§5.5 从新《课程标准》看数学史的教育意义(11893)

§5.5  从新《课程标准》看数学史的教育意义(11893)
§5.5  从新《课程标准》看数学史的教育意义(11893)

第五节从新《课程标准》看数学史的教育意义①

数学史与数学哲学、数学方法论和数学教育学一样,都是数学文化的一个模块.在第四、六、十章,我们分别对数学教育、数学方法论和数学哲学简要地进行了介绍.对于数学史,由于它相对于其他三个模块而言,内容比较集中和单纯,争议也较少,容易从一本书中得到较完整的了解.譬如就笔者所知,近年来,不少高校新开设数学史课程,就普遍采用了中国科学院数学与系统科学研究院李文林研究员所著《数学史概论》(第一版叫作《数学史教程》).这本书已经突破了传统的单纯罗列数学成果和数学家那种“内史”的写法,也没有受《外国数学史》或《中国数学史》之局限,而是从整个人类数学发展的主线出发,用数学文化史的视野对古今中外的数学发展经历作了一个精练的概括介绍,并夹叙夹议地作了客观的评论.因此,鉴于这些原因,本书就不再专门介绍数学史,只在这里谈谈在基础教育课程改革的理念下,数学史的教育意义.

5.5.1 数学史与数学教育结合概述

在数学几千年漫长的发展进程中,数学史与数学教育几乎一直都相互联系:以发表“爱尔朗根纲领”统一近代几何学而著名的大数学家F.克莱因就曾写过《19世纪数学史》;美国数学教育家D.E史密斯曾关注日本和中国的数学史,他和我国著名数学史家李俨早有交往;前面多次提到的美国数学家M.克莱因本人就身兼数学家、数学教育家、数学哲学家和数学史家多重身份;我国著名数学史家钱宝琮先生不辞辛劳地为中学教师讲课……20世纪下半叶开始,数学史更深地介入数学教育.1976年一个国际性的“数学史与数学教育”研究组成立.1998年,在法国马塞举行了“数学教育中的历史”国际性会议……

在我国,2005年5月在西安召开了第一届全国数学史与数学教育会议,对数学史在我国数学教育中的历史、现状作了回顾与反思,对未来的设想则与当前我国正在推进的基础教育课程改革不谋而合.中国科学院数学与系统科学研究院李文林研究员在会议开幕式上说:“数学史研究具有三重目的.一是历史的目的,即恢复历史的本来面目;二是数学的目的,即古为今用,为现实的数学研究与自主创新提供历史借鉴;三是教育的目的,即在数学教育中利用数学史”②.

在西安会议上,国内许多著名数学家、数学教育家和数学史家作了精彩的学术讲座,发表了精辟、深刻、全面、系统的见解.例如:

西南师范大学校长宋乃庆教授作了题为“发掘数学史教育功能,促进数学教育发展——新课程理念下的数学史与数学教育”的讲座,分别从:

⑴理性思考——适应时代的数学课程理念;

⑵理念诉求——数学史和数学史家对数学教育的作用;

⑶现象表征——数学史和数学史家在数学教育中的寂寞;

⑷原因探究——观念弱化和功利强势挤压;

⑸策略设计——让数学史和数学史家走到数学教育的前台.

等几个层次,剖析了数学史与数学教育错综复杂的历史和现实关系,提出了在新课程理念下数学史与

①本节曾以“从基础教育课程改革谈数学史的教育意义”发表于《黔南民族师范学院学报》,2005年第6期,现在作些微

改动放在这里.由于原来是单独成文的,所以有些词句可能会与其他章节有某些重复,但为了保持本文的基本面貌,这里就不作大的改动了.

数学教育结合的策略.并且在最后介绍了他们的一些尝试和体会.主要是在中小学(基础教育阶段)数学教材的编写融入数学史,在中小学教学中分层次按规律渗透数学史,具体层次划分为:小学阶段——展示兴趣点与兴奋点——激发与唤醒——爱数学;

初中阶段——提供生长点与闪光点——启励与提高——学数学;

高中阶段——设置突破点与制高点——创造与超越——做数学.

可以看出,这是从一名经验丰富的教育家和高校领导的视野提出的宏观与微观结合的、可操作性极强的指导性论著.

北京师范大学刘洁民教授的讲座为:“数学史进入中小学数学课程的意义和影响”.首先就指出:在新一轮中小学数学课程中,数学史首先被看作理解数学的一种途径.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与影响进而揭示其人文价值,都有重要意义.数学史可以使学生感受到数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,认识到数学是一种生动的、基本的人类文化活动,进而引导他们重视数学在当代社会发展中的作用,并且关注数学与其他学科之间的关系.数学史可以给出一种确定的数学知识,还可以给出相应知识的创造过程.对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,而不仅仅是教科书中那些千锤百炼、天衣无缝,同时也相对地失去了生气与天然的、已经被标本化了的数学.从这个意义上说,历史可以引导我们创造一种探索与研究的课堂气氛,而不是单纯地传授知识.这既可以激发学生对数学的兴趣,培养他们的探索精神,历史上许多著名问题的提出与解决方法还十分有助于他们理解与掌握所学的内容.刘洁民教授还对数学史进入中小学数学课程带来的连锁反应,即如何提高中小学数学教师的数学史素养?如何实施数学系本科数学史课程的普遍开设?如何培养高师院校数学系数学史师资?等课题进行了有独到见解的阐述,反映了一名数学教育专家对这一领域深刻睿智的洞悉和成熟完善的设想.由此不难看到数学史正把数学教育引向“数学文化”的轨道.数学史的介入将为数学教学注入青春活力,带来勃勃生机.为弘扬数学灿烂的历史文化,促进数学教育的蓬勃发展,将数学史有机地渗透、融入数学教学内容之中,即促使数学史与数学教学内容的结合,彼此交融,交相辉映,形成一个水乳交融的完美统一体系.

数学课程要把数学作为一种文化传播给学生.就必须将数学与生活、数学与人类文化交互影响的历史,把数学精神、数学思想方法的形成,把数学知识概念,技能技巧产生的过程,数学的产生、演化、发展的历史进程及未来趋势,数学发展的轨迹和重大历史事件(如著名的三次数学危机)等,完整地呈现给学生.数学与人类文化浩如烟海博大精深的历史内容,将把学生引入人类文化的辉煌殿堂,让学生接受全面的真正意义上的数学教育,增加数学学习的兴味,提高数学教学的质量和效率,加快素质教育的进程.长期以来,由于种种原因,我国的基础教育课程中数学史基本是空白,翻开传统的中小学数学教材,几乎没有数学史的介绍,学了十多年数学的学生对数学史的了解几乎是零,甚至在基础教育的工作母机——师范院校的数学专业也是如此,这是数学教育的一个失误.我国在数学史的教学和研究中可谓欠账太多,有大量工作要做.所幸的是,基础教育课程改革的春风与第一次全国数学史与数学教育会议在这方面给我们带来由衷的欣慰.相信基础教育课程改革新《课标》指导下的数学教材会在这方面体现崭新的面貌.鉴于基础教育课程改革提出以数学史为载体树立数学文化观,发挥数学史的教育价值.本节只是概要地从基础教育课程改革的角度谈谈数学史的教育意义.

5.5.2 基础教育课程改革将数学与数学教育提到一个新的高度

教育部2001年审定颁布的《全日制义务教育数学课程标准》指出:“数学为其他科学提供了语言、思想和方法,是一切重大技术发展的基础;数学在提高人的推理能力、抽象能力、想象力和创造力等方面有着独特的作用;数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分”①;而教育部颁布的《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称《高中课标准》)指出:“数学在形成人类理性思维和促进个人智力发展的过程中发挥着独特的、不可替代的作用.数学是人类文化的重要组成部分,数学素质是公民所必须具备的一种基本素质”、“数学教育作为教育的组成部分,在发展和完善人的教育活动中、在形成人们认识世界的态度和思想方法方面、在推动社会进步和发展的进程中起着重要的作用……是公民进一步深造的基础,是终身发展的需要……使学生表达清晰、思考有条理,使学生具有实事求是的态度、锲而不舍的精神,使学生学会用数学的思考方式解决问题、认识世界”②……十分突出地强调了数学的重要性.是对我国长期以来数学教育正反两方面经验教训的反思和数学在现代社会中作用的认识.表明当代数学教育远远不是单纯的某一学科的知识传授,而是一种重要的文化传承,涵盖了科学教育与人文教育.简言之,两个新《课标》对数学与数学教育的定位,都体现了一种新的高度.

