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我國高等院校的數(shù)學(xué)史教學(xué)始于20年前師范大學(xué)和個(gè)別綜合大學(xué)數(shù)學(xué)系,并且發(fā)展迅速。1986年國內(nèi)約有40所大專院校的數(shù)學(xué)系開設(shè)了《數(shù)學(xué)史》選修課,截至2001年國內(nèi)多數(shù)大專院校數(shù)學(xué)系開設(shè)了該課程…。但其他非數(shù)學(xué)專業(yè)(如農(nóng)科類)就鮮有人問津,因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中融人數(shù)學(xué)史就顯得尤為重要。目前,高校數(shù)學(xué)教學(xué)過程中忽視數(shù)學(xué)史知識的傳授,學(xué)生若想了解與高等數(shù)學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的數(shù)學(xué)史知識,只能查閱專門的數(shù)學(xué)史專著;數(shù)學(xué)史內(nèi)容與數(shù)學(xué)各分支(如數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、點(diǎn)集拓?fù)鋵W(xué)等)基礎(chǔ)知識完全脫離。實(shí)際上,數(shù)學(xué)史在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中具有極為重要的地位,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中適當(dāng)?shù)厝谌藬?shù)學(xué)史知識可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識,也有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)思想及基礎(chǔ)知識的理解,從縱向發(fā)展的角度理解數(shù)學(xué)發(fā)展的動態(tài)過程。 1數(shù)學(xué)史應(yīng)用于高等院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的必要性 1.1加強(qiáng)數(shù)學(xué)史故事教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣在當(dāng)前高校的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師普遍采取“滿堂灌”的教學(xué)方式,主要講授教材的基礎(chǔ)知識與基本理論,這些知識固然重要,但是單純的知識傳授式教學(xué)只能讓學(xué)生掌握知識,卻無法深刻理解這些重要理論的來龍去脈。如果能夠在講述教材內(nèi)容的過程中適當(dāng)加入一些數(shù)學(xué)史上著名的故事,以解釋數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)重要理論的動態(tài)過程,就可以使學(xué)生明白數(shù)學(xué)不僅僅是一些符號、公式,而且每一個(gè)重要理論的發(fā)現(xiàn)都凝聚著數(shù)學(xué)家的思想和智慧,這有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。如在講解黎曼函數(shù)時(shí),可簡單介紹數(shù)學(xué)家黎曼的情況,據(jù)說他出任哥廷根大學(xué)講師時(shí)發(fā)表了就職演說《關(guān)于幾何基礎(chǔ)的假設(shè)》,聽眾中僅有年邁的高斯能聽懂,黎曼體弱多病,英年早逝。在課堂中,對數(shù)學(xué)家這些情況的介紹可引起學(xué)生的興趣【21。這些數(shù)學(xué)史知識既可增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,又大大提高了數(shù)學(xué)的趣味性。但教材中這方面的知識較少,在傳統(tǒng)的教學(xué)中也很少涉及,往往是枯燥的公式與定理,卻沒有相關(guān)數(shù)學(xué)家的介紹。 1.2培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度歷代科學(xué)家的足跡以及他們的思想方法是人類文化遺產(chǎn)中最寶貴的財(cái)富,也是知識寶庫中的極品。在教學(xué)中,可將在科學(xué)發(fā)展史上有重大影響的典型實(shí)例進(jìn)行深刻剖析,探尋數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)知識、創(chuàng)造知識的過程,并將他們所用的科學(xué)思想方法展現(xiàn)在學(xué)生面前,這是一種示范式教學(xué),這種教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力。 在高校數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中有針對性地融入適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)史知識,可以使學(xué)生在了解歷史及歷史上著名數(shù)學(xué)家做學(xué)問時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度,逐漸受到這種思想的無形影響。