興趣
中國的數學成就在世界數學發展史中閃耀著璀璨的光芒,在小學數學教學中,要引領學生去了解古代勞動人民創造的數學文化,培養學生的民族自豪感,提升學好數學的信心。比如,在學習《加法與減法》的內容時,讓學生知道中國是世界上最早采用十進位制的國家,殷商甲骨文中已經有記載;十進位計數法在世界科學和文化的發展中具有舉足輕重的地位;在學習《正數和負數》時,讓學生了解中國是世界上最早使用負數的國家,在古代中國的商業活動中,人們以收入錢為正,付出錢為負。在農業活動中,以糧食增加為正,減少為負……我們在給學生介紹相關的知識時,還可以安排學生通過多種途徑去搜集相關的資料,在課堂上,我們要留給學生時間,讓學生將自己搜集的資料展示出來與其他同學交流,通過對這些數學歷史成就的了解,激發了學生的學習興趣,同時也產生了強烈的民族認同感。
認識學習數學的意義
小學生還處在喜歡聽故事的年齡,一個具有教育意義的故事,將會對學生產生深遠的影響。因此,教師要在緊張的教學之余,關注到數學名人故事這一隱性課程領域的開發及利用。通過聲情并茂的故事講述,讓學生從中感受到著名數學家嚴謹治學的作風,將數學研究成果貢獻于人類,服務于世界的高尚品德。從而讓學生認識到學習數學的重要意義,幫助學生樹立起學好數學為人民服務的遠大理想。比如,自學成才的杰出數學家華羅庚,為了祖國放棄了國外優厚的教授待遇,還為國家培養了王元、陳景潤等卓越的數學家。數學家陳景潤酷愛數學,他的“陳氏定理”在世界數學界引起轟動,由于陳景潤的貢獻,人類距離哥德巴赫猜想的最后結果“1+1”僅有一步之遙……通過這些數學家的故事,陶冶了學生的心靈,讓學生從故事中汲取到學好數學的精神養料,對數學產生濃厚的興趣。
課堂環境,發揮隱性教育作用
在小學數學課堂教學中,創設積極的課堂環境可以促進教學效果的提升,發揮出數學隱性教育的作用,促進學生主體性的發揮。
積極的課堂環境要求,我們的課堂教學要以學生為中心,充分發揮學生在學習中的主體性,而教師是學生學習的組織者、支持者、合作者。素質教育下,師生間要構建友好、和諧、民主、平等的關系。教師給予學生更多的是尊重、關愛、賞識、啟發、引導,讓學生在積極的課堂環境下,度過愉快的學習生活,真正使師生在這樣的環境下實現教學相長。積極的課堂環境所包含內容除了良好的師生關系外,還包括很多方面,比如,結合班級特點,設立班級學習目標,為班級明確努力方向,由此喚起學生學習的激情和動力。使課堂教學更具針對性。再如,“讓墻壁說話”,教師結合學生數學的學習情況,將一些標語,如,華羅庚名言:“新的數學方法和概念,常常比解決數學問題本身更重要。”圖畫,如“數學手抄報比賽”等,貼在教室的墻壁上,學生天天不自覺的就看到了墻壁上的內容,教室的墻壁對學生產生視覺上的激勵。教學實踐證明,積極的課堂環境的創設,是開發及利用隱性教育的有效途徑,也是應該引起小學數學教師關注的主要環節。
觀察生活,激發學生學習動力
興趣是學生學習任何知識的內在驅動,我們小學數學教學活動開展中,需要關注的是學生學習興趣的激發,讓學生在興趣的引領下探究數學知識。那么,如何讓抽象的數學知識像磁鐵一樣對學生產生強大吸引呢?教師必須結合小學生這個年齡段形象思維更活躍的特點,將抽象的數學知識形象化、生動化地展現在學生面前,數學與生活密不可分,要引導學生以數學的眼光來觀察生活,結合教學內容開展好實踐課、觀察課等,讓學生從這些隱性課程中感受到數學的奧妙,產生積極探究的興趣。比如,在執教《軸對稱圖形》時,除了教材中出現的“軸對稱圖形”外,筆者還讓學生到生活中去尋找軸對稱圖形,學生們很快就找出來了。
【關鍵詞】高中數學 導入 方法
在教學實踐中,我對高中數學課的導入做了以下的一些探索:
一、趣味式導入
“興趣是最好的老師,興趣是學習的源泉”,激發學習興趣,調動學生學習的積極性,不僅能使學生熱愛數學,而且使他們會學數學、好學數學、學好數學。
例:在講授等比數列求和公式時,我對學生說:
同學們,我愿意在一個月(按 30 天算)內每天給你們 1000 元,但在這個月內,你們必須:第一天給我回扣 1 分錢,第二天給我回扣 2 分錢,第三天給我回扣 4 分錢 …… 即后一天回扣的錢數是前天的 2 倍,你們愿不愿意?