新《课标》把素质教育的核心——人的全面发展,着重赋予数学教育,是基础教育课程改革的显著特点.《高中课标》又提出:“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,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.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,高中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,设立‘数学史选讲’等专题”③.上述要求实际上已经将数学史的教育功能概括地进行了阐述,说明基础教育课程改革必须有数学史参与.

5.5.3 数学史的教育意义

从基础教育课程改革对数学与数学教育的定位来看,数学史具有以下的教育意义:

1.真正认识数学的文化价值——重视数学

因为文化即人类的文明进化.所以,数学的文化价值则可理解为数学在人类整个文明发展中的作用.从历史来看,数学的文化价值主要体现在以下几个方面:

⑴数学为其他科学提供工具和语言

数学语言的显著特征之一是简洁准确,是其它任何语言所无法比拟的,美国数学史家M·克莱因在《西方文化中的数学》中有生动的例子予以说明.任何科学的发展从定性到定量是成熟和精确化的过程,而在这个过程中都要用到数学这个工具.马克思说:“一门科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步”;“数学王子”高斯说:“数学是科学的女仆”,就是强调数学的工具性,这一点是大多数人都知道的.

⑵数学为人类提供理性思维

导致人类社会与人类本身发展的科学就其本质来说是一种理性活动,理性思维是人与其它动物的根本

①教育部:《全日制义务教育数学课程标准》.北京师范大学出版社,2001年版.第2页.

②教育部:《普通高中数学课程标准(实验)》.人民教育出版社,2003年版.第1页.

区别,是人类的智慧与行动的结晶,人类科学的发展离不开理性思维.在人类科学启蒙的希腊时期,作为“科学的科学”的“智慧之学”——哲学,就是与数学紧密联系在一起的,而作为数学典型特征的“证明”与“算法”则更是训练理性思维的最佳工具.因此,正如《高中课标》指出:“数学在形成人类理性思维和促进个人智力发展的过程中发挥着独特的、不可替代的作用”.

⑶数学是人文社会科学的重要工具

自然科学与人文社会科学是人类科学的两翼.传统观点认为,数学的作用主要体现在自然科学中.实际上,数学的影响遍及人文社会科学的绘画、音乐、建筑、经济学和文学众多方面.M·克莱因在《西方文化中的数学》前言中说:“在西方文明中,数学一直是一种主要的文化力量……数学决定了大部分哲学思想的内容和研究方法,摧毁和构建了诸多宗教教义,为政治学说和经济理论提供了依据,塑造了众多流派的绘画、音乐、建筑和文学风格,创立了逻辑学,而且为我们必须回答的人和宇宙的基本问题提供了最好的答案,这些就更加鲜为人知了.作为理性精神的化身,数学已经渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域,而且取代它们成为思想和行动的指南”①.经历了中世纪漫长的黑暗宗教统治的思想禁锢后,理性的全面复苏与觉醒,人类近代科学突飞猛进的发展,是从文艺复兴开始的,而文艺复兴当然不只是限于文艺.但就从文艺方面来看,音乐、美术大量利用了透视、对称、黄金分割等手法,经济学对数学的依赖更为密切.因此,人文社会科学也离不开数学.

⑷数学能引导人类的思想革命

人类通过科学认识世界,其认识的深度和广度要受一定时期科学水平和技术条件的限制而形成思想的局限,许多因为数学理论体系内部矛盾发展的需要和数学家出于求知目的的探索而得出的纯粹的、抽象的数学成果形成的超前性能够打破这种思想局限,引导思想革命.如海王星的发现是通过数学推理和浩繁艰巨的数学计算而先于观察得到的,它促成了日心说的最终胜利;悖论的产生、数学危机的出现、非欧几何的诞生,都一次次冲击人类思想体系,冲破原有的思想局限和认识视野,更新思想观念,形成思想革命.这些成果的意义绝不仅仅在数学上,在人类的思想史、哲学史、认识史上都有极大的影响.它们使人类在很大程度上改变了原来的看法,重新客观而全面的审视自身认识能力以及现有的知识与逻辑体系的局限,在认识自己和认识客观世界方面有了很大的提高.

⑸数学推动人类社会的发展

生产力的发展是推动人类社会发展的根本动力.“科学技术是第一生产力”广泛体现在自然科学的成果在技术层面的应用,这些都离不开数学.相对论、电磁波等改变世界的科学成果,其基础都来自数学;二十世纪计算机诞生和发展导致人类社会各方面发生了巨大变化.这也是数学的成果.数学与人类生产的联系是复杂的、曲折的,社会实践提出的难题需要数学来解决,因数学内部理论体系的需要推动而发展起来的纯粹的、抽象的理论,最终也会用于社会生产的发展.

数学发展史与人类整个文明进化史是并行的,数学史是人类文明史最重要的组成部分之一,能从一个侧面反映的人类文化史.数学史可使我们了解数学的文化价值从而重视数学.

2.概括地认识数学的全貌——了解数学

数学在整个社会发展的中的基础性作用是不言而喻的,随着社会的进步,人们也越来越认识到数学在人类文明的发展中的重要性.而作为数学本身来说,也随着时代的前进而不断地开拓着新的领域,作为一名数学工作者,了解数学发展的全貌是非常必要的.历史探索是理解自身的最好方式,现在的根,深扎在过去.关注历史,思考历史是人类前进的基础,尽管这不能改变历史.近代科学发展的特点是的高度分化

和高度综合,数学在这方面尤为突出.如果把现代数学比喻成一株大树,那么,形成于十七世纪之前的初等数学是大树的根;以微积分为主的古典高等数学是主干;十八世纪以后发展起来的数学内容是大树的枝,现当代数学包含着并且正在继续生长出越来越多的分支,而不同分支产生的新分支又出现交叉而形成交叉或边缘学科,呈现高度分化又高度综合的形势.可谓枝繁叶茂,独木也成林.按美国《数学评论》杂志的分类,当今数学包括了约60个二级学科,400多个三级学科,更细的分科已难以统计.有人这样描绘全面认识数学的两难处境:在数学这棵大树外面(意指不介入数学)不知里面的情况——不入虎穴,焉得虎子?而进入里面又可能身陷迷津——“不识庐山真面目,之缘身在此山中”.M.克莱因说:“通常一些课程所介绍的是一些似乎没有什么关系的数学片断,历史可以提供整个课程的概貌,不仅使课程的内容互相联系,而且使它们跟数学思想的主干也联系起来”①.

所以说,要全面了解数学科学,就必须对数学史有了一定的了解,才能达到“会当临绝顶,一览众山小”、“不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层”的境界.

3.树立正确的数学观——认识数学

“数学是什么?”即数学观,是数学哲学最基本的问题,也是数学工作者应当知道的基本问题,它影响着数学教育与研究的方向.从亚里士多德给出第一个定义——数学是量的科学——以来,不少数学家、哲学家探索过这个问题,发表过不同的观点,迄今为止,可以找出很多种数学定义.传统的数学观将数学视为研究数量、图形及其相互关系的一门学科.在相当长时期内,我国数学界就是以19世纪恩格斯的描述:“纯数学的对象是现实世界的空间形式与数量关系”作为数学的定义的……19世纪70年代以来,围绕这个问题导致了数学哲学的兴衰——争论本身就源于走入了歧途——实际上数学本身是一个历史的概念,数学的内涵随着时代的变化而变化,数学观也应是动态的,给数学下一个一劳永逸的定义实际上是不大可能的.只有通过对历史的回顾与反思,对数学史有所了解,才能全面深刻地认识和理解数学,形成正确的数学观.

