摘要:将数学史贯穿于数学教学是中小学数学课程改革的内容之一,本文先是对数学教育中引入数学史的背景,初中数学教学中融入数学史的必要性进行了论述,后又根据初中学生的特点,用实例阐述了初中数学教学中数学史内容的选择及其讲解。
关键词:初中数学;数学史;教学
中图分类号:G633.6 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0112-02
张奠宙教授说:“要真正让数学文化走进课堂,使学生在学习数学的过程中受到文化的感染,产生文化共鸣,体会数学的文化品位和世俗的人情味”。当今学术界一个公认的观点是:将数学史融入到初中数学教学中效果是很好的。
一、数学教育中融入数学史的背景
在西方自19世纪起,研究者就已经探讨在数学教育中引入数学史,并且取得了很好的效果。主要体现如下:可以激发学生学习数学知识的浓厚兴趣;通过认知数学知识的发展过程,发展学生的认知思维,充分认识到数学科学来源于社会实践;通过学习人性化的数学知识,改变学生的数学观;通过了解历史上数学家遇到的挫折和困难,可以树立学生积极向上的信心;通过对数学史的学习,可以帮助学生理解和欣赏数学;了解和掌握数学中丰富的社会文化信息。我国教育工作者将数学史融入到数学教学中起步较晚,但是最近几年也引起了数学老师们的高度关注。
二、初中数学教学中融入数学史的必要性
香港大学名誉教授萧文强对于数学史融入数学教育中有明确的论述,主要体现在如下几个方面:(1)可以使教师及学生对数学知识产生浓厚的兴趣和热情;(2)可以使学生了解知识体系建立的困难和艰辛,同时遇到困难时,用历史人物来激励自己;(3)了解数学思想发展的过程,有利于增进对数学知识的理解。古今相比,以更好地理解现代数学的理论观点;(4)可以使学生更全面地认识数学的整个体系;(5)了解数学与社会各学科的关系,在各学科间相互渗透及它们之间的相互联系;(6)为学生的发展、探索提供了很好的素材和机会。数学史中的典型例证,充分体现了数学思想方法在数学教育中的价值和作用,对指导当前的数学教学,提升数学的科学价值和文化价值具有重要的意义。
三、初中数学教学中数学史内容的选择
根据笔者多年的教学经验,引入数学史的内容要认真选择,这样才能够在思想方法上给予学生某种启示。
1.以数学史料介绍数学学科的多为发展,开阔学生视野。在数学教学中,应在传授数学知识的同时,把一些重要的数学史料介绍给学生,以数学史中那些惊心动魄、引人入胜的例子来感染学生。例如,初中阶段的第一节几何课《多姿多彩的图形》,可以向学生介绍几何的起源和发展。古代中国的几何学更多地起源于天文观测,古希腊的几何来源于测量土地,古埃及几何学源于尼罗河泛滥后土地的重新丈量,古代印度的几何学的起源则与宗教实践密切相关。
2.融入古代数学习题,了解问题产生的背景,培养学生发现问题的能力。将古代数学名题让学生进行练习,使学生既能了解问题产生的实际背景,增加学生探讨知识的兴趣,同时也会自觉观察现实生活中隐藏的各类数学问题。如西汉时期天文学家赵君卿在《周髀算经》给出了勾股定理的公式:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之,得邪至日”。后来三国时期吴国的数学家赵爽在《周髀算经注》中给出了解释,“勾股各自乘,并之,为弦实。开方除之,即弦。”;三国魏人刘徽在几何方面提出了“割圆术”:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣。”计算了3072边形面积并验证了π=3.14,化成分数为157/50,称为著名的“徽率”。
3.选择符合初中学生认知水平的内容、思想方法及推理,以培养学生的逻辑推理能力。古代数学问题的演绎、推理、具体证明方法及解题过程的陈列可以有效培养学生逻辑判断及推理的能力。如在讲解勾股定理时,可以先讲解勾股定理所产生的背景。毕达哥拉斯在应邀参加一次政要宴会时,该宴会布置在富丽堂皇的主人餐厅中,它就像一座豪华的宫殿,地面由正方形的大理石地砖砌成美丽的图案,在等待客人入席的时间里,这位痴迷的数学家将方形磁砖和数学中的“数”联系起来,他凝视脚下的方形瓷砖的排列规则,于是拿出了画笔,在地面上勾画出了一个神奇的数学奇想。他先是选了一块方形瓷砖的对角线做正方形一边,画出这个正方形,发现这个正方形的面积恰好等于两块正方形瓷砖面积和。于是他又做出了相邻两块方形瓷砖(矩形)的对角线为边的正方形,恰好等于5块方形瓷砖的面积。毕达哥拉斯突发奇想,那么是否有一个共同规律呢?进一步测试,都有相同的结论。即任何直角三角形,其斜边的平方恰好等于另两边平方之和。据有人统计,现在世界上已找到四百多种证法,赵爽的“弦图证法”是我国古代数学的骄傲,教师可以列举其中比较经典的几种方法。
4.选择数学史中数学与其他文化的内容的交叉知识,将“枯燥、抽象”的数学知识变为更“生动、形象和实用”。将数学史融入到数学教学中,现在越来越受到数学教育工作者的重视。数学教育应该从数学史中吸取养料,来丰富数学的教与学,以便使学生更好地理解数学,学生更好地体会数学科学价值、应用价值、人文价值,提高学生发现问题、解决问题的能力,同时也会进一步开阔视野,增加学生的自主创新能力。
参考文献:
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[4]萧文强.数学史与数学教育:个人经验和看法[J].数学传播,1992,(3):23-29.
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