此問題一出立即引起學生的極大興趣,這么“ 誘人”的條件到底有沒有陷阱?只有算出“收支”對比,才能回答愿與不愿。“支” 就是一個等比數列求和的問題,如何求出這個等比數列的和呢?這就需要我們探索出等比數列的求和方法及求和公式了。通過這個例子不但使學生產生求知的熱情及濃厚的興趣,而且對引出等比數列的求和公式起到自然導入的作用。
在創設導入情境問題時,那些源于生活,貼近生活,理論聯系實際的引人更能激發學生的興趣,引起求知欲,適合學生的胃口,我曾經在講授組合數公式時,采用了以下的一個例子作為新課的導入:
師:有一次我在公共汽車上見有人設下這樣一個局,賠率是1:1。有些人很想玩一玩、賭一賭,但又拿不準,請大家判斷一下,他們該不該賭?邊說邊拿出九張撲克牌,并投影(圖略),模仿公共汽車上那些設局者的動作表演起來。
問題是這樣的:從1, 2 , 3……9 這九張撲克牌中,任意抽取 3 張,放入圖中相應的位置,當 3 張撲克牌處于一條直線上時為勝,否則為輸。
由于相近的事例學生或聞或見,大多數學生有親身的體會,因此一下子就吸引住了學生,他們議論紛紛,踴躍參與討論,通過建立數學模型后,這個問題實際上劃規為組合數與百分比(概率)的問題,從而輕松地解決了概念、公式教學中常見的抽象無味的導入問題。
這種既有趣味又聯系生產和生活實際的導入,學生感到熟悉,容易引起注意,增強了學生自覺運用數學解決實際問題的能力,也從思想上教育了學生,十賭九輸,參賭必害已,起到了一箭雙雕的作用。
二、故事式導入
數學的發展史本身就是一部多姿多彩的故事史,有數學家嘔心瀝血孜孜求索的故事;有閃耀廣大勞動人民聰明與智慧的故事;有我國古代的數學家為人類做出不朽貢獻的故事,這些故事既能啟迪學生的智慧、拓寬他們的視野,又是很好的導入素材。
例:在等差數列求和公式一節導入中,給學生講德國數學家高斯小時候解一道算術題的故事。
師:德國數學家高斯( 1777--1855 )是一位偉大的數學家。高斯上學后不久,一次教師布置了一道數學題:“ 把從 1 到 100 的自然數加起來,和是多少?”小高斯略略思索就得到了答案5050,這使老師非常吃驚。那么,高斯用了什么方法來巧妙地計算出來的呢?