4.纠正数学的公众形象——热爱数学

M·克莱因认为,在教科书和学校的课程中,都将数学看作是一系列毫无意义的、充满技巧性的程序,导致:“有教养的人们几乎普遍拒绝将数学作为一项智力爱好……对这些通常显得枯燥无味的东西很反感……就连一些受过良好教育的人也持无视甚至轻蔑的态度.的确,对数学的无知已经成了一种社会风尚”

②.我国的实际情况也是这样,大多数公众对数学的应用价值并不真正了解,只觉得数学是一堆数字和公式,抽象、深奥甚至神秘,视数学为枯燥的学科,甚至视其为畏途;较多学生对数学学习只是一种完成任务,一般都难以形成愉快体验,难以产生学习的兴趣.数学教育对学生在情感态度、价值观上不能起到应有的作用,学生数学能力的发展不全面,尤其缺乏实践能力和创新精神……

国际数学教育的权威学者H·弗赖登塔尔说:“没有一种数学观念象当初被发现那样得以出版.一旦问题获得解决,一种技巧得到了发展和使用,就会转向解的程序侧面,……火热的思考变为冰冷的美丽”③.我国的数学教育长期以来只注重现成数学知识的灌输,使公众难以获得数学的原貌,对数学发展的真实情况一无所知,歪曲了数学的公众形象.它严重影响社会对数学的理解支持、压抑了学生对数学的兴趣.而实际上,数学的发现过程、认识过程、研究形态与教学形态本身是一种“火热的思考”.英国数学史家J.F.斯

①M·克莱因.古今数学思想[M].上海∶上海科学技术出版社,1979.序.

②M·克莱因.西方文化中的数学[M].上海∶复旦大学出版社,2004.前言.

科特说:“人类曾经花费了辛勤而艰巨的劳动以建立一个宏伟的结构,在这个结构的基础上产生了近代数学.对这种结构的建立过程的考察不能不引起人们的惊奇和赞叹,对专家来说是如此,对所有认识到数学史和文化史之间的联系是多么密切的人们来说更是如此……循着我们前辈们在建成的数学这样一座巍峨大厦中所从事的事业的历程前进,没有什么事比这个更令人高兴和具有诱惑力了”①.数学史的任务,就是还历史以本来面目,再现数学发展中“火热的思考”的真实过程即数学发展的原貌,为数学树立准确全面的形象.使公众了解数学、热爱数学.

5.加深对数学的理解——学好数学

由于数学的抽象的特点,其概念、方法和思想大都以抽象的形式出现,如何帮助学生理解接受并能掌握乃至应用这些数学概念、方法和思想,始终是数学教学中需要关注和值得探讨的问题.数学概念和方法形成的知识基础、实际背景、演化历程以及导致其演化的各种因素、发现过程中产生的思想和方法,对于学习、研究和应用数学的人来说,是至关重要的.新《课标》增加了不少适应时代需要的学习内容,使这方面的问题显得尤为重要和突出,数学史再现了发现的曲折过程和产生的思想方法,有助于学生了解数学的原始思考及其来龙去脉,帮助学生对抽象数学概念、方法和思想,获得真正的理解.学生可以从前人的探索与奋斗的曲曲折折中汲取教益,起到激发兴趣、启迪智慧的作用,提高学习数学的效率.

6.科学精神的培养

“科学技术是第一生产力”长期以来在相当广的范围内往往被单纯曲解为科学在物质层面应用,科技教育也常常被理解为科学知识的传授,这在很大程度上是受近代史上改良派“师夷之长以制夷”的实用主义科学观的影响.然而对社会的进步和人才的培养而言,更重要的是科学地对待事物的态度即科学精神的培养.科学精神的主要表现为探索求知、批判质疑、坚持真理、淡泊名利、追求真善美等等.数学发展史上有很多生动的事例和丰富的材料,展现了数学家们的科学精神,他们的事迹都是开展科学精神教育的很好的素材,能让学生体会什么是科学精神,怎样培养科学精神.

7.人的全面发展

不少有识之士认为,长期应试教育形成文科与理科的鸿沟,导致所培养的人才已经越来越不能适应当今自然科学与社会科学高度渗透的现代化社会.社会需要全面发展的复合型人才,恢复科学的人文面目,使科学与人贴近,已是当务之急.数学史涉及人类文化的方方面面,是一门文理交叉学科,在推进素质教育和通识教育方面,能起到文理沟通的作用.科学史的奠基者和创始人,美国著名学者乔治.萨顿(G.Sarto,1884~1956)说得好,科学史是自然科学与人文学科之间的桥梁,它能够帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象,从而全面的理解科学、理解科学与人文的关系.众所周知,北京大学以文科见长,但2000年秋就开始在全校不分文、理,不分年级开设数学素质教育通选课《数学的源与流》(2004年改为《数学的美与理》)②,不愧为国家最高学府之一,确有战略眼光.

8.人格塑造

乔治.萨顿特别强调科学史在促进教育改革与完成科学人文化两方面的重要作用,他曾深刻地指出:在任何学科中任何一个不知道它的历史概况的人是不能被承认为大师的……他应该熟悉他那一门科学的

①[英] J.F.斯科特著、侯德润、张兰译:《数学史》.广西师范大学出版社,2002年版.作者序.

前辈.这几乎是一种道义上的责任,我们可以把它和任何受过教育的公民有责任去了解他自己的国家的历

史相比.

伴随着科学的进步,人类社会也在不断地前进.每一次科学发现,都对人类的生活产生了相当的影响;每一次科学发明,都与那些向全人类贡献着自己聪明才智的科学家息息相关.今天人们常说“科学技术是

第一生产力”,实际上科学转化为物质生产力——技术,主要体现在物理、化学、生物等自然科学的应用上,而数学对这些科学来说,则是提供思想方法与工具.人文社会科学的发展,则是由生产力的发展所推

动的.从这一意义上来说,一部数学发展史,也正是人类创造文明、发展文明的历史.数学家们的辛勤劳

动与卓越贡献,正是人类社会发展史上最具耀眼光彩的一环.在群星璀璨的数学发展史上,数学家为了追

求真理,不畏险阻,站在“巨人的肩上”,不断超越,推动着数学的发展.而且,在漫长的数学发展道路上,数学家们为了发现和坚持真理,维护新知,敢于向传统旧势力挑战、蔑视教会权威,进行着艰难的探

索和奋斗、忍受了世人的曲解冷漠甚至习惯势力和宗教势力的迫害、忍受精神和肉体上的磨难,甚至不惜

以生命为代价——希帕索斯因发现2被扔进大海、希帕蒂娅的惨死、伽罗华与罗巴捷夫斯基所遭受的冷遇.罗素和怀特海的三大卷《数学原理》是近2000页满是符号的巨著,给他们两人带来莫大的声誉,但

十年拼搏的确使罗素产生一种“以监狱走出来的感觉”……他们生活的时代和国度以及所从事的研究领域

各不相同,但有一点是共同的,这就是对于科学执着的信念、不畏险阻、不畏强权地对真理不屈不挠的探

索与坚持、异乎寻常的勤奋、超乎常人的汗水、对社会的强烈责任感与献身精神、自身对物质享受与功名

利禄的淡泊.他们留给后世的不仅仅是其不朽的发现发明和理论体系,更重要的还有他们的精神和灵魂——数学家们人格的无穷魅力将永远是人类巨大的精神财富.当今,素质教育要求培养具有德识才学的通才,数学教育也承担着育人的使命.因此,通过对数学史的研究,在了解世界数学宝库中中外各国数学家令人

神往的成就的同时,数学前辈的奋斗历程和人格魅力也将起到榜样的教育作用,可以使学生心灵得到净化,意志和情操得到砥砺与提高.

9.正确认识个人的作用

进行数学创造的天赋是某种人的特征,但是这绝对是与辛勤劳动结合起来的.数学家是因发表出论述他们发现的著作而知名的人.数学发展史上许多重大的发明和发现是以数学家的姓名为标志的:欧几里得与《几何原本》、笛卡儿与解析几何、牛顿——莱布尼兹与微积分、罗巴捷夫斯基与非欧几何……重要的数学建树,仅来自少数杰出的数学家.美国著名数学史家克莱因说:“数学的每一个分支打上了它的奠基者的烙印,并且杰出的人物在确定数学的进程方面起决定性的作用”①、“数学和科学中的巨大进展,几乎总是建立在几百年中做出一点一滴贡献的许多人的工作之上的.需要有一个人来走那最高和最后的一步,这个人要能足够敏锐地从纷乱的猜测和说明中清理出前人的有价值的说法,有足够的想像力把这些碎片重新组织起来,并且足够大胆地制定一个宏伟的计划.在微积中,这个人就是Isaac Newton.”②这些富创造性的杰出人物能够别出蹊径,在前人的基础上集大成而创立新的理论体系.

