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数学史在数学教育中的作用

发布时间:2017-03-24  点击量:

  【摘要】在数学课堂教学中,给学生适当介绍数学史对学生的培养起到很重要的作用。数学专业的学生为例探讨了数学史对课堂教学中的作用。
  【关键词】课堂教学  数学史  数学教育
  【基金项目】河套学院教学研究项目(HTXYJY15006);河套学院教学研究项目(HTXYJY16001)。
  【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)35-0115-02
  一、引言
  数学史在人才培养中的作用越来越被人们所重视。通过查阅“数学史与人才培养”研究的相关文章,发现研究者较少关注数学史在人才培养中的作用,重复性研究较多;研究方法缺乏科学性;研究缺少数学史家与一线数学教师的合作;研究对象缺乏对学生认知发展的关注。许多人对数学史在人才培养中的作用缺少基本的认识和了解,认为数学史教育无足轻重。另一方面,由于绝对主义数学观的影响,数学教育中单纯强调数学的严谨性和抽象性,注重形式演绎的现象非常严重。不仅数学专业教材中缺少对数学发现过程、数学理论形成过程的探究与剖析,而且在各专业数学课堂教学上,“公理、定义、定理、证明”的逻辑展开,呈现给学生的只是已失去生动性和创造性的一些结论和严谨的、完美的推理证明过程。如果把数学仅视作一套概念体系、一种研究活动过程、一些方法、技术和结果,数学教育就只能成为一种简单的、静态的过程反映,而根本的危害是不利于创造型专业人才的培养。
  二、数学史与数学教育
  数学史与数学教学的关系是当今国际上数学教育研究的热点问题之一。随着国内外HPM研究的逐步深入,其理论与实践日趋完善。当前,我国正在积极推进基础教育改革,数学新课程标准也提出对数学的文化价值加以关注。 义务教育数学课程标准(2011)指出:“数学文化作为教材的组成部分,应渗透在整套教材中。为此,教材可以适时地介绍有关背景知识,包括数学在自然与社会中的应用,以及数学发展史的有关材料,帮助学生了解在人类文明发展中数学的作用,激发学习数学的兴趣,感受数学家治学的严谨,欣赏数学的优美”。长期以来,我国数学教学强 调解题教学,数学史在人才培养中没有得到应有的重视,从而忽视了培养学生从整体、宏观认识数学思想体系、文化内涵和美学价值。
  三、数学史与课堂教学
  数学教科书舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、知识背景、演化历程以及导致其演化的各种因素。因此仅凭数学教材的学习,难以获得数学的原貌和全景,同时忽视了那些被历史淘汰掉的但对现实科学或许有用的数学材料与方法,而弥补这方面不足的最好途径就是研究数学史在人才培养中的作用。 如果在数学课堂教学中渗透数学史内容而让数学活起来,这样便可以激发学生的学习兴趣,也有助于学生对数学概念、方法和原理的理解与认识的深化。通过数学史渗透课堂,可以使数学专业的学生在接受数学专业训练的同时,获得人文科学方面的修养,其它专业的学生通过数学史的学习可以了解数学概貌,。而历史上数学家的业绩与品德也会在青少年的人格培养上发挥十分重要的作用。
  数学史是学习数学、认识数学的工具。人们要弄清数学概念、数学思想和方法的发展过程,增长对数学的通识,建立数学的整体意识,就必须运用数学史作为补充和指导。特别是,现代数学的体系犹如“茂密繁盛的森林”,使人“站在外面窥不见它的全貌,深入内部又可能陷身迷津”,数学史的作用就是指引方向的“路标”,给人以启迪和明鉴。
  数学史与数学哲学、科学哲学、社会文化史都有密切的联系。数学与人类思想的革新,数学与其他科学技术,数学与社会进步等关系,有助于深刻理解数学的文化内涵。对于培养“学、才、识”兼备的数学专业人才有重要意义。“学、才、识”即知识、能力以及见识和思想,其中“识”更是引导知识和能力走向何方的根本性问题。如果数学教育只停留在数学理论本身的学习上,甚至对数学理论的实质也没有深入探究,学生就不可能理解依托于数学知识体系之上的数学思想和信仰,贯穿于数学研究活动中的科学精神和数学的美感及鉴赏能力,与数学的社会功能密切相关的伦理准则等数学文化的底蕴,更不会形成“才”与“识”。因此,课堂教学中融入数学史是以“素质教育”为目标的数学教育的内在要求,它对于培养学生的人文主义精神以及数学观念、数学能力、数学整体意识有特殊意义。