通過這故事,激發了學生探尋等差數列求和的規律的強烈欲望。
又如在專題講授換元法時,用 “ 曹沖稱象 ” 中以石代象, “ 孔明草船借箭 ” 中以借箭代造箭的故事作為導入;在講授正難則反易的數學解題思想時,用 “ 司馬光砸缸 ” 救人是通過變人離開水難而水離開人易的故事作比喻導入。這些故事耐人尋味,獨具匠心,給人耳目一新的感覺,同時也體現了數學思想無時不在,博大精深之處。在講授立體幾何的祖口恒原理及二項式定理時,適當介紹一些我國的數學史作為導入,既使學生了解一些古典的數學史,同時也能對學生進行適時的愛國主義教育。
通過用這些古典的、現代的故事啟迪學生,激發學生的學習熱情,使學生體會到數學就在身邊,數學就在生活中,達到提高學生學習興趣,教育學生的目的。
利用演示或實驗,借助教具,可以揭示橢圓、雙曲線、拋物線、正弦函數圖像等等的產生;學生通過動手及不斷觀察、思考、比較,從而積累了比較豐富的感性認識,清楚、明白這些定義的產生過程,就易于理解,便于接受,有助記憶,并且來自于形象感知的概念,印象也比較深刻。
三、聯系實際式導入
很多抽象的數學問題,若能從學生所熟悉的淺顯易懂的、生動活潑的事實出發來創設情境導入正題,就可以深入淺出,化難為易,從中培養學生的學習興趣,調動他們學習的主動性和積極性。
例:在講授充分條件一節時,我用命題 “ 我是清遠人,我是中國人”引出命題的條件及結論,且通過判斷命題的條件與結論的關系,引出充分條件這一概念。又如什么是 “ 排列”?用“上課后人們回到自己的座位就座;或者體育課中排隊都是排列”。這些例子既新鮮又淺顯,既能達到了導入新課的目的,又引起學生的興趣。
我在教學中,廣泛、深入地結合學生的生活實際,想方設法創設緊密聯系工農業生產和大自然種種現象的情境導入,使學生感到數學處處有,人類社會離不開數學,激發學生的興趣。我在排列和組合應用中以學生參加競賽為背景,舉了這樣一個例子:
A 、 B 、 C 、 D 、 E 五名學生參加勞技課比賽,決出了第一到第五名的名次。 A 、 B 兩名參賽者去詢問成績,回答者對 A 說: “ 很遺憾你和 B 都沒有拿到冠軍 ” ,對 B 說: “ 你當然不是最差的 ” 。從這回答分析, 5 人的名次排列共可能有 ____ (用數字作答)種不同情況。
一、在數學教學中,滲透數學史知識,激發學生學習數學的興趣和動機。
愛因斯坦:“興趣是最好的老師。”數學教學的成敗在很大程度上取決于學生對數學學習的興趣,一般人認為,文科教學才是講情的,才能以情引趣,數學教學則難以做到其實數學教學,恰當地運用數學史知識構造情景,也會收到好的教學效果。我有意識收集、整理數學史趣聞,數學家軼事,數學詭辯題等資料。在講授新課之前,命題教學之中,解題教學之后,不失時機地進行點撥和引趣,誘發學生的學習興趣和動機。
在全等三角形教學中,許多同學好奇地問幾何有什么意義,我向學生介紹幾何的歷史,講拿破倫巧測萊茵河的故事,學生聽得興致勃勃,明白了學習重要性又復習了全等三角形知識。
二、在數學課程改革中,滲透數學史知識有助于改變傳統的教學方式。
現代數學教育思想把學生視為具體的,活生生的有豐富個性的,不斷發展的,是具有主觀能動性的獨立的個體和群體,而教學過程則為學生在教師指導下有目的地去獲取對客觀世界認識的知識,進而發展社會適應性的能動的反映過程,由此可以看出,現代教學與傳統教學的根本區別在于:現在教學強調教學是一個教師與學生的雙邊共同活動的過程,這種活動的主體是學生,是學生在教師指導下的一種認識的思維活動,就其活動過程來說是一種發現與創造的過程。割裂歷史就不能完好地認識現代數學知識,新知識的引入往往是從歷史上的問題出發的。教師已知歷史上數學家們怎樣解題,現在這種方法不立即交給學生,在教師的指導下讓學生自走一下前人的道路,體驗知識的發生發展過程,這樣不僅使學生知道是什么,還要知問題為什么被提出來,又是如何解決的。