但是,正如牛顿“站在巨人肩上”和克莱因认为任何较大的数学分支甚或较大的特殊成果,都不会只是个人的工作.充其量,某些决定性步骤或证明可以归功于个人、充满凝聚力的团体的力量和众多个人的贡献共同决定着事业的成就.……微积分是牛顿和莱布尼茨创造的,同样也是欧多克索斯、阿基米德和许多17世纪数学家的创造.在数学中,这一点显得特别突出:当一位数学家做出了创造性工作时,他的成功实际上是千百年来数学思想的结晶,凝聚了许多数学家的心血”.如果没有前人的知识作为基础,他们有不可能有这样的建树.正

①M·克莱因:《古今数学思想》(第1册),上海科学技术出版社,1979年版,序第1页.

如库恩科学革命的理论所描绘的,在科学理论的渐变阶段——量的积累阶段,是由众人进行的;而当量变积累到一定程度而形成的突变——科学的革命,则是由少数突出人物完成的.因此,在肯定杰出数学家功绩的时候,应该客观地看到其他人的贡献.所以,数学家帕斯卡(Pascal)说:“当我们援引作者时,我们是援引他们的证明,而不是援引他们的姓名”①.

杰出数学家有时候甚至会阻碍数学的正常发展,数学史上因此而造成的遗憾也不是一、两次:

集合论的创始人——乔治.康托尔的集合论一提出,便招来包括他的老师克罗内克在内一些权威们的极力反对,致使他的身体受到摧残,精神失常,晚年只能在精神病院中度过,并且在那里死去;挪威青年阿贝尔创立了阿贝尔积分,解决了法国著名数学家勒让德苦苦思索40年未曾解决的例题,却得不到当时的数学权威高斯、柯西甚至勒让德本人的支持,也使他在贫困中病殁;高斯因为罗巴切夫斯基的非欧几何著作,既私下在朋友面前高度称赞罗巴切夫斯基是“俄国最卓越的数学家之一”,却害怕有损自己的声誉而不准朋友向外界泄露他对

非欧几何的有关告白;罗巴切夫斯基的第一篇关于非欧几何的论文一问世,却遭到参加当日会议的学术造诣较深的专家西蒙诺夫等人的冷漠和反对;纳什用两篇论文创立了著名的纳什均衡,奠定了现代非合作博弈论的基石,却遭到他的老师冯·诺依曼的断然否定,在此之前他还受到爱因斯坦的冷遇……

应该说,任何科学领域内的大师,都有扶助后生、支持和鼓励新成果的义务.而上述情况发生的原因,综合起来有几点:一是自己思想上的守旧或受某些错误的学术观念和哲学思想的影响,不能理解这一发现的重要意义,反而采取了冷谈和轻慢的态度;二是一种自傲思想导致看不起从而不相信别人;三是怕承担风险影响自己作为权威的声誉和威望;四是甚至有一种争名夺利、疾贤妒能的自私心理……从历史唯物主义的观点来看,这也是正常的——历史上的杰出人物也有其局限性,具有对历史促进与阻碍两种作用.明白这一道理,作为数学领域中的前辈,就应该努力摆正自己的位置,坚持“真理面前人人平等”的数学精神,本着对人类的数学事业负责的态度,抛弃任何学术成见和私心杂念.后生则要本着“百花齐放、百家争鸣”的态度大胆地发表自己的创见.前辈则应当好伯乐、用虚心热情、客观冷静的的心态对待自己和别人的研究成果和评论,人人都应力争做数学事业前进的动力,尽可能避免自己成为阻力甚至成为历史的罪人.

10.增进民族自信心和责任感

中国数学有着最悠久的历史,14世纪以前一直是世界上数学最为发达的国家,出现过许多杰出数学家,取得了很多辉煌成就,其源远流长的以计算为中心、具有程序性和机械性的算法化数学模式与古希腊的以几何定理的演绎推理为特征的公理化数学模式相辉映,交替影响世界数学的发展.16世纪以后中国在数学乃至整个科学上远远落后于世界,经历了漫长而艰难的发展历程才渐渐汇入现代数学的潮流.我们常常以我国古代的造纸、火药、指南针和印刷术“四大发明”而自豪.的确,“四大发明”对人类科学与文明起到不可估量的作用.但是,一部不忍卒读的中国积贫积弱的近代史,正是西方列强运用我们发明的火药、指南针装备的坚船利炮轰开我国的国门而写下.这种数学乃至科学上由强到弱的历史演变过程,正是科学史上的“李约瑟难题”.多年来,由于教育上对科学史的遗忘,致使接受现代数学文明熏陶的我们,往往数典忘祖,对历史及其演变过程一无所知或知之甚少.所以,通过学习数学史,可以使我们了解中国古代数学的辉煌成就,提高民族自尊心与自信心;在缅怀先人成就的同时,不要躺在祖先的功劳簿上自我陶醉,应该深思中国近代数学落后的原因.以史为鉴,总结我国数学发展史上的经验教训、中国现代数学研究的现状以及与发达国家数学的差距,从中提炼有益的思想与方法.对于我们更自觉、更清醒地认识与把握今天以至将来数学科学与数学教育发展的方向,更明确、更有效地从事数学活动,同心同德,激发爱国热情,再创中华民族新的辉煌,振兴中华民族的数学科学事业,有着重要的意义与价值.我们常说,中国要成为二十一世纪的数学大国,这是一个美好的愿望.新中国成立半个多

世纪以来,我们的数学事业有了长足的发展,只看从事数学工作的人数,我国早就是数学大国.但是,如按参加历次世界数学家大会并提交重要论文的人次、提出重要的、有影响的数学思想和创见的人次,每千万人口中杰出数学家数这些指标来衡量,特别是局限在我国本土来看,就显得很不够了.换句话说,数学大国不等于数学强国,我们应立志成为数学强国.毛泽东说过:“中国应该对于人类有更大的贡献”.作为占世界人口四分之一的文明古国,这应该是在各个领域的一种责任——有的专家称为“大国心态”.我们不应该只是着眼于我国数学在世界上排名第几,更不能单从“奥数”比赛的名次来看问题,而应该考虑我们对人类的数学事业作了多少贡献.如果从这样的基点出发,我们的境界就会十分开阔,任务也更加艰巨.

以上,我们对课程改革理念下数学史的教育意义作了十个方面的归纳,意在说明数学史对于课程改革的重要性.本次课程改革对数学文化当然也包含数学史的高度重视,近年来,国内许多高等院校也相继在大学生中开设科学史课程,这是非常令人高兴的.因为这样就基础教育师资培养奠定了良好的基础.相信随着课程改革的进一步深入,数学史的教育意义将会得到更好的发挥.

数学史的教育魅力.docx

数学史的教育魅力 英国著名哲学家弗朗西斯?培根《论读书》中说过:“读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,科学使人深刻。”数学与历史的完美结合便是数学史!每一行都有自己的文化,数学的文化便是数学史!教师在数学教学过程中,不仅要对数学知识了如指掌,还要对数学知识的来龙去脉、前世今生有一定的了解,传授数学知识的同时,把一些重要的数学史介绍给学生,使学生掌握数学发展的基本规律,体会数学发展的曲折,感受数学家所经历的艰苦漫长道路。记得笔者小学一年级的时候,无法正确区分“0,1,2,…,9”和“一,二……九”,只能说“一,二……九”是“语文数字”,“0,1,2,…,9”是“数学数字”,根本不知道那叫“阿拉伯数字”,直到四年级的时候,有一次从别班窗口走过时,听到教室里老师说那是阿拉伯数字。现在回想起来,当时知识是多么残缺,多么苍白!数学史对学生了解数学知识的始末是何等重要!数学课堂要适时涉及数学史知识! 一、辉煌灿烂的中国数学 中国数学史能使学生了解数学发展的基本过程和来源,加强知识的理解,增强求知欲,培养爱国情操。原始时代,“上古结绳而之人,后世圣人易之以书契”标志着数的产生。河图洛书画的八卦实际上是最早的二进制。18世纪德国数学家莱布尼茨创立二进制时就是受八卦的启发,他承认自己只不过是重新发现了中国古代数学中的秘密而已。我国自有文字记载以来,一直是按十进制记数的,被马克思誉为“世界上最妙的发明之一”。比印度使用十进制要早一千多年!靠移动算筹进行运算,取得了辉煌的成就,赢得了中华民族素以计算见长的美誉。 开平方是一种非常重要的运算,其难度远超过四则运算和乘方。《九章算术》详细说明了开平方的方法、步骤,尤其可贵的是采用数形结合的方法,是数学史上首次的十进制的开平方法则,刘徽作了几何解释,并给出了彩色图解。魏晋时代(263年左右)数学家刘徽在我国数学上作出了杰出贡献:①倍边公式:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,显示了刘徽采用超越时代的极限方法来解决圆面积的计算问题,与牛顿―莱布尼茨创立的积分法的思想一致。②刘徽不等式:为了求出π的近似值,并估计误差的大小,刘徽用很巧妙的方法导出了一个有用的不等式――刘徽不等式。刘徽所采用的方法与1500多年以后德国数学家维尔斯特拉斯(1815―1897)提出的“单调数列必有极限”定理是完全一致的。③提出无理数“面”:只能求得近似值而求不出准确值的“不可得而定”之数叫做“面”。④刘徽定理,刘祖等幂等积定理。圆周率π:3.14159263,方程均xn+yn=zn没有正整数解(x,y,z),直到1995年5月被英国数学家怀尔斯用反证法证明了,期间悬滞了358年之久。 英国科学家伊萨克?牛顿(1643―1727)基于力学和德国哲学家、数学家莱布尼茨(1646―1716)基于几何,两人独立完成,提出微积分。微积分的创立使数学进入了新的发展阶段。1687年牛顿出版了科学巨著《自然哲学的数学原理》被爱因斯坦誉为“无比辉煌的演绎成就”。全书以微积分为工具,证明了行星运动(开普勒)三大定律、万有引力定律等极其重要的自然科学定律,把微积分也应用于流体力学,声学,光学,潮汐和宇宙体系。牛顿废寝忘食,专心于科学的故事有

