段文強(qiáng)
俗話說(shuō):要給學(xué)生一碗水,教師要有一桶水。數(shù)學(xué)教師不僅要熟悉教材、鉆研教法,而且要讓學(xué)生知道相關(guān)數(shù)學(xué)史的知識(shí),因?yàn)橥ㄟ^(guò)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)品質(zhì),而且能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
一、數(shù)學(xué)教師應(yīng)該多讀點(diǎn)數(shù)學(xué)史服務(wù)于教學(xué)
“讀史使人明智”,數(shù)學(xué)的面貌很縝密,數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程很隱蔽。如果學(xué)生在學(xué)校畢業(yè)后,不知道著名的數(shù)學(xué)家,也不知道數(shù)學(xué)悠久且曲折的發(fā)展史,更不要說(shuō)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展,對(duì)于教學(xué)效果來(lái)講,是有缺失的。數(shù)學(xué)教師應(yīng)該讓學(xué)生知道一些相關(guān)數(shù)學(xué)史的知識(shí)。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史的意義主要體現(xiàn)在以下方面:
1.知道數(shù)學(xué)史,可以培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)品質(zhì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展,其基礎(chǔ)在過(guò)去對(duì)數(shù)學(xué)的積累。如果不了解數(shù)學(xué)史,就不好理解數(shù)學(xué)怎么成為當(dāng)代這樣子的,就會(huì)片面認(rèn)為數(shù)學(xué)就是單純的知識(shí)和做題技巧的堆砌,以及由單純的邏輯推導(dǎo)形成的知識(shí)系統(tǒng)。
2.知道數(shù)學(xué)史,能對(duì)所教內(nèi)容有更深刻的理解,能領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)問(wèn)題的本質(zhì),在給學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)不會(huì)照本宣科。例如函數(shù)概念是中學(xué)數(shù)學(xué)重要內(nèi)容之一,回顧函數(shù)概念的發(fā)展過(guò)程,從1718年德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨的學(xué)生貝努里首先提出“函數(shù)解析式”的原始定義,中間經(jīng)過(guò)達(dá)朗貝爾、歐拉、富里埃、羅巴切夫斯基、狄利克萊、維布倫、康托爾等數(shù)學(xué)家的不斷研究、探討,才逐漸形成現(xiàn)行教科書(shū)上的現(xiàn)代函數(shù)定義。僅從大的方面考察,其中至少經(jīng)過(guò)五次以上的修正,每一次修正的內(nèi)容,正是師生在理解函數(shù)概念時(shí)常感模糊不清的問(wèn)題。從以上過(guò)程,使學(xué)生了解數(shù)學(xué)的發(fā)展是不平坦的,是充滿(mǎn)曲折與艱難的。
3.知道數(shù)學(xué)史,有利于學(xué)生以數(shù)學(xué)家為榜樣,不畏艱難,培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中克服困難、頑強(qiáng)拼搏的精神。例如數(shù)與形的概念,不是從其他任何地方,而是從現(xiàn)實(shí)世界中得來(lái)的。就拿認(rèn)識(shí)無(wú)理數(shù)來(lái)說(shuō),便是明證。公元前五世紀(jì),當(dāng)時(shí)的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派堅(jiān)信“萬(wàn)物都是數(shù)(指整數(shù)或整數(shù)之比)”,即指一切現(xiàn)象都可用有理數(shù)表示。然而,這個(gè)學(xué)派的一個(gè)學(xué)者帕索斯在幾何研究實(shí)踐中驚異地發(fā)現(xiàn)了“等腰直角三角形的直角邊與斜邊不可通約(即其邊長(zhǎng)之比不能表示為有理數(shù))”。這是一個(gè)偉大發(fā)現(xiàn)。希氏的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了數(shù)學(xué)史上的“第一次數(shù)學(xué)危機(jī)”。嚴(yán)峻的事實(shí)迫使后人思考研究,于是一個(gè)嶄新的數(shù)——無(wú)理數(shù)被逐步認(rèn)識(shí)了,自此人類(lèi)跨入到寬廣的實(shí)數(shù)領(lǐng)域。
