注重“數學思想”的教育研究

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中數學 來源: 高中學習網


  【摘要】本文闡明了“數學思想”教育研究的重要意義,介紹了“數學思想”的分類,詳細地論述了三種“數學思想”的內涵、特點和教育功能,提出了“數學思想”教育研究的相關建議。

  【關鍵詞】數學理性思想,數學求真思想,數學創(chuàng)新思想

  一、數學思想的內涵和分類

  數學思想是幾千年數學探索實踐所創(chuàng)造的精神財富。根據數學哲學的近代研究,所謂數學思想指的是數學活動中的價值觀念和行為規(guī)范。數學思想的內涵十分豐富,主要有數學創(chuàng)新思想、數學求真思想、數學理性思想、數學合作與獨立思考思想等。限于篇幅,本文重點僅就其中三種數學思想進行論述。

  二、“數學思想”教育研究的重要意義

  日本數學家米山國藏指出:多數學生進入社會后,幾乎沒有機會應用他們在學校所學到的數學知識,因而這種作為知識的數學,通常在學生出校門后不到一兩年就忘掉了,然而不管人們從事什么業(yè)務工作,那種銘刻于大腦的數學思想卻長期在他們的生活和工作中發(fā)揮著重要作用。

  為便于進行“數學思想”的教育研究,本文圍繞“數學思想”的內涵、分類、特點和功能等問題作些基礎工作。

  三、數學創(chuàng)新思想

  1.創(chuàng)新思想的概念

  結合新情況、尋找新思路、解決新問題、創(chuàng)立新理論,這種思想叫創(chuàng)新思想。

  2.數學創(chuàng)新思想的幾個特點

  首先,問題是數學創(chuàng)新的起點。群論的創(chuàng)造是為了解決四次以上代數方程是否有根式解的問題。超限數的創(chuàng)立是為了進一步弄清數學分析的基礎,為了解決畫家怎樣把立體的東西畫在平面上,產生了射影幾何!梢哉f:“沒有問題就沒有數學創(chuàng)造!

  再者,創(chuàng)造的自由性在近現代數學中表現得越來越明顯。德國數學家康托說:“數學的本質就在于自由。”他主張數學家自由創(chuàng)造自己的概念,而無需顧及是否實際存在。這個認識使康托有可能超越有限的世界,以數學家的嚴密性建立起集合論和超限數;使幾何學家超越感覺想象的空間,去研究非歐空間、n維空間;使公理數學家有可能建立抽象的純數學和種種特異的數學來!傊,使數學家永葆創(chuàng)新思想,推動數學永往直前。

  3.數學創(chuàng)新思想的教育功能

  創(chuàng)新是科學的本質,是社會發(fā)展的不竭動力。由于數學創(chuàng)新的典型事例多、創(chuàng)新實踐對外界條件要求較少、創(chuàng)新成果易于展現,所以通過數學培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思想是一條事半功倍的途徑。通過數學創(chuàng)新思想的培養(yǎng),能夠克服學生唯書、唯師、唯上,照抄照搬的陋習,增加學生探索研究問題的主動性,提高學生思維的創(chuàng)新性、廣闊性、流暢性及靈活性。

  四、數學求真思想

  1.求真思想及其意義

  求真思想是不懈追求真理的思想。真理是人們在社會實踐中形成的對主客觀事物及其規(guī)律的正確認識。人類只有掌握了真理,才會能動地改造世界。因而,求真是科學的首要目的,求真思想是科學發(fā)展的內在動力。

  2.數學求真思想的特點

  數學不同于其它科學,它是人類根據自己的需要而抽象建構起來的,它的真理性必須經受邏輯和實踐的雙重檢驗。

  數學求真的艱難歷程,磨練了數學特有的求真思想。

  首先數學求真比任何學科都重視邏輯。波利亞說:“對選擇恰當的實例進行檢驗,這是生物學家肯定猜想的唯一方法。但是對數學家來說,對選擇的實例進行驗證,從鼓勵信心的角度來看是有用的,但這樣還不能算是數學里證明了一個猜想!

  其次,數學求真要不輕信經驗。非歐幾何的平行公理和許多定理是與我們的經驗不相符合的,但它們卻構成了一個相容的幾何系統(tǒng),并在現代物理學中得到應用!叭w大于部分”在常識中是當然的事,但在無限領域中卻不成立。這是因為經驗只能反映事物的表象,不能揭示事物的實質。

  再則數學求真要勇于批判。非歐幾何的誕生可以追溯到對歐氏平行公理的懷疑。勒貝格積分的建立是由于發(fā)現了黎曼積分的局限性。希爾伯特創(chuàng)立形式公理化方法,是因為認識到了歐氏公理系統(tǒng)的不嚴格。這說明,不同觀點的論爭同樣是數學發(fā)展的重要動力。

  還有,同所有科學一樣,數學求真也離不開刻苦鉆研。瑞士數學家歐拉一生忘我工作,在雙目失明的情況下,還口述了400篇論文和好幾本書。正是這種思想才促成了他的豐功偉績。

  3.數學求真思想的教育功能

  數學求真思想能夠激發(fā)人們追求和堅持真理的勇氣和自信心。養(yǎng)成獨立地發(fā)現問題、思考問題和解決問題的習慣,不懼怕困難、不屈服挫折。教育人們客觀公正地看待一切,不輕信經驗,不迷信權威,不隨波逐流。

  五、數學理性思想

  1.數學理性思想的內涵

  依靠思維能力對感性材料進行一系列的抽象和概括、分析和綜合,以形成概念、判斷或推理,這種認識稱為理性認識。重視理性認識活動,以尋找事物的本質、規(guī)律及內部聯(lián)系,這種思想稱為理性思想。

  2.數學理性思想的形成

  雖然理性思想在不少學科都有表現,但它最早卻是由數學引入的,并逐步成為數學思想的核心和靈魂。

  早在公元前6世紀,希臘數學、哲學之父泰勒斯就看到:僅僅以個別測量實例的需要為目標,埃及人中流行的測量土地的方法是笨拙的。他認為:人類不但可以從實際經驗中獲得知識,