受益終生。 在講解柯西定理時(shí),可簡單引進(jìn)柯西的故事,據(jù)說他在巴黎科學(xué)院宣讀第l篇關(guān)于級數(shù)收斂性的論文時(shí),年高望重的拉普拉斯卻大感困惑,會后急忙趕回家,檢查自己的五大卷《天體力學(xué)》,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中用到的級數(shù)“幸好都是收斂的”【2j。這足以說明,拉普拉斯治學(xué)態(tài)度的嚴(yán)謹(jǐn)性。在講解牛頓一萊布尼茲公式時(shí),可對牛頓和萊布尼茲進(jìn)行簡單介紹,牛頓對于發(fā)表自己的科學(xué)著作態(tài)度謹(jǐn)慎,他早在1665—1667年就制定了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬有引力和顏色理論,但他的文章發(fā)表得較晚,牛頓微積分學(xué)說最早的公開表述出現(xiàn)在1687年出版的力學(xué)名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中,《流數(shù)法》甚至在他去世后才完成發(fā)表”J。科學(xué)家做學(xué)問的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度可對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響。以數(shù)學(xué)家治學(xué)態(tài)度的嚴(yán)謹(jǐn)來熏陶學(xué)生,比單純說教效果要好得多。 1.3培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與參與精神讓學(xué)生參與某些著名數(shù)學(xué)問題的討論,可啟發(fā)他們獨(dú)立解決問題的能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識,使其在參與中體驗(yàn)到成就感。如在講到某些公開問題時(shí),可簡單介紹這些著名問題提出的過程,讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)中創(chuàng)新的困難及克服困難的樂趣。解析幾何的發(fā)明者之——笛卡爾出生于法國都倫的拉艾鎮(zhèn),他讀書時(shí)有“晨思”的習(xí)慣,一次“晨思”時(shí),他看見一只蒼蠅正在天花板上,他突然想到,如果知道了蒼蠅與兩相鄰墻壁的距離之間的關(guān)系,就能描述它的運(yùn)動路線,這使他頭腦中產(chǎn)生了關(guān)于解析幾何的最初閃念,由此出發(fā),1637年,笛卡爾在哲學(xué)名著《方法論》附錄中,以古希臘一個(gè)著名的數(shù)學(xué)問題——帕波斯問題為出發(fā)點(diǎn),建立了歷史上第一個(gè)傾斜坐標(biāo)系,從而證明了四線問題的帕波斯結(jié)論¨o。在解析幾何的教學(xué)過程中,可向?qū)W生介紹笛卡爾的故事,并啟發(fā)學(xué)生,如果要創(chuàng)新,就必須勤奮、善于思考生活中發(fā)生的一些常見現(xiàn)象,必須重視對數(shù)學(xué)史上歷史問題(帕波斯『日】題)的思考,這其中可能有未來新知識蘊(yùn)藏其中。 1.4有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)思想、基礎(chǔ)知識的理解了解數(shù)學(xué)家“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題一解決問題”的全過程,解析他們思考深奧數(shù)學(xué)問題的方式,有助于學(xué)型對數(shù)學(xué)思想的把握、基礎(chǔ)知識的理解。引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)的艱險(xiǎn)道路作一次富有探索精神、充滿為真理而斗爭的崇高動機(jī)的旅行,使學(xué)生充分領(lǐng)略歷史上數(shù)學(xué)家的靈感,獲得他們的啟迪,可以從中學(xué)到科學(xué)探索的方法。如講解數(shù)學(xué)的抽象性時(shí),可以向?qū)W生展示歐拉解決七橋問題的思考過程,或是介紹牛頓發(fā)明萬有引力定律將地球、月球抽象為質(zhì)點(diǎn)處理的曲折過程;講授反證法時(shí),可向?qū)W生詳細(xì)敘述伽利略是如何更正延續(xù)了l800余年亞里士多德關(guān)于物體下落運(yùn)動的錯(cuò)誤斷言舊。總之,通過充分暴露數(shù)學(xué)史上數(shù)學(xué)家創(chuàng)新的思維過程,有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)思想和基礎(chǔ)知識的深入理解。 2數(shù)學(xué)課程教學(xué)中融入數(shù)學(xué)史的措施 高等院校數(shù)學(xué)課程研究的內(nèi)容比較完善,主要是傳授方法的不同。探尋不同的教學(xué)形式和教學(xué)方法是當(dāng)前教育工作者的主要任務(wù),使得學(xué)生接受起來比較輕松。