融入数学史教学的几个教学案例

对于“体现数学的文化价值”的几点教学建议 课堂是学生学习数学知识的主要途径,在高中数学中融入数学史的教育体现了课程标准理念中的”体现数学的文化价值”。以下是我对融入数学史教学的几点建议。 【建议 1】复数概念学习中介绍复数的发展史 复数的学习是数的概念的又一次扩充,因为刚刚接触复数,很多学生感觉不易理解、无法接受,这时他们往往把原因归咎于自身的智力,甚至对自己的学习水平产生怀疑。如果能让学生了解他们遇到的困难也正是在 18 世纪困扰着当时的数学界的难题,他们遇到的困惑也以前同样困扰着很多伟大的数学家,那么通过还原历史的原貌,就能够使他们更加亲近数学,增强学习数学的信心。 在复数的教学中,老师能够指导学生利用图书馆、互联网搜集信息,了解数的发展历史,如:数学史上的三次危机、数的发展、数学家的故事等,在课外查找资料的过程本身就是学生的一个学习的过程,在课堂教学中能够先让学生用一、两分钟来讲历史上关于复数故事。下面是具体的设计内容: 把 10 分成两部分,使其乘积为 40 的问题,方程是 X (10-X) = 40 ,他求得根为5-15-和5+15-,然后说,“不管会受到多大的良心责备”,把5-15-和5+ 15-相乘得乘积为25-(-15),即 40。卡尔丹在解三次方程时,又一次使用了负数的平方根。卡尔丹肯定了负数的平方根的用处。数学家为此创造了“虚数”,以符号i 表示,并规定2 1i =-,-1 的平方根当然就是i ± 了。这样一来,负数开平方的难题就迎刃而解。这就是科学的创新精神。不过,用i 表示虚数的单位,却是直到 18 世纪著名的数学家欧拉提出的,这看似简单的符号却经历了两百多年才出现,这就是数学发展的艰辛历程。“实数”、“虚数”这两个词是由法国数学家笛卡尔在 1637 年率先提出来的。后人在这两个成果的基础上,把实数和虚数结合起来,记为a +b i 表的形式,称为复数。 在虚数刚进入数的领域时,人们对它的用处一无所知。实际生活中也没有用复数来表示的量,因而,最初人们对虚数产生怀疑和不接受的态度。18 世纪对于“虚数”的争论让很多数学家非常困惑,到 19 世纪仍然对此争论不休。对于 1-,柯西说:“我们能够毫无遗憾地完全否定和抛弃一个我们不知道它表示什么,也不知道应该让它表示什么的数”;哈密尔顿也置疑“在这样一种基础上,哪里有什么科学可言”;大数学家欧拉对于虚数概念也是不甚了了。在《代数学引论》中,他写道:“因为所有能够想象的数要么大于零,要么小于零,要么等于零,所以负数的平方根显然是不能包含在这些数之中的 ,所以我们必须说 ,它们是不可能的数……它们通常被称为想象的数,因为它们只存有于想象之中。有趣的是,对此抱否定态度的爱因斯坦,却恰恰是他先把复数使用到了物理学领域。 让学生了解这些史实,能够增进他们学习数学的兴趣与信心。 【建议2】古题新用,培养创新意识

浅谈数学史与初中数学教学的结合

浅谈数学史与初中数学课堂教学的结合 万州桥亭中学秦毅 内容摘要: 为了适应现代教育的需要,在现今的教育与教学过程中穿插一些数学史的有关轶闻趣事,能够激发学生对相关内容产生好奇心,活跃课堂气氛,调动学生学习数学的积极性。学习数学史,不仅是广大学生学好数学的有力帮助,而且是也是我们中学数学教师提高自身素养、更好的搞好教学工作所必需的。我们广大教师不仅要明白数学史的重要性,最根本的是要研究如何将数学史融合到教学当中,努力探索出一条新型的教学模式,以提高学生的数学能力和综合素质。 关键词: 数学数学史 一、引言 数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画,逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学史是研究数学科学发生发展及其规律的学科,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。 数学史研究已具有很长的历史,如何在数学教育中运用数学史的知识,充分发挥数学史的作用和价值则是当前数学教育改革面临的一个重要课题。1998年4月20日至26日,由国际数学教育委员会(ICMI)发起,在法国马赛附近的Luminy镇举行了题为“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会。张奠宙

教授在《重视“科学史”在科学教育中的应用》一文中指出:在数学教育中,特别是中小学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面。目前数学史在数学教育中的应用已经进入系统的研究阶段,并在一些国家和地区进行实践性的操作。我国的数学史研究,乃至科学史研究,已经拥有相当规模的队伍。但是,我们的研究似乎还没有注意到如何运用于教学过程,发挥它的应有效益。 现阶段,在一定程度上,我国中小学数学教育在世界上也算是一流的,也正因为如此,我国的数学才会取得举世瞩目的成就,涌现了一大批优秀的数学家。在中学数学教学中,使学生深刻理解数学基础知识、牢固掌握数学基本技能、提高学生运算能力、思维能力和空间想象能力等方面,我们都有非常成功的经验,也取得了相当多的成绩。近年来,我国数学教育界在提高学生运用数学知识分析问题和解决问题的能力方面也极其重视,并且以探索出了许多成功经验。我国学生在国际数学奥林匹克竞赛中连年取得佳绩、在国际水平测试中名列前茅,这些都是我国数学教育水平高的有力证据,我国数学教育水平高的另一个证据是,在第三次国际数学和科学研究的测试中,深受中国传统文化影响的亚洲参加国的测试成绩遥遥领先于其他国家。因此,中国中小学数学教育的高水平成绩绝不是偶然的,是有厚重的历史积淀的,是几代、十几代数学教育工作者辛勤劳动、共同的结晶,是应该充分肯定的。但是对于现行教育体制中存在的问题,我们也是应该予以正视的。就在我们的教育界为上述的成就感到欢欣鼓舞时,社会上也存在着另外一种不同的声音“现行中小学数学课程处于一种十分尴尬的局面。一方面,我们现行的中小学数学内容一些学生学不好,学不了,成为数学学习上的失败者;另一方面,很多有价值的内容我们的学生没有机会接触,特别表现在数学思考方法、

学习数学史的意义

学习数学史的意义 一、学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科 《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 二、学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 三、学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11——“中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执着追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多着名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利着名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所着《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与着名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。 体会一:懂得历史:从欧几里得到牛顿的思想变迁