4.知道數(shù)學(xué)史,有助于在宣揚(yáng)古代數(shù)學(xué)成就中激發(fā)愛(ài)國(guó)主義熱情,培養(yǎng)和增強(qiáng)民族自豪感。在引入新課時(shí),宣揚(yáng)我們勤勞智慧的祖先的那些“偉大的數(shù)學(xué)發(fā)明”,可以增強(qiáng)民族自信心,激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情,從而進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué),勵(lì)志成才,報(bào)效祖國(guó)的積極性。
5.知道數(shù)學(xué)史,有助于師生智慧的訓(xùn)練和開(kāi)發(fā)。在中外數(shù)學(xué)史上,數(shù)學(xué)思維發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是最有借鑒意義的,數(shù)學(xué)知識(shí)不會(huì)離開(kāi)數(shù)學(xué)發(fā)展史而憑空產(chǎn)生。因?yàn)椤耙粋€(gè)壞的教師奉送真理,一個(gè)好的教師教人發(fā)現(xiàn)真理”。
二、課堂實(shí)例
如何選擇與加工活生生的史料,并加以創(chuàng)造性運(yùn)用,是數(shù)學(xué)教師值得研究的課題。把數(shù)學(xué)中的具體知識(shí)在生活中找到更多聯(lián)系,對(duì)于數(shù)學(xué)史來(lái)說(shuō),是個(gè)很好的橋梁。充分發(fā)掘教材的思想性,寓德育于數(shù)學(xué)教學(xué)中,是教書(shū)育人的有效途徑。教師可借助數(shù)學(xué)史知識(shí)幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí),通過(guò)廣泛閱讀數(shù)學(xué)史知識(shí),開(kāi)闊視野,將數(shù)學(xué)史滲透到數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)中,讓數(shù)學(xué)史在教學(xué)中真正起到應(yīng)有的作用。
數(shù)學(xué)史中記載了許多數(shù)學(xué)家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的生動(dòng)過(guò)程,向?qū)W生介紹這些過(guò)程,有利于學(xué)生了解數(shù)學(xué)理論發(fā)展的歷史背景,數(shù)學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造過(guò)程和其中的數(shù)學(xué)思想方法,從而學(xué)生可體會(huì)到活的真正的數(shù)學(xué)思維過(guò)程和學(xué)習(xí)方法。例如,高一數(shù)學(xué)必修3第三章“概率”內(nèi)容講授,可適當(dāng)引入它產(chǎn)生的歷史小故事。在16世紀(jì),意大利有個(gè)叫卡丹的人,很有才華,是醫(yī)生也是數(shù)學(xué)家,他提出了三次方程的求根公式,但在生活中,他卻是一個(gè)放蕩不羈的人,他最?lèi)?ài)好賭博,為了在賭博時(shí)多贏少輸,他作了大量觀察研究。有一次賭博方法是這樣的:一個(gè)人手拿兩顆骰子,此人在擲出骰子前叫參加賭博的人猜擲出兩顆骰子點(diǎn)數(shù)和是多少,猜對(duì)贏。對(duì)這種賭法,怎樣猜法最有利呢?讓學(xué)生思考,感受上面問(wèn)題的思維過(guò)程,再繼續(xù)講:卡丹對(duì)此冥思苦想,最后他是這樣解決問(wèn)題的,他把兩顆骰子的情況畫(huà)出一張表,它有36種可能組合情況,但兩顆骰子的和只有2到12這11種可能。它們出現(xiàn)的次數(shù)不同,其中7出現(xiàn)的次數(shù)最多,因此,卡丹認(rèn)為,猜7是最有利的。盡管這樣,賭6次也只能贏一次,而要輸5次,因此莊家總是要贏的。通過(guò)這個(gè)故事,講述本學(xué)期高中必修3概率的思想,此后法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡等進(jìn)一步研究了骰子賭博的問(wèn)題,從而產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)學(xué)分支——概率。
三、在數(shù)學(xué)教學(xué)中介紹數(shù)學(xué)史的基本方式
1.在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)中選講一些與課題發(fā)展有關(guān)的數(shù)學(xué)史實(shí)及數(shù)學(xué)家傳略。
2.在和學(xué)生平時(shí)交談時(shí),介紹一些數(shù)學(xué)典故或數(shù)學(xué)家的趣事逸聞。
3.指導(dǎo)課外閱讀有關(guān)數(shù)學(xué)史書(shū)刊。
4.指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展一些課外活動(dòng)。如出數(shù)學(xué)墻報(bào)、數(shù)學(xué)手抄報(bào)、辦數(shù)學(xué)講座等。