看细雨湿衣,听闲花落地

2009-02-22 09:14乔爱萍
中国教师 2009年20期
关键词:负数数学史数学家

乔爱萍

在深层次上,一个人数学文化的修养,往往比数学知识和数学技能的拥有更能反映人才的质量。课堂教学中,教师不仅要传授科学形态的数学知识,还有责任传授文化形态的数学知识,这种观点已成为人们的共识。如何在课堂教学中践行并彰显数学的文化本性?笔者不揣浅陋,谈一些个人的见解。

一、重视数学观念的浸濡

数学观念是一个人数学文化的外显形式之一,是人们对数学对象或数学过程本原的认识,以及用数学的思维方式去考虑问题、处理问题的自觉意识或思维习惯。数学观念虽具有模糊性与内隐性,却广泛支配着人们对数学知识的应用,数学文化渗透的一个重要方面是数学观念的濡染。可以说,一个人所学数学知识的能动性空间有多大,关键取决于其是否形成了相关的数学观念。

有人曾经做过一个有趣的实验:让高一新生(全班中考数学成绩大致分布在75-95分,满分120分卷)解方程(x+1)2+2=0和(x+1)2-2=0,全班50人中除去做错的,竟有33人在展开后用判别式和求根公式求解。

这个实验中,学生思维的机械程度到了让人吃惊的地步,已经完全看不见学生鲜活的个性化智慧,只有呆板的程序化操作。试问,学生没有搞懂解方程的核心思想与解法的意义,平时对学生的大量题海训练能有什么价值?

“应试教育”的高压,使得一些教师的教学眼光近视,急功近利之心迫切,教学的重心常朝着教学程序的末梢转移。事实上,当学生学习一个新知识时,教师恰恰应该多花些时间,让学生了解为什么要学习这一知识,让学生深刻体会数学新概念与新方法的形成过程。而压缩概念的产生过程、过分延长题型的训练时间,势必剥夺了学生从感性认识到理性认识的感悟过程,学生将不能在真正意义上实现知识的自主建构,他们对知识的理解便是“只见深山不见林”,在运用知识时当然难以有自己的创见。事实表明,这样的教学对一个人形成数学观念的作用是微乎其微的,其结果很可能培养出大量无知无识的平庸之辈。

二、重视数学眼光的培养

“哥尼斯堡七桥问题”的解决过程、非欧几何的发现过程、笛卡尔的解析几何的创建过程,无不让我们窥见到数学家们的共同天性,即研究数学时少有利益驱动,更多的是对解决问题近乎本能的苛求——追求简易,追求美,追求对事物本质的揭露。正是一代又一代数学家遗传下来的这种求全求美的精神,才有了今天庞大的、林林总总的数学分支。

课堂上培养学生的数学眼光,体现在要透过数学结论性知识的传递,在如何对具体问题进行数学式的观察、解释、表述、抽象、概括,如何用审美的眼光在对问题删繁就简上给出示范,与学生一起体悟数学的理性精神,一起欣赏数学的雅致美丽。如,对已知条件的删繁就简(简单即真),对例题解题过程的不断改进(追求简易、追求本质),对一些形异质同题目的本质揭示过程(学会抽象),等等,都是极好的数学文化浸润过程。

同样是讲解一道数学题,是以直接展示解法为目的,还是让学生像数学家那样经历猜想、假设、检验、证明、修正等过程,体现的是不同的教学观。而后者无疑浸透着浓郁的数学文化色彩。老子说:“图难于易,为大于细。”教师若能注意从小处着眼,抓住教学中的一些小情境,小中见大,培养学生数学式地看问题的眼力,那么,日后即使成不了数学家,这种自觉流淌出来的思维习惯,对学生而言,也将是一笔受用不尽的宝贵财富。

三、重视挖掘数学史的教育价值

1了解数学史对教师把握教材具有指导意义

19世纪德国生物学家海克尔提出过著名的生物发生学的定律——“个体发育史重蹈种族发展史”。M·克莱因认为:“数学发展史的顺序是教学的优秀指南……如果大数学家在进行某些创造时遇到困难,我们的学生也必会碰到。”

上述观点可以帮助教师预见到学生学习困难之所在,设计更切合知识生长的恰当的问题情境。如,如果教师了解了数学家花了1000年才提出了负数概念,又花了1000年才接受负数概念,那么,教师在讲授负数概念时,就会尽可能把教学人性化,对学生就会少一些苛求,多一些理解。在初次教学时,就会舍得花大气力,尽量多举一些生活中的实例,以增加学生的感性知识,让学生逐步地体味出负数概念。

再比如,了解了微积分的发展史,教师就可以较好地理解新课程的“无极限导数引入”的处理方法。新课程的导数引入,避开了极限理论作铺垫,直接从变化率入手,这是“强调本质、注意适度形式化”的结果,这是和数学史中微积分的形成顺序相一致的。事实上,微积分由牛顿、莱布尼兹建立到成为完善的科学体系,历经一百多年之久。当时困扰这些大数学家的无穷小量问题,对于今天的学生来说,肯定也是一道难与逾越的坎。根据“个体发育史重蹈种族发展史”这一原理,这一设计易被高中学生接受。

2利用数学史创设问题情境

众所周知,“问题是数学的心脏”。数学始终是围绕着发现问题与解决问题展开的,没有什么能比在学生思维的最近发展区设计学生的“学之困”问题,更能调动学生的学习积极性了。而这些引起认知冲突的问题,在数学史中有丰富素材。

比如,虚数最初起源于法国人舒开在解一元二次方程4÷x2=-3x中出现的负数开平方的问题。教师可以把数学史的这一问题原生态地摆在学生面钱,通过学生在解方程中出现的悖论,通过师生对这一悖论的共同解决过程,让学生体会到数学家在碰到这些问题时矛盾而挣扎的心路历程,在复数概念水到渠成地建立时,学生将学到数学式思考问题的方法。

数学文化之于课堂,正是“细雨湿衣看不见,闲花落地听无声”,无处不在而又需要教师细细咀嚼,静心品味。新课程理念下的数学课,如何上出数学的文化味,值得每个一线教师反复思量,刻意追求。

(责任编辑:乐闻)

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