浅谈'数学史'的教育意义

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

浅谈数学史在中学数学教学中的应用

浅谈数学史在中学数学教学中的应用 摘要:本文主要讨论数学史在中学数学教学中的应用,数学史在中学数学教学的意义,原则方法及其怎样才能在中学数学教学中更好的渗透数学史。为今后更好的把数学史融入到中学数学教学当中,使学生们更加有激情的学好数学做好准备。最后分析了当前影响数学史在中学数学中的概况以便更好的、有效的应用到其中。 关键词:数学史;中学数学;教学 自1972年数学史与数学教育的关系国际小组成立以来,数学史的研究在国内外受到了高度的重视,尤其在国内,新课程标准的颁布奠定了数学史在课堂教学中的重要地位。很多教育研究者从不同的角度和层面对数学史进行了研究,其中对数学史的意义及作用、教师数学史知识的研究比较多。但是,对于如何将数学史与初中数学课堂教学整合,直接应用数学史的内容比较少,有的只是后边的阅读。基于此现象本文主要编写数学史融入初中数学教学中的应用及其相应的意义。数学史是研究数学概念、思想和方法的起源与发展,及其与社会政治、经济、文化的联系的一门学科.数学史不单单是数学成就的编年纪录,人类对数学的认识史,它也是数学发展对社会生产、政治、科技、军事、文化的关系史,同时还是一部数学思想的发展史。数学史在数学教育中的应用一直是人们关注的重要研究课题之一.在数学课程改革背景下,数学史在激发学生学习兴趣、培养学生数学思维等方面的教育价值逐渐被人们所认同,但是在实际教学中数学史的应用却十分有限,或只停留于单纯加入和简单介绍的层面。但是随着课程标准的改革中的要求数学史融入中学数学教学更加受到了人们的广泛关注。 1.数学史融入中学数学教学的背景 数学史在数学教育中的重要性已普遍被人们所认同,而怎样借助数学史来使数学教学活动得到改善和优化,成为数学家、数学教育家、数学史学家等所关注的新问题.因此,为了促进数学史教育价值的实现,为了加强国际间

初中数学教学中融入数学史的意义与建议

初中数学教学中融入数学史的意义与建议 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

初中数学教学中融入数学史的意义与建议 郑小瑞 摘要:数学史是研究数学的发生、发展过程及其规律的一门学科,它研究的主要对象是历史上的数学成果和影响数学发展的各种因素,探索前人的数学思想,借以指导数学的进展,并预见数学的未来。我国数学家吴文俊说过: “数学教育和数学史是分不开的。”学习一些数学知识,可以使同学们了解数学的发展轨迹,更好地体会数学概念所反映的思想方法,感受数学家们刻苦钻研和勇于开拓的精神,这对开阔视野,启发思维以及学习和掌握数学知识都大有益处。 关键词:数学史数学教学 一、引言 数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画,逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学史是研究数学科学发生发展及其规律的学科,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。 数学史研究已具有很长的历史,如何在数学教育中运用数学史的知识,充分发挥数学史的作用和价值则是当前数学教育改革面临的一个重要课题。1998年4月20日至26日,由国际数学教育委员会(ICMI)发起,在法国马赛附近的Luminy镇举行了题为“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会。张奠宙教授在《重视“科学史”在科学教育中的应用》一文中指出:在数学教育中,特别是中小学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面。目前数学史在数学教育中的应用已经进入系统的研究阶段,并在一些国家和地区进行实践性的操作。我国的数学史研究,乃至科学史研究,已经拥有相当规模的队伍。但是,我们的研究似乎还没有注意到如何运用于教学过程,发挥它的应有效益。 现阶段,在一定程度上,我国中小学数学教育在世界上也算是一流的,也正

学习数学史的感受

学习数学史的意义——听刘教授讲《数学史》的感受数学的各个分支是一个有机的整体,大部分数学概念的形成并不是偶然的,现在数学的分支越来越多,到现在已经没有人能够深入研究到数学的各各方面,通过数学史,可以对数学概念的来龙去脉有所了解,也可以对整个数学有个全局的了解。从基础教育课程改革的状况来看,很多数学老师还是在进行数学教学时,经常把有关的数学史知识省略不讲,这就极大的忽视了数学史对中学数学的促进作用。如果我们能在数学课程中对学生进行数学史教育,并通过挖掘数学史的文化价值进行教学,让数学文化的魅力真正渗入教材、到达课堂、溶入教学中,数学就会更加平易近人,数学教学就会通过历史文化让学生进一步理解数学、喜欢数学、热爱数学。那么什么是数学史呢?我们要理解数学为什么要先了解数学的历史呢?学习数学史对我们学习数学有什么意义呢?下面我从以下几个方面谈谈: (一)数学史的科学意义 每一门科学都有其发展的历史,作为历史上的科学,既有其历史性又有其现实性。其现实性首先表现在科学概念与方法的延续性方面,今日的科学研究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发展,或者是对历史上科学难题的解决,因此我们无法割裂科学现实与科学史之间的联系。数学科学具有悠久的历史,与自然科学相比,数学更是积累性科学,其概念和方法更具有延续性,比如古代文明中形成的十进位值制记数法和四则运算法则,我们今天仍在使用,诸如费尔马猜想、哥德巴赫猜想等历史上的难题,长期以来一直是现代数论领域中的研究热点,数学传统与数学史材料可以在现实的数学研究中获得发展。国内外许多著名的数学大师都具有深厚的数学史修养或者兼及数学史研究,并善于从历史素材中汲取养分,做到古为今用,推陈出新。我国著名数学家吴文俊先生早年在拓扑学研究领域取得杰出成就,七十年代开始研究中国数学史,在中国数学史研究的理论和方法方面开创了新的局面,特别是在中国传统数学机械化思想的启发下,建立了被誉为“吴方法”的关于几何定理机器证明的数学机械化方法,他的工作不愧为古为今用,振兴民族文化的典范。 科学史的现实性还表现在为我们今日的科学研究提供经验教训和历史借鉴,以使我们明确科学研究的方向以少走弯路或错路,为当今科技发展决策的制定提供依据,也是我们预见科学未来的依据。多了解一些数学史知识,也不会致使

论数学史的教育价值 正文版

论数学史的教育价值 The educational value of Mathematics History 专业:数学与应用数学作者: 指导老师: 二○一四年五月

摘要 数学史是穿越时空的数学智慧,数学的发展史给我们呈现了一幅源远流长、日新月异的画卷。学习数学史能使我们获得思想上的启迪和精神上的陶冶,有利于激发学习数学的兴趣、帮助我们理解数学、加深对数学的认识,有利于学生和老师形成正确的数学观,有利于培养学生的数学思维和方法,有利于从数学发展的本质对数学教育提供理论指导。数学史也是数学课程不可缺少的组成部分,在数学教学中融入数学史教育,不仅能体现数学知识、数学思想方法的价值,也能体现情感、态度、价值观方面的价值。只有把数学史中数学思想方法的发展过程和学生学习数学过程中的认知变化过程相结合,才可以体现数学史的教育价值。著名数学家M.克莱因认为:“每一位中学和大学数学教师都应该知道数学史,有很多理由,但最重要的一条理由或许是,数学史是教学的指南。” 数学史具有多方面的教育价值:它有利于激发学生学习数学的兴趣;有利于对学生进行爱国主义教育;有利于帮助学生理解数学及培养数学思维方法;有利于辩证唯物主义世界观的形成;有利于提高学生的美学修养。 关键词: 数学史数学教育数学史教育价值

[空一行黑体小三号] Abstract [空一行黑体小四号] Based on adding Lipchitz condition, we prove the high dimensional implicit function theorem using Picard iterative, which provides another proof of it. Furthermore, we obtain a method for the approximate explicit expression of implicit function. Keywords: Picard iterative method; implicit function theorem; Lipchitz condition [注: 以上英文摘要部分的字体都是Times New Roman, 且每一段开始都需空四个英文字符, Abstract为加粗小三, Keywords为加粗小四, 其余小四, 关键词之间用分号隔开, 关键词首写字母不大写(专有名词除外)]

初中数学教学中融入数学史的意义与建议

初中数学教学中融入数学史的意义与建议 郑小瑞 摘要:数学史是研究数学的发生、发展过程及其规律的一门学科,它研究的主要对象是历史上的数学成果和影响数学发展的各种因素,探索前人的数学思想,借以指导数学的进展,并预见数学的未来。我国数学家吴文俊说过: “数学教育和数学史是分不开的。”学习一些数学知识,可以使同学们了解数学的发展轨迹,更好地体会数学概念所反映的思想方法,感受数学家们刻苦钻研和勇于开拓的精神,这对开阔视野,启发思维以及学习和掌握数学知识都大有益处。 关键词:数学史数学教学 一、引言 数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画,逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学史是研究数学科学发生发展及其规律的学科,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。 数学史研究已具有很长的历史,如何在数学教育中运用数学史的知识,充分发挥数学史的作用和价值则是当前数学教育改革面临的一个重要课题。1998年4月20日至26日,由国际数学教育委员会(ICMI)发起,在法国马赛附近的Luminy 镇举行了题为“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会。张奠宙教授在《重视“科学史”在科学教育中的应用》一文中指出:在数学教育中,特别是中小学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面。目前数学史在数学教育中的应用已经进入系统的研究阶段,并在一些国家和地区进行实践性的操作。我国的数学史研究,乃至科学史研究,已经拥有相当规模的队伍。但是,我们的研究似乎还没有注意到如何运用于教学过程,发挥它的应有效益。 现阶段,在一定程度上,我国中小学数学教育在世界上也算是一流的,也正因为如此,我国的数学才会取得举世瞩目的成就,涌现了一大批优秀的数学家。在中学数学教学中,使学生深刻理解数学基础知识、牢固掌握数学基本技能、提高学生运算能力、思维能力和空间想象能力等方面,我们都有非常成功的经验,也取