  四、数学史与人才培养
  (一)数学史在学习专业知识中的作用
  专业知识与历史知识总是互补的。就是说,不仅研究、学习历史需要具备一定的专业知识,而且学习专业知识也同样需要用历史知识帮助分析和思考。著名数学家赫尔曼·外尔认为:“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立和发展的概念、方法和结果,我们就不可能理解近50年来数学的目标。”如果教材是根据现代数学的分科来编写,并主要是按照公理化的思想方法而不是知识的发生过程编排体系,就会使学生在学习数学知识时,常常知其然而不知其所以然,尤其会对数学概念的发展过程,定理证明的发现过程以及数學各分支之间的联系知之甚少。因此,让学生了解各门课程的发展历史是促进各科学习的必要途径。具体地,数学史的作用可以概括为:(I)对数学给出一个整体框架,对数学有一个整体图景,能认识到各分支之间的相互关系。(II)对数学问题、概念、理论和方法的来龙去脉有一定认识。对引入它们的动机与产生的后果有所了解,以上两点使我们对于某分支在整个数学中的定位能够初步理解。(III)总结历史上的经验、教训,借鉴解决问题的各种途径、方向。(IV)对数学发展趋势有一定的估计和预测。向学生介绍一些数学家的生平或者历史上数学进展中的曲折历程,以及在教学中提供一些历史上的真实“问题”,还可以激发学生的学习兴趣,促进专业课程教学。
  (二)数学史在提高数学素养中的作用
  随着人类社会由工业社会向信息社会的转化,人才观以及成才观也都在发生深刻变化。社会进步对数学工作者的需求主要并不是他们能利用数学的运算去要求解答,而是借助他们能在复杂错综的境遇中,去找寻有条理的分析,有助于最后的决策,即他们的数学素养。数学素养包括知识、才能和思想三个方面,即数学科学知识、数学能力和数学思想素养。这三个方面彼此联系,层次由低到高。形成数学素养的关键是要在知识传授、才能培养以及有目的、有计划的素质教育中让学生理解数学中蕴涵的精神、思想、观念、意识等内容,并培养他们运用数学的思想和方法去处理数学问题和现实问题的意识。而数学的思想和方法、数学研究中的科学精神以及数学的美,首先是从数学的发展史中总结归纳出来的。因此,学习数学史对于深刻理解数学的内容、思想、方法、语言及其应用,对于提高数学素养,具有重要的现实意义。
  (三)数学史在教师的培养中的作用
  面向21世纪的基础教育改革对教师素质提出了更高的要求,使得教师培养成为一项具有深远意义的工作。虽然目前对于数学教师的素质构成还处于研究探讨之中,但可以肯定的是,,数学教师与数学研究人员、工程技术人员在知识、能力以及观念、意识等方面是不尽相同的。数学教师必须认识到数学是一门有着悠久历史的科学,具有突出的文化功能,在社会中有广泛的应用,并与其他学科有密切的关系。数学教师所具备的数学科学知识应该充满着与历史、文化以及现实世界的丰富关系;数学教师不仅需要了解数学的过去,也要接触数学的现在;数学教师不仅要学习数学的科学体系,更要学习数学科学的研究方法,包括数学思维模式与数学思想方法等。数学教师还必须树立正确的数学观,因为不同的数学观会通过教学对学生产生不同的影响。
  五、结论
  数学史在课堂教学中使学生领会数学内容的教育价值、数学的应用、各科的联系与交叉。数学思想及数学发现的过程对于开设数学课程的学生至关重要。研究数学史在人才培养中的作用,让每一位专任教师充分认识在课堂教学中渗透数学史的重要性以及提高数学课的教学质量的重要性。从而提高教师的教学及教研水平和学生的综合素质。
  参考文献:
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  [7]徐利治.数学史与数学教育的结合[J].数学教育学报,1994(5).
  [8]郭华明.浅谈德国大学特色教学法[J].中国地质教育,2006(3).
  作者简介:
  李权(1978-),男,内蒙古科左中旗人,本科,讲师,研究方向:数学教学与控制论。
 


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