文獻(xiàn)[4]介紹了4種將數(shù)學(xué)史知識融人數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體方法,即故事策略、方法比較策略、追蹤歷史起源策略、揭示思維過程策略。筆者從以下幾個(gè)方面提出了改革措施。 2.1教學(xué)教材的改進(jìn)從教材方面來看,由于傳統(tǒng)的教學(xué)和考核制度,全部的教學(xué)局限在教材的范圍內(nèi),基本上不鼓勵學(xué)生探索教材以外的知識,即使給學(xué)生留下思考的空間,甚至提出一些明確的思考題,課后也很少有學(xué)生積極主動地予以解決。目前,各種數(shù)學(xué)教材中很少將數(shù)學(xué)史知識編寫在內(nèi),微積分學(xué)是由Newton等創(chuàng)立的一門學(xué)科,然而在教材中甚至在教學(xué)中過于“數(shù)學(xué)化”,以至于很少提到Newton,絕大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)微積分后,根本不會應(yīng)用其解決實(shí)際問題。因此,首先應(yīng)進(jìn)行教材編寫改革,通過嚴(yán)格地專家論證,將必需的數(shù)學(xué)史知識編寫進(jìn)去(如以附錄的形式附在每章后),教學(xué)時(shí)可供參考。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的同時(shí)也可以便利地了解相關(guān)知識,不必到課外尋找數(shù)學(xué)史知識。#p#分頁標(biāo)題#e# 2.2加強(qiáng)對數(shù)學(xué)史知識的重視程度目前,高校多數(shù)數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)史知識的重視程度不夠,對相關(guān)知識了解不多,認(rèn)為數(shù)學(xué)史知識可有可無。如果數(shù)學(xué)教師對相關(guān)數(shù)學(xué)史知識掌握得不夠系統(tǒng)和全面,則很難將其靈活運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中。因此,加強(qiáng)教師對數(shù)學(xué)史知識的重視是當(dāng)前教學(xué)工作的重中之重。首先,師范院校數(shù)學(xué)系作為培養(yǎng)擔(dān)任高等院校數(shù)學(xué)課程教師的專門機(jī)構(gòu).應(yīng)該把《數(shù)學(xué)史》這門課程作為專業(yè)課程;其次,教師應(yīng)充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源.加強(qiáng)自身數(shù)學(xué)史知識的學(xué)習(xí),探尋如何將數(shù)學(xué)史知識靈活滲透到教學(xué)中,提高自身的教學(xué)水平。只有了解了數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生的過程,站在更高的角度理解數(shù)學(xué)知識,才能更有效、靈活地將其運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中。陳鼎興b1提倡的研究式教學(xué)方法就是很好的嘗試。結(jié)合數(shù)學(xué)史知識,在研究中進(jìn)行教學(xué),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 2.3形成濃厚的學(xué)習(xí)氛圍興趣是學(xué)習(xí)最好的老師,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,為了鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性和興趣,學(xué)校可適當(dāng)舉辦各類數(shù)學(xué)史知識競賽、數(shù)學(xué)趣味競賽等活動。 在課堂上適當(dāng)?shù)卦黾訑?shù)學(xué)史知識,增加一些能夠提高興趣的元素,可提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性,也可加強(qiáng)學(xué)生課下自學(xué)數(shù)學(xué)史知識的積極性和主動性,從而提高數(shù)學(xué)知識素養(yǎng)。 3結(jié)論 數(shù)學(xué)不是簡單的概念、定理的集合,其中每個(gè)重要原理的發(fā)現(xiàn)都經(jīng)歷了漫長的過程,向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)定理等基礎(chǔ)知識至關(guān)重要,但數(shù)學(xué)不僅僅是知識和原理的總和,相應(yīng)的觀念與思想時(shí)時(shí)刻刻蘊(yùn)藏于數(shù)學(xué)史發(fā)展的每個(gè)階段。數(shù)學(xué)史教學(xué)的目的在于讓學(xué)生學(xué)習(xí)著名數(shù)學(xué)家提出問題、分析問題、解決問題的方式,了解循序漸進(jìn)的思維過程,使學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí),通過開放性思維活動,培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。