数学史知识融入课堂教学的意义

数学史知识融入课堂教学的意义 数学史作为数学文化的重要历史资源,蕴藏着丰富的哲理和理论内涵,展现了人类追求真理,勇于创新,献身科学的拼搏精神,对人类研究数学、掌握数学、创新数学等方面具有深远的意义和积极的影响。数学新课程标准中提出要“体现数学的文化价值”这一基本理念,深刻揭示了数学史在数学教学过程中的重要作用。如何体现数学的文化价值,我认为将数学史与数学教学适度融合是一个重要的、有效的方法。在课堂教学中融入数学史有助于学生深刻理解数学知识,有助于学生掌握数学思想方法树立正确的数学观,提高数学应用意识。因此,作为课堂教学主导者的数学教师应该选择适当的方式将数学史知识融入课堂教学,使数学史在课堂教学中发挥积极的作用。 一、在教学中引入数学史可以激发学生的数学学习兴趣 传统的数学课堂中往往通过严谨的推理,重复性的练习等巩固数学知识,这种教学方式存在缺乏人性化、与生活脱节等问题,影响了学生学习数学的兴趣。学生在课堂上感受不到学习的愉悦,从而厌倦数学,畏惧数学,对学习数学失去信心,最后导致放弃学习数学。由于学生对新鲜事物所具有的好奇心,数学史知识的引入则可以集中学生的注意力、激发学生的求知欲望、调动学生学习的积极性,有效改善数学课堂教学气氛,收到良好的教学效果。

例如在新课教学中,课题的引入是一个重要的环节,引入的方法灵活多样的。如果课题的引入符合学生的认知发展规律,贴近学生的最近发展区,则有利于学生对新知识新内容的接受,反之对学生有消极的影响。在教学中利用数学史引入课题,可以引起学生的注意力,调动学生的求知欲,起到良好的教学效果。如在学习等比数列前 n 项和的公式时,可以将著名的棋盘问题来引入课题;再如在教学过程中适时介绍一些著名数学家的成长轶事、源自日常生活的数学名题、在自然科学中被精彩运用的数学知识等数学史知识,都可以使学生与数学的“亲近感”,减小学生与数学“距离感”,消除学生对数学的“畏惧感”,进而激发学生学习数学的兴趣,积极参与到课堂活动中去。 二、在教学中引入数学史可以帮助学生更好的理解数学 数学与生活的严重脱节,使多数学生都认为数学远离生活,在生活中并无实用价值,只是数学家们抽象思维的产物,数学的学习仅仅为了应付考试。如果在课堂教学中引入数学史的知识,可以让学生认识到数学与人们生产生活是息息相关的学科,是人类在认识自然、改善自然的过程中慢慢发展起来的学科。经过了各个时期的数学家们的不断钻研,使得现在的数学体系得以完善和发展。通过对数学史有关知识的学习与了解,则可以在教学中把数学概念的演变过程和数学方法的应用实例呈现给学生,不仅有助于加深学生理解概念和方法,更有助于学生全面、系统的掌握数学知识内容。 例如,在学习对数时,教师往往只是介绍对数式与指数式的

数学史的教育价值与具体应用_1

数学史的教育价值与具体应用 数学史与数学研究的各个分支、社会史、文化史的各个方面都有着密切的联系,下面是小编搜集整理的一篇探究数学史的教育价值与具体应用的论文范文,欢迎阅读查看。 随着数学、科学技术和社会的发展,人们对数学有了越来越深刻的认识,对数学和数学教育、数学史与数学教育的关系有了越来越深刻的认识,对数学教育取向的数学史研究及其教育价值的发挥也越来越重视。本文就数学教育取向的数学史的学科性质,它与数学教育的密切联系,怎样通过数学史学习加强数学教育、发挥数学史的教育价值,以及融数学史与数学教学中存在的困难和问题做初步探讨。 1、数学史的学科性质 数学史是研究数学发展历史的学科,是数学的一个分支,也是科学史下属的一个重要分支。数学史与数学研究的各个分支、社会史、文化史的各个方面都有着密切的联系。数学史研究数学原理、概念、思想和方法等的起源与发展,及其与社会、政治、经济和一般文化、教育的联系,它不仅追溯数学原理、概念、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。数学史的研究对象不仅包括具体的数学内容及其发展的历史分期,而且涉及历史学、哲学、文化学、教育学、宗教学等社会科学与人文科学内容。因此,数学史是一门综合性、交叉性学科。 本文所指的数学史,不是那种为历史而研究历史的纯数学史,而

是为教育而研究历史的数学史,也就是数学教育取向的数学史,其关注点侧重于以对数学发展作出贡献的着名历史人物的可歌可泣的、丰满鲜活的数学创造事迹为载体,追溯数学原理、概念、思想和方法的演变、发展过程,探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学发展对人类文明所带来的影响。 2、数学史的教育价值 数学是历史最悠久的人类知识领域之一。从远古屈指计数到现代高速电子计算机的发明,从量地测天到抽象严密的公理化体系,在五千余年的数学历史长河中,重大数学思想的诞生与发展确实构成了科学史上最富有理性魅力的题材。与自然科学相比,数学更是积累性科学,其概念和方法更具有延续性。数学已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形成现代文化的主要方面。因而,数学史是从一个侧面反映的人类文化史,又是人类文明史的最重要的组成部分。许多历史学家也通过数学这面镜子,了解古代其他主要文化的特征与价值取向。 数学科学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文明的重要力量。对于每一个希望了解整个人类文明史的人来说,数学史是必读的篇章。可以说不了解数学史就不可能全面了解整个数学科学。数学史在整个人类文明史上的这种特殊地位,是由数学作为一种文化的特点决定的。数学史无论对于深刻认识作为科学的数学本身,还是全面了解整个人类文明的发展都具有重要意义。 数学史在数学教育中的重要作用早在19世纪就已经被一些西方

数学史论文有关数学史的论文数学发展史论文 (1)

数学史论文有关数学史的论文数学发展史论文 用好数学史教好数学课 【摘要】初、高中和大学阶段的数学史教育应体现不同的侧重点。在利用数学史进行爱国主义教育时,应谨防一些片面看法和简单做法。 【关键词】数学史教育;学习兴趣;数学思维;爱国主义教育 “数学史主要研究数学科学发生发展及其规律”,由于数学是一门积累性很强的学科,“研究与学习数学史,可以……研究数学科学发展的规律与文化本质,帮助我们掌握数学的思想、方法、理论和概念,认识数学科学与人类社会的互动关系”。如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分的认可。但是,有关数学史的教学中仍有一些问题值得继续探讨,例如学校教学各阶段对数学史教学的侧重点以及容易出现的一些“片面看法和 简单做法”等。以下提出本人对这些问题的粗浅看法。 一、学校教学各阶段的侧重点 一般来说,数学史教育的作用主要有:1。提高学生学习数学的兴趣;2了解数学结论的来历;3。启发学生的数学思维;4。培养学生的良好品质如吃苦耐劳精神、爱国情操等 根据初中学生的年龄特点和接受能力,初中阶段的数学史教育应更多地注意趣味性。初中生的逻辑和自控能力没有发展成熟,数学教学内容、体系也不严密,因此,在初中阶段的数学史教育应更注重通过数学史培养学生的学习兴趣和良好的思想品质。即突出数学史教育的外在功能。例如,“负数的产生”其重要原因之一即解方程的需要,

