浅谈'数学史'的教育意义
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浅谈“数学史”的教育意义
摘要:我认为,数学教学适当的加入数学史的内容,帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,形成正确的数学观。无论中小学或大学增加了数学史的内容,就可以弥补这方面的不足.我们应当主张数学课程体现数学的文化价值,在适当的内容中提出对“数学史”的学习要求,因此在中小学或大学的教学范围中设立了“数学史选讲”专题。
关键词:数学史数学教学
在数学几千年漫长的发展过程中,形成了它的历史——数学史。
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且还探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。
长期以来,数学教育与数学史密不可分。许多数学家都很关注数学史及其教育。例如,大数学家F·克莱茵——国际数学教育委员会(ICMI)的第一任主席,他曾经写过《19世纪数学史》;ICMI第二任主席美国数学教育家D·E史密斯曾经很关注中国和日本的数学史,他和我国著名数学史学家李俨先生在1910年就有交往;还有我国的数学教育家、数学史家钱宝琮先生在上个世纪六十年代率先为大学师生和中学教师开设“数学史”教育课程。从20世纪下半叶开始,“数学史”更深的进入到数学教育中。“数学史”的介入为数学教学注入了青春活力,带来了勃勃生机,唤醒沉睡了千年的洋洋数学文化史,将其重新置于“火热的思考”之中。【1】因此,我们的数学课程应适当的加入史学元素,反映数学的历史、应用和发展趋势,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。一、国际、国内对数学史的重视
1976年组成了一个国际性的“数学史与数学教育”研究组织,其为ICMI的下属组织,简称HPM(即
International Study Group on the Relations between History and pedagogy of Math ematics)。HPM除经常举行比较小型的区域研讨会之外,还与ICMI同步,每四年暑假举行一次大型国际研讨会。1998年,在法国马塞举行第10个ICMI研究项目的讨论会,名称是“数学教育中的历史(History in Mathematics Education)”。可见,从上世纪70年代开始全球的数学研究者及教育者纷纷开始重视“数学史”与数学教育的结合。
受到国际影响我国也越来越重视“数学史”与数学教育的结合,并积极地参与、组织各种活动。2002年8月9日至12日,在天津师范大学召开了“第五届汉字文化圈及近邻地区数学史与数学教育国际学术研讨会”,吸引了来自日本、美国、印度、加拿大、港台等地区的代表,并且在大会期间共提交了66篇相关论文。该会议是国际数学史与数学教育学界关于东方数学研究的一个连续会议(该会议每三年举办一次)。此次会议由天津师范大学数学科学学院主办,全国数学史学会、日本群马和算研究会、内蒙古师范大学、日本和算研究所联合协办,因此受到整个亚洲乃至全世界的关注。通过此次会议促进了我国与国际间的接触与交流。
更值得关注和祝贺的是“第一届全国数学史与数学教育会议”将于2005年4月1日到4月4日在西北大学召开。计划通过这次会议促进以下事项并进一步增进与国际间的接触和资源的交流:①综合大学与师范院校的“数学史”课程及教材;②数学教学中数学史的使用及其关系;③不同层面对于数学史与数学教育的观点;④建立与国际数学史与数学教学学术团队(HPM)的联系,并筹备中国HPM学术团队;⑤设立面向大学、中学数学教师的数学史与数学教育研究生班。【2】
不难看到“数学史”正把数学教育引向“数学文化”的轨道。为了弘扬数学灿烂的历史文化,促进数学教育的蓬勃发展,将数学史有机的融入到中学数学教学内容之中具有深远的意义。
二、我国数学史教育的现状
在近些年,我国中学数学史教育的现状是不容乐观的。从一份对首都师大附中高一年级共125名学生“关于对数学史的学习兴趣及了解”的调查问卷中可以看到,学生对数学史
知识了解的不多,仅有2人表示了解得较多,有38.4%的学生知道一点数学史知识,有34.4%的学生想了解数学史,另有25人对数学史不感兴趣。【3】从另一份对重庆市一中的高一年级100名学生关于数学科普知识的问卷的调查中更能清楚的了解到现在的中学生对数学史及其科普知识的了解是如此的贫乏。在调查结果中:①知道2002年国际数学家大会在中国北京召开的占62%,有32%的学生认为中国上海是主办城市;②知道在哥德巴赫猜想研究上取得“1+2”成果的是中国数学家陈景润的占80%;③知道获得中国最高科技奖500万元人民币的数学家是吴文俊的占54%,选(A)王元的占20%,选(B)苏步青的占22%;④知道国际数学界最高奖是菲尔兹奖的占57%,选(A)欧拉奖的占15%,选(B)诺贝尔奖的占4%,选(D)华罗庚奖的占24%;⑤没有一人知道2002年国际数学家大会在我国召开的准确时间;
⑥100人中仅有2人知道在2002年国际数学家大会上,获菲尔兹奖的两位年轻数学家所在的国家是法国和俄罗斯;⑦无一人知道我国政府在数理化等学科中设置的主要重大科技奖;
⑧仅有2人知道1982年,美籍华裔邱成桐获得了世界最高数学奖菲尔兹奖。[9]再有,在全日制普通高级中学数学教科书(试验本)第一至三册中共编入23篇阅读材料(例如,弧度制的由来、向量的三种类型、笛卡儿和费马、欧拉公式和正多面体的种类等等),但在实际教学过程中,往往被教师忽略(或教师本身就不了解)。由于缺乏对数学史的教与学, 使得学了十多年数学的高中学生对演绎法的典范-------欧几里得的《几何原本》、毕达哥拉斯、中国的《九章算数》、秦九绍等等的了解几乎是零。甚至数学专业的本科生不知道“陈省身”是一位数学家。这严峻的现实说明了什么呢?说明恢复高考的近30年来,教师为考而教,学生为考而学;考什么,教师就教什么;考什么,学生就学什么。这导致了大多数学生在数学史及数学科普知识方面了解甚少,使学生只关心考试的东西,对考试以外的知识漠不关心。
相反, 国外的做法却值得借鉴。就从加拿大B·C 省的高中数学教材第10, 11, 12 册(1987 年版)来说 ,它从埃及草纸文书到微积分的产生, 从毕达哥拉斯到牛顿及著名的数学专著等都作了详实的介绍。【1】日本也在数学教科书中适当安排了一些数学史知识,专门设置《数学基础》部分,使学生更有效地了解数学的起源和发展过程,了解数学问题如何被发现和最终如何被解决、数学和社会的发展如何相互影响等问题。【3】更值得一提的是,日本