数学史走进小学数学课堂的教育价值
2016-02-02柏扣云
柏扣云
数学是人类文化的重要组成部分,数学课程应适当反映数学的历史和发展趋势,数学对推动社会发展的作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神。为此,在新课程改革的大力推行下,数学史走进了新课程。
一、促进学生深刻地理解数学
数学史在展示数学知识的原始背景、直观基础、思维过程和方法等方面具有得天独厚的优势,例如,高斯10岁计算1+2+3+……+100=?的故事,不仅可以调动学生对数学学习的良好情感和愿望,而且可以告诉学生数学具有简单、和谐、有序等特点。要注意寻找内在规律,促进学生对数学知识的深刻理解,学会数学地思考。
在传统的教学中,教师考虑到效率的问题,往往是提高了学生的应试能力,但是数学教学中最精彩的部分——波利亚所谓的“怎样解题”并没有教授给学生,使学生成为一个真正意义上的“解题机器”。在数学史走进新课程后,把数学史引入课堂教学,学生不但对等比数列的前n项和公式及其推导过程、求和的思想方法等有深刻理解,掌握得牢固灵活。在这一学习过程中,数学史节还有效地唤起了学生的好奇心,让学生体会到了解题的乐趣,促进学生更好地理解数学。
二、激发学生学习数学的兴趣
在新的教育理念下,培养学生学习数学的兴趣,使其变被动学习为主动学习,已成为数学教学的目标之一。数学史走进新课程,在数学教育中适当结合数学史,有利于调动学生学习数学的兴趣。
数学史中不仅仅是介绍数学的发展史,还包含了一些具有趣味性的历史名题及数学家的趣闻轶事。这些无疑是激发学生学习兴趣的有效途径,同时还能活跃课堂教学。
例如“哥尼斯堡七桥问题”, 数学家欧拉则通过分析,发现岛与河岸的大小和形状对问题的解决是无关紧要的,可将陆地面积化为零,桥的宽度化为零,把陆地变为点,桥变为线,这样就将原来提出的问题与“一笔划”联系了起来,即找到了问题的本质。例如古希腊代数始祖丢番图的年龄之谜。根据其墓志铭上的六句话,可以通过列一次方程来解答.这样可知他活了84岁,33岁结婚,38岁得子。在一次方程的教学中以此导入,不仅能激发学生的兴趣,还能使学生掌握分析问题的思路及一次方程的解析步骤。
像这样精彩的故事都是学生非常感兴趣的内容,并且和课本知识密切联系,易于培养学生学习数学的兴趣。另外数学史中还有一些年轻数学家成材的故事,在课堂上加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,很容易吸引学生,激发学生的学习兴趣,调动学生学习数学的积极性。
三、增强学生学习数学的信心
数学史是一部记载人类,特别是数以千计的数学家艰苦奋斗的创业史。数学的发展过程中出现了很多为人类科学事业的进步,不畏劳苦、不畏强暴、勇于攀登的数学家。
数学史中有许多数学家的生平经历,他坚持不懈、努力追求,很多人付出了毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入时,还在沙盘上研究他的几何图形,当他发现罗马士兵时,只说了一句:“走开,不要动我的图!”就被敌人刺死了。就在这样的生死关头他仍心系自己的数学问题,为的是不给后人一条没有证完的定理。
对那些在平时学习中遇到稍微烦琐的计算和稍微复杂的证明,就想打退堂鼓的学生来说,在数学教学中适当地介绍一些大数学家是如何遭遇挫折又是如何执着追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难,增强学习数学的信心是非常有帮助的。这些故事可以给学生以激励的作用 ,从而激发他们想要成材的欲望,进而树立学生学好数学的信心。
四、发展学生的创新思维能力
当“万物皆数”即世界万物只能表示为整数或两个整数的比,成为毕达哥拉斯学派的信条时,该派成员哲学家希帕苏斯,根据勾股定理,通过逻辑推理发现边长为1的正方形的对角线长度既不是整数,也不是整数的比所能表示的.对于当时只有整数和分数概念的古希腊人来说,这就意味着,边长为1的正方形的对角线竟然不能用任何“数”表示出来!正因为希帕苏斯的这一发现导致了数学史上第一次数学危机。他因而成为“叛逆者”而被葬身大海,但把希帕苏斯丢进大海并不能阻止无理数的到来。
1966年,我国数学家陈景润证明了“每一个充分大的偶数都能够表示为一个质数及一个不超过二个质数之乘积之和”,成功取得了(1+2)的最佳结果。这个结论已经接近哥德巴赫猜想的解,被国际数学界誉为“杰出的成就”。
伽利略、哥白尼坚持反传统的“地心说”而提出“日心说”,身受教会迫害等等。数学的发展史就是一部不断创新的历史。一代代的数学家敢于对既定的、根深蒂固的观点提出质疑,运用创造性思维挣脱旧框框的束缚,因此数学史上产生一次又次的飞跃。这些数学史料都能让学生体会到数学家敢于质疑,勇于追求真理而不断创新的精神,能够培养学生的创新思维能力。
五、培养学生的爱国主义精神
中国是一个文明古国,有光辉灿烂的科学文化和矗立世界之巅的古代文明,连美国史学家纳贝尔也承认说“中国许多世纪以来,一直是人类文明和科学的巨大中心”。在中国,数学已有4600多年的历史,这是世界其他各国所不能比拟的。但有许多人仍误以为我国历来在数学上是落后的。数学史走进新课程,这就为培养学生的爱国主义精神,增强学生的民族自豪感提供了丰富的题材。
我国南宋数学家杨辉(1261年)著《详解九章算术》一书中记载了二项式展开系数表,比欧洲17世纪法国数学家帕斯卡制作的类似表格早300多年。
我国南北朝时代的数学家祖冲之(429—500年)在世界上最早提出圆周率π的两个分数表达式,他在世界历史上第一个算出了精到小数点后七位的圆周率,即3.1415926<π<301415927,并且把这项世界记录保持了近千年。
勾股定理在西方又称为“毕达哥拉斯定理”,最早见于我国古代的数学文献——即公元前2世纪西汉时成书的《周髀算经》,这约比古希腊数学家毕达哥拉斯的发现早500年。
近代华罗庚教授发起的优选法被广泛应用于生产与科学实验,创造了很大的经济价值。数学史上还有一批优秀的数学家,如:刘徽、秦九韶、李冶、朱世杰等。还有许多具有世界影响的数学成果,如:中国剩余定理、祖暅原理、割圆术等。
通过这些中国数学家和著名的数学成果的介绍,宣传我国古代科技曾经遥遥领先于世界前列的辉煌成就,大力颂扬为祖国、为人类科学进步,勇于攀登、艰苦创业的中国数学家的事迹,可以激发学生的民族自豪感,培养他们的爱国主义精神,激发学生学习的热情,增强为祖国现代化建设学好数学的积极性。