但在学科发展历史中虽然经历了长时间的曲折但“负数”这一概念仍不能为人们接受,因此在教学处理上就吸取了教训,不以解方程人手而从“表示相反意义的量”人手引入负数(可参看初一年级上册的有关数学教材),从这样的历史背景出发,教学中就应提供大量的直观背景和现实模型以使小学刚升初中的学生在趣味中理解“一”号的现实意义。 高中阶段的数学史教育应将重点放在了解数学结论的来历和启发学生的数学思维上。高中数学内容的逻辑性较强,知识体系也渐趋严密,对于某些抽象程度较高的数学知识(如虚数、极限等),如果缺乏一定的背景材料,不但会给学生造成理解上的困难,也会让学生有“天外来物”的困惑感。数学教师如果能够围绕知识结论的本质,将其发生、发展的过程给学生做以介绍,对学生理解这些知识一定大有帮助;另外,高中数学中存在着大量可以启发学生逻辑思维的历史材料,且高中学生正处于逻辑思维发展的重要时期,因此,利用这些历史材料,不仅能启发学生思维,而且还可以提高学生思维能力、培养学生的创造能力。例如,欧洲文艺复兴时期天文学的兴起使得人们遇到了繁杂的数值计算,“对数”的发明以其节省脑力而“延长了天文学家的寿命”,那么,对中学教学内容的处理就可以围绕指数和对数的本质联系来进行,突出对数运算能有效地将三级运算(乘方与开方)转化为二级运算(乘法和除法)、二级运算转化为一级运算(加法与减法)的转化思想。

新课标下考数学史与初中数学的整合试备课讲稿

新课标下数学史与初中数学的整合 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。在对数学内容的学习过程中,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,还进而包括理解科学、技术与社会之间的关系,尝试科学教育与人文教育的融合。 一、在新一轮中学数学课程改革中,数学史首先应被看作理解数学的一种途径 1、认识数学的发展规律,了解榜样的激励作用,减少学生走数学学习的“弯路”。 数学史让我们认识数学发展的规律,了解昨天,指导今天,预见明天。从前人研究数学的经验教训中获取鼓舞力量,以指导和推动我们今天的数学学习和研究,少走弯路。平时的教学中,要结合数学史教育,把精力用在基础知识的学习和基本技能的提高上,多做一些有意义的探究活动,以适应新课改学习方式的需要。 许多大数学家在成长过程中遭遇过挫折,不少著名数学家都犯过今天看来相当可笑的错误,介绍一些大数学家是如何遭遇挫折和犯错误的,不仅可以使学生在数学方法上从反面获得全新的体会(这往往能够获得比从正面讲解更好的效果),而且知道大数学家也同样会犯错误、遭遇挫折,对学生正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的自信心会产生重要的作用。数学思想形成中的曲折与艰辛以及那些伟大的探索者的失败与成功还可以使学生体会到,数学不仅仅是训练思维的体操,也不仅仅是科学研究的工具,它有着丰富的人文内涵。 2、了解数学理论发展的历史背景,加深理解数学理论、公式、定理和数学思维。 一般说来,历史不仅可以给出一种确定的数学知识,还可以给出相应知识的创造过程。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,而不仅仅是教科书中那些千锤百炼、天衣无缝,同时也相对地失去了生气与天然的、已经被标本化了的数学。从这个意义上说,历史可以引导我们创造一种探索与研究的课堂气氛,而不是单纯地传授知识。它既可以激发学生对数学的兴趣,培养他们的探索精神,而历史上许多著名问题的提出与解决方法还十分有助于他们理解与掌握所学的内容。写在书本上的数学公式、定理、理论都是前人苦心钻研经过无数次的探索、挫折和失败才形成的,是在当时社会生产、人们的哲学思想、数学家的独创精神联系在一起的活生生的数学。但是,我们从书本的条文上,已看不到数学成长、发展的生动的一面,而只看到数学家的浓缩的形式,这就妨碍我们对这些数学理论的深刻理解。如在七年级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。 3、抓住数学历史名题,丰富教学内容,展现学习数学新途经。 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,从而极大地调动学生的积极性,提高他们的兴趣。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与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,或许这个问题还难住了许多有名的人

谈数学史融入新课程的意义和教育价值

[初中数学论文] 谈数学史融入新课程的意义和教育价值 新的《数学课程标准》要求:“学生通过数学文化的学习,了解人类社会发展与数学发展的相互作用,认识数学发生、发展的必然规律;了解人类从数学的角度认识客观世界的过程;发展求知、求实、勇于探索的情感和态度;体会数学的系统性、严密性、应用的广泛性,了解数学真理的相对性;提高学习数学的兴趣.”提出学生在理解数学的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面都要得到进步和发展,作为学生数学学习的重要资源,教科书也应当承担向学生传递数学文化的重要职责.数学史知识对于数学教学的意义重大.现就本人第一年任教浙教版七年级数学新教材以来的的实践和感受谈谈数学史融入新课程的意义和教育价值的一些看法. 俗话说:读史使人明智.数学的历史,就如同人类的文明史一样源远流长,由结绳计数的源头萌芽,伴随着人类的实践活动,逐步成长为分门别类的参天大树,数学发展的历史长河为人类积累了宝贵的科学文化财富. 一、数学史融入初中学数学新课程的意义 在初中数学课程中,数学史首先被看作理解数学的一种途径.也是体验人类智慧的途径.新课程对于数学史的把握更科学和更理性. 义务教育阶段各科课程目标都围绕三个基本方面:知识与技能,过程与方法,态度情感价值观,对于理科课程,还进而包括理解科学、技术与社会之间的关系,尝试科学教育与人文教育的融合. 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与影响进而揭示其人文价值,都有重要意义。新教材通过融入数学史,使学生对数学产生亲近感,将他们引领入数学世界. (1)数学史知识的教学可使学生更深刻地理解数学知识. (2)数学史知识的学习可增加学生学习数学的兴趣. (3)数学史知识可使学生更牢固地掌握数学知识,它不仅可使学生将已学习过的新知识和前面的旧知识联系起来,同时也可使学生在脑子里将学习过的零散的新知识连接到一块儿,从而使新的认知结构更加严密、有条理,使学习的知识不容易忘记. (4)数学史知识可以使学生学会如何应用数学知识,撩拨他们心中的火苗,拨动他们求知的心弦. (5)数学史知识可以增强学生学习数学的信心,激励他们奋发图强,增进学习情趣,陶冶学习情操. 二、数学史融入新课程的教育价值

论数学史的教育价值1

论数学史的教育价值 摘要:数学史是研究数学科学发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。融合数学史教育于中学数学教育中,对于揭示数学知识的现实来源和应用,引导学生体会真正的数学思维过程,激发学生对数学的兴趣,启迪学生的思维,培养探索创新精神及了解数学文化的多元化意义、养成良好的数学品质和爱国主义情感都具有重要意义。 关键词:数学史;中学数学教育;数学文化;价值;数学品质 从数学史上的五朵金花谈起 在数学女王的王冠上闪烁着数学史上的五朵金花,它们就是,,,1,0e i π。这是五个神奇而美妙的数字,因为它们中的每一个都具有特殊的数学史意义,欧拉(Euler )是我们所熟知的大数学家,在各个数学领域里几乎都有以他名字命名的“欧拉公式”,我们知道在复变函数论里有一个占有非常重要地位的欧拉公式:cos sin ix e x i x =+[1],e 是自然对数的底,i 是虚数单位。它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系。 为了更好地讲述数学史上的这五朵金花,我们先来对上述公式作一个证明:c o s s i n ix e x i x =+的证明: 因为23411! 2!3!4!x x x x x e =+++++ ,246cos 12!46!x x x x =-+-+ , 3 57s i n 3! 5!7!x x x x x =-+-+ ,在x e 的展开式中把x 换成ix ,且 21i =-,3i i =-,41i =,…, 便有 23 4 2 4 6 3 5 7 1(1)()1!2!3!4!2!46!3!5!7!ix ix x ix x x x x x x x e i x =+--++=-+-++-+-+ 所以cos sin ix e x i x =+。若将公式里的x 换成x -,又可得到:cos sin ix e x i x -=-,然后采用两式相加减的方法得到:sin 2ix ix e e x i --= ,cos 2ix ix e e x -+=[1]。我们把这两个 公式也叫做欧拉公式。 当x π=时,就有10i e π+=,这个恒等式叫做欧拉恒等式公式,它是数学里最令人着 迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数字联系到了一起:两个超越数:自然对数的底e ,圆周率π;两个单位:虚数单位i 和自然数的单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0。这就是数学史上五朵金花的来历,数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看他而不能理解它。

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