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长期以来,许多学生缺乏学习数学的兴趣,关键是因为他们对数学这门学科没有足够的认识。其实,数学是一门高度抽象化、逻辑化、形式化的学科,它与寻常所了解的以探索现实世界物质运动机理为目的的自然学科有本质的区别,它是一种无物质内容的符号系统,在一定公理规则下的推演技术,因而它是十分“空洞”的,造成了数学在认知上的特殊难度。数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用,对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛,对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位和影响,进而揭示其人文价值,都有重要意义。
在课程改革前的中小学数学教学大纲和教材中,数学史主要起两方面作用,通过介绍中国古代数学成就进行爱国主义教育;通过提供少量“花絮”提高学生的学习兴趣。在新一轮中学数学课程改革中,数学史首先被看作理解数学的一种途径。教材中应当包含一些辅助材料。如史料、进一步研究的问题、数学家介绍、背景材料等,还可以介绍数学在现代生活中的广泛应用(如建筑、计算机科学、遥感、CT技术、天气预报等),这样在对数学内容的学习过程中,不仅可以使学生对数学的发展过程有所了解,激发学生学习数学的兴趣,还可以使学生体会数学在人类发展历史中的作用和价值。义务教育阶段各科课程标准都围绕三个基本方面:知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观。对于理科课程,还包括理解科学、技术与社会之间的关系,尝试科学教育与人文教育的融合。在此,笔者就数学史与学生学习兴趣培养的整合谈一点看法。
一、通过数学史学习,体会数学广泛的应用性,激发学生学习数学的兴趣
数学具有广泛的应用性,数学是描述图式的强有力的工具,是打开科学大门的金钥匙。而数学史的学习可以让学生更深刻地认识到数学广泛的应用性,从而激发学生的学习需要,产生学习兴趣。如在教“空间与图形”部分前,可以向学生介绍有关的数学背景知识,特别介绍欧几里得的《几何原本》,使学生初步感受几何演绎体系对数学发展和人类文明的价值。
二、借助丰富的数学史料,增添学习数学的情感色彩
我们知道学生对数学学习缺少兴趣的一个重要原因是因为数学学科太缺乏情感成分,而数学史正是具备了把这种枯燥的数学知识人性化的功能。在数与代数部分,可以穿插介绍代数及代数语言的历史,并将促成代数兴起与发展的重要任务和有关史迹的图片呈现在学生的面前,也可以介绍一些有关正负数和无理数的历史、一些重要符号的起源与演变、与方程及其解法有关资料(如《九章算术》、秦九韶法)、函数概念的起源、发展与演变的内容。比如:从《九章算术》第8卷说明方程以后,在数值代数的领域内中国一直保持了光辉的成就,在明朝后期欧几里得《几何原本》中文译本一部分出版之前,中国的几何早已在独立发展着。这些史料的学习,必定能增强学生的民族自豪感,使他们意识到自己这一代有责任继承和发扬民族的光荣传统。
三、利用数学中的名人轶事,增加学生学习数学的情趣
在人们的传说中,与数有关的故事层出不穷,有一则“数字情书”的典故可谓是其中的代表,它也一直被人传为佳话。说的是汉代蜀中司马相如,赴考长安,官拜中郎将,暗萌休妻之念,约5年不寄书信回家,而多情的妻子卓文君则朝盼夜念,恋情戚戚。一日她正思念垂泪,忽京关送来一信,并说:“大人立等回书。”文君惊喜万分,展信一观,只见上面写着“一二三四五六七八九十百千万”13个字。文君暗想:句中无“亿”,即无意于我了……
再如丢番图的墓志铭等,诸如此类的古今中外数学中的名人轶事还有很多。通过这些轶事,让学生在数学的世界中遨游,让学生进行“说文解数”,将数赋予除计量以外的更多的内涵,可以有效的增加学生学习数学的情趣。
四、抓住数学历史名题、丰富教学内容、展现学习数学新途径
对于那些需要通过重复训练才能达到的目标,数学历史名题可以使这种枯燥乏味的过程变得富有趣味和探索意义,从而极大的调动了学生的积极性,提高了他们的兴趣。对于学生来说,历史上的问题是真实的,因而更为有趣。历史名题的提出一般来说都是非常自然的,它或者直接提供了相应的数学内容的现实背景,或者揭示了实质性的数学思想方法,这对于学生理解数学内容和方法都是重要的。许多历史名题的提出和解决与大数学家有关,让学生感到他本人正在探索一个曾经被大数学家探索过的问题,或许这个问题曾难住过许多有名的人物,学生会感到一种智力上的挑战,也会从学习中获得成功的享受。这对于学生建立良好的情感体验无疑是十分重要的。
数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用;对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛;对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神;对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位和影响,进而揭示其人文价值都有重要意义。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、应用和发展趋势,如数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神等等。数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观。为此,中学数学课程提倡体现数学的文化价值,并在适当的内容中提出对“数学文化”的学习要求,同时设立“数学史选讲”等专题,让数学史与学生学习兴趣的培养有机整合。