奚曉娟
【摘要】數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)發(fā)生發(fā)展的歷史,是一部科學(xué)發(fā)展史,是穿越時空的數(shù)學(xué)智慧,它給我們呈現(xiàn)了一幅源遠流長、日新月異的數(shù)學(xué)畫卷。數(shù)學(xué)史對于數(shù)學(xué)教育具有不可替代的雙向價值,既為數(shù)學(xué)教師的教學(xué)、研究提供素材,又為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供幫助。根據(jù)數(shù)學(xué)史融入數(shù)學(xué)教育的作用分類,著重探索以數(shù)學(xué)故事為文化觸媒,以經(jīng)典名題為歷史再現(xiàn),以數(shù)學(xué)知識切入數(shù)學(xué)史等途徑,旨在努力向?qū)W生傳遞一種人文關(guān)懷、思想方法、數(shù)學(xué)之美……
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)史價值分類途徑
數(shù)學(xué)史是一座巨大的知識寶藏,作為一線數(shù)學(xué)教師的我們都有過運用數(shù)學(xué)史的經(jīng)歷,但往往總是蜻蜓點水,無法深入。本文著重探討將數(shù)學(xué)史融入數(shù)學(xué)教育的價值、分類,以及將數(shù)學(xué)的豐厚歷史融入數(shù)學(xué)教育的有效途徑,真正實現(xiàn)以兒童為中心,彰顯學(xué)科特質(zhì)的數(shù)學(xué)教育境界。這對于我們既是機遇,更是挑戰(zhàn)。
一、 數(shù)學(xué)史的概念界定
數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)生發(fā)展及其規(guī)律的科學(xué),簡單地說就是研究數(shù)學(xué)的歷史。它不僅追溯數(shù)學(xué)內(nèi)容、思想和方法的演變、發(fā)展過程,而且還探索影響這種過程的各種因素,以及歷史上數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類文明所帶來的影響。數(shù)學(xué)史的內(nèi)容是非常豐富的,崗位不同的數(shù)學(xué)教育者根據(jù)不同的需要對數(shù)學(xué)史的理解也不盡相同。筆者本文主要研究把數(shù)學(xué)史融入小學(xué)數(shù)學(xué)教育的價值,以及如何更好地挖掘數(shù)學(xué)史這座巨大的知識寶藏中包含的大量的教學(xué)素材,從而讓學(xué)生接受更美好的數(shù)學(xué)教育。
二、 數(shù)學(xué)史融入數(shù)學(xué)教育的價值
早在20世紀70年代,數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)教育之間的關(guān)系(History and Pedagogy of Mathematics,簡稱HPM)就已經(jīng)成了數(shù)學(xué)教育的一個研究領(lǐng)域。隨著數(shù)學(xué)教學(xué)改革的蓬勃開展,數(shù)學(xué)史越來越受到廣大數(shù)學(xué)教育教學(xué)工作者的重視。正如江蘇省數(shù)學(xué)特級教師蔡宏圣所說:“數(shù)學(xué)史,是歷史的知識,也是考量教學(xué)問題的厚實背景。”筆者認為數(shù)學(xué)史融入數(shù)學(xué)教育的價值是雙向的,既為數(shù)學(xué)教師的教學(xué)、研究提供素材,又為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供幫助。
(一) 在教師教學(xué)中的價值
1. 有利于教師優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),促進教師的專業(yè)成長。對于數(shù)學(xué)教師來說,僅有扎實的、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)專業(yè)理論基礎(chǔ)知識遠遠不夠,還必須具備完整的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)。教師只有通過學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史,知道數(shù)學(xué)家在引入數(shù)學(xué)新概念、建立數(shù)學(xué)新公式、開創(chuàng)數(shù)學(xué)新分支、證明數(shù)學(xué)新定理、發(fā)明數(shù)學(xué)新方法中所遇到的困難和問題,才能更清楚人類思維的發(fā)展規(guī)律,對數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)的本質(zhì)會產(chǎn)生更清晰的認識,同時豐富了他們數(shù)學(xué)的知識、教學(xué)法知識等等,從而優(yōu)化他們的知識結(jié)構(gòu),促進自身的專業(yè)成長。
2. 有利于教師以史為鏡,提高課堂的教學(xué)效率。研究數(shù)學(xué)史,通過前人在學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中的困難和挫折,便可以預(yù)見這也是現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的困惑和疑難之處。于是教師們在教學(xué)中會有針對性地制訂教學(xué)計劃、設(shè)計合理的教學(xué)過程、選擇有效的教學(xué)策略,使學(xué)生避免重復(fù)前人走過的彎路,使課堂教學(xué)更為有效。
3. 有利于教師豐富教學(xué)素材,挖掘更多的教學(xué)智慧。正如全國數(shù)學(xué)史學(xué)會副理事長汪曉勤所說:“數(shù)學(xué)史之所以有著‘高評價、低應(yīng)用的境遇,原因固然很多種,但是數(shù)學(xué)教師手頭缺乏實用的數(shù)學(xué)史素材,是最主要的原因之一?!睌?shù)學(xué)史是一座巨大的寶藏,其中包含大量的教學(xué)素材,教師要善于整合和利用,這是挖掘教學(xué)智慧的有效途徑。
(二) 在學(xué)生學(xué)習(xí)中的價值
1. 有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。在許多人看來,數(shù)學(xué)是一門抽象枯燥的學(xué)科,因而使人望而生畏。數(shù)學(xué)的歷史背景通常是有趣并且富有啟發(fā)意義的,如果在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史內(nèi)容而讓數(shù)學(xué)活起來,它對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情是非常有效的。這樣不僅可以讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)是一門不斷進步的生動有趣的學(xué)科,更是由于前人的堅持不懈和努力付出才能取得世人矚目的成就。例如在教學(xué)圓周率時,一定要給孩子們講祖沖之的故事:祖沖之在世界數(shù)學(xué)史上第一次將圓周率(π)值計算到小數(shù)點后七位,即31415926到31415927之間。在推算圓周率時,祖沖之付出了無數(shù)的辛勤勞動。如果從正六邊形算起,算到24576邊時,就要把同一運算程序反復(fù)進行十二次,而且每一運算程序又包括加減乘除和開方等十多個步驟。我們用紙筆算盤來進行這樣的計算,也是極其吃力的。當(dāng)時祖沖之進行這樣繁難的計算,只能用籌碼(小竹棍)來逐步推演。如果頭腦不是十分冷靜精細,沒有堅韌不拔的毅力,是絕對不會成功的。這段數(shù)學(xué)史可以激發(fā)學(xué)生的民族自豪感,燃起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。
2. 有利于促進學(xué)生了解知識的來源。數(shù)學(xué)歷史往往能夠揭示出數(shù)學(xué)知識的來源,這樣可以讓學(xué)生認識到數(shù)學(xué)在歷史上的重要地位和影響,進而讓他們認識到數(shù)學(xué)在現(xiàn)代社會中發(fā)展作用是不可忽視的。適當(dāng)?shù)亟榻B一些數(shù)學(xué)史知識可以讓學(xué)生不僅知其然,而且知其所以然。例如,教學(xué)“乘法口訣”時,可以向?qū)W生介紹:乘法口訣是中國古代籌算中進行乘法、除法、開方等運算的基本計算規(guī)則,沿用至今已有兩千多年。古時的乘法口訣,是自上而下,從“九九八十一”開始,至“一一得一”止,與現(xiàn)在使用的順序相反,因此古人用乘法口訣開始的兩個字“九九”作為此口訣的名稱,又稱九九表、九九歌、九因歌、九九乘法表。
3. 有利于樹立學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。數(shù)學(xué)史給我們啟示:數(shù)學(xué)不過是人類的一種文化活動,人人能學(xué)、能做,盡管并非人人都能成為數(shù)學(xué)家;而從事這種文化活動的數(shù)學(xué)家也是普通人,同樣會遇到困難、挫折和失敗。了解這一點,學(xué)生就不會為自己在學(xué)習(xí)過程中所遇的疑難、困惑而灰心喪氣,使他們學(xué)會勇敢、坦然面對,從而樹立學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。
例如,在學(xué)習(xí)負數(shù)時,給學(xué)生講述:數(shù)學(xué)家花了 1000年才得到負數(shù)概念,又花了 1000年才接受負數(shù)概念,當(dāng)學(xué)生了解到負數(shù)概念發(fā)展并被人們接受、使用和理解經(jīng)過了漫長歲月時,他們就不會因自己不理解這個概念而感到特別擔(dān)心。
三、 數(shù)學(xué)史融入數(shù)學(xué)教育的基本分類