用這種方法,學習數學,并不意味著要求學生重復數學家所經歷的艱難曲折的道路,而是給學生創造一個“觀察、試探、猜測”的情境,模擬數學家的活動、去體驗數學家們是怎樣用實驗而歸納,由類比而猜想,由發現到證明的艱難思維,認識活動的經歷,把數學知識的教學與獲得認識活動有機結合起來。
三、通過數學史知識的滲透,培養學生勤于探索刻苦鉆研的創新精神。
為創造而教是現代教育的主旋律,如果說興趣是培養創新能力的趣點,那么思維就是創新能力的核心,探索是數學教學的生命線,向學生介紹數學家的故事,激勵學生用內心的創造和體驗去學習數學和發現數學。18世紀數學界的靈魂人物歐拉在年近花甲時雙目失明,不久,除了其本人和一些手稿幸免于難外,他的住所和財產全部在一場大火后蕩然無存。盡管遭受一系列的不幸和沉重打擊,但歐拉的科學活動絲毫沒有減少。歐拉的記憶力和心算能力是驚人的。在完全失明前,還能朦朧地看到一些東西,他抓緊這最后的時刻,在一塊大黑板上寫下他發現的公式,然后口述其內容,由他的學生筆錄。在失明后的17年里,歐拉還解決了許多數學問題,留下400多篇論文。由于歐拉身殘志堅、百折不撓的毅力和孜孜不倦的探索精神,以及他無與倫比的數學貢獻,后人把他譽為“數學英雄”。
學習,一方面要繼承吸收前人的知識經驗,另一方面要不滿足于已有的知識經驗,在繼承和吸收前人的知識經驗的基礎上,努力創造出自己的新東西來,我國數學家吳方俊是這方面的典范,吳文俊先生在拓撲學研究領域取得杰出成就,七十年代開始研究中國數學史,在中國數學史研究方面開創了新的局面,特別是在中國傳統數學機械化思想的啟發下,研究幾何定理與機器證明的數學機械化方法,起早貪黑地學習計算機,機房的燈常常通宵達旦,不可思議地開始攀登他學述生涯的第二座高峰,于是數學界誕生一種新的研究領域,并冠名為“吳方法”產生巨大的影響,他的工作是非常令人欽佩的,不愧為古為今用的典范。
四、在教學中滲透數學史知識有助于學生理解數學的本質,揭示數學知識的現實來源和應用,理解數學思想和數學方法
歷史不僅可以給出一種確定的數學知識,還可以給出相應知識的創造過程,對創造過程的了解,可以使學生體會到一種活的真正的數學思維過程,而不僅僅是教科書中那些天衣無縫,已經標本化了的數學,從這個意義上說,歷史可以營造一種探索與研究的課堂氣氛,例如向學生介紹數學史上的第二次危機——無窮小是零嗎?舉通俗例子面包永遠吃不完,如果每次都吃上次剩下的一半。讓學生課下討論,又如“理發師悖論”:某鄉村理發師宣布一條原則,他給所有不給自己刮臉的人刮臉,并且只給村里這樣的人刮臉,試問“理發師是否自己給自己刮臉,學生討論非常激烈,在教室里、寢室里中,甚至就餐的路途中,爭論得面紅耳赤。
五、在數學教學中滲透數學史知識,有助于進行德育教育
數學史具有激發學生民族自尊心和自豪感的作用,進行愛國主義教育。
中華民族有悠久的歷史和燦爛的文化,數學的產生和發展源遠流長,中國古代和現代數學的光輝歷史和杰出成就是中國文化的重要組成部分,我國古代數學家的成就是非常卓著的。從公元前2世紀到公元十六世紀左右,我國在數學領域始終處于領先地位,如不少成就都是中國首先取得的。
數學教學中滲透數學史知識有助于增強學生學習數學的信心,許多數學家在成長過程中遭遇過挫折,例如牛頓出生于英格蘭一個農民家庭,小學成績不突出,經常被人嘲笑,17歲被他母親從學校招回田莊務農,后來卻成為一位偉大的數學家,對學生正確看待遇到的困難,樹立學生學好數學的自信心會產生重要的作用。
六、數學教學中滲透數學史知識,有助數學文化的教育