摘 要:数学是人类社会的重要组成部分,数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养,数学教育中,数学史的融入是培养学生数学素养的有效方法。
关键词:数学史;数学故事;数学素养
一、 数学史的产生
数学,起源于人类早期的生产活动,为中国古代六艺之一,亦被古希腊者视为哲学之起点。数学的演进大约可以看成是抽象化的持续发展或是题材的延展。第一个被抽象化的概念大概是数字。其对两个苹果及两个橘子之间有某种相同事物的认知是人类思想的一大突破,除了认知到如何去数实际物质的数量,如时间一日,四季和年,算术(加.减.乘.除)也自然而然的产生了。古代的石碑亦证实了当时已有几何的认识。从历史时代的一开始,数学内的主要原理是为了做相关计算,为了了解数字间的关系,为了测量土地,以及为了预测天文事件而形成的。可以简单的概括为数学对数量,结构,空间及时间方面的探究。
到了16世纪,算术,初等代数,以及三角学等初等数学已大体完备。17世纪,变量概念的产生使人们开始研究变化中的量于量的相互关系和图形间的互相变换,在研究力学的过程中,微积分的方法出现,随着自然科学和技术的进一步发展,为研究数学基础而产生的集合论和数理逻辑等也开始慢慢发展。数学从古至今都一直在不断的延展,数学在历史上有着很多的发现,并且直至今日都还不断的发现中。
二、 数学史在教育中的地位如何
世界上最优质的基础教育,无不表现为有最好的母语教育和数学教育,世界上最顶尖的大学,無不拥有最高水平的理学院,理学院中又首推数学系。小学开始算术,中学开始学代数、几何,到了大学所有的理工科都要继续学相当多的数学,包括微积分、微分方程几何等等,不少的文科也要学数学,所以一个人有少则十几年,多则二十几年以上的数学教育。数学教育就这样在教育史上,从而在人类文明上扮演着如此重要的角色。所以良好的数学教育离不开数学史教育,为什么呢?如果没有念过数学史,至少也要琢磨一下这些数学结论的发现过程,想象一下它们在学习过程中的经历,这样才能有效的阐述和讲授,增加说服力以及吸引力。不过,历史需要想象,但历史不能只靠想象,还要靠学习。代数是以字母代表未知数的东西,并将其列入关系式之中再去寻求已知,而几何证明常常是给出已知,再去论证,但真正的历史都是在未知的前面去寻求已知,还对已知加以论证,无论是教授什么不同的数学内容,都在揭示这个由未知到已知的过程,所以数学史在教育中的地位是重要的。
三、 学生了解数学史的意义
(一) 激发学习数学的兴趣
在数学教育中介绍一些丰富多彩的数学故事和数学家轶事,引起学生的注意,使学生更好地领会所学的知识,提高教育教学成果。例如:学习圆周率时,可介绍圆周率的研究历史。中国古代的数学著作《周髀算经》中有周一经三的说法,意思是圆的周长约是它的直径的3倍。之后,中国有一位伟大的数学家和天文学家祖冲之,他计算出圆周率应在 3.1415926 和3.1415927之间。现在人们用计算机算出的圆周率小数点后面已经达到上亿位。让学生了解和感受圆周率的由来与发展,明白社会是一直在进步,数学的发展也在进步着,可以引起其学习数学的兴趣。
(二) 培养科学的思维方式
我们多年来学习的数学,实际上塑造了我们一种理性的,条理的,系统的思维方式。这种思维方式在我们解决问题的过程中,都有非常重要的作用。比如缜密的思考,分类的思想,排序的思想等。举例说明;泡茶给客人,可能有些学生会先烧水,等水开了以后再进行其他的事情。通过学习数学以后,那在烧水的过程中我们还可以洗茶杯,拿茶叶等,这叫统筹安排。那其实这种数学思维也影响者我们一生做出的许多关键性抉择。
(三) 提高美学修养
数学中处处都有美。例如,用字母表示数,文字语言,图形语言和符号语言之间相互的转换体现了数学的简洁之美。几何当中黄金分割线的美,圆的对称性的美,两条直线的相交,平行之美。我们应该讲这些美揭示并展现给学生,培养其审美意识,陶冶审美情感。教师在教学中要创设数学美的氛围,使学生去发现和感悟数学之美,受到美的熏陶。
(四) 激励学生,培养批判意识
数学是一门历史悠久的学科,是许多数学家用他们的心血,甚至是生命编著而成。同时它们的发展也不是很顺利的。学生在课堂上遇到的困难,在历史上必定也为数学家所遇到过。例如;函数概念,在数学课本里有三个定义;变量说,对应说和关系说。这些学生困惑的问题则可根据数学史上这些数学家的困惑给学生解惑,可以促使学生深刻的理解数学思想方法。通过了解这些数学家,也使学生感受到他们的执著,锲而不舍的精神,为那些遇到些复杂计算就想放弃的学生,树立学生学习数学的信心。
数学在故事中,故事在历史中。在数千年的历史中,发生着与数学有关的许多故事。如果善于运用故事进行数学教育,可能会使更多人喜爱数学。所以,学生了解数学史是必要的。
参考文献:
[1]教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
[2]刘耀明.均衡的教学世界(2012年版)[M].上海:华东师范大学出版社,2012.
[3]余文森.核心素养导向的课堂教学(2018年版)[M].上海:上海教育出版社,2017.
作者简介:
任校鹏,河南省郑州市,河南省郑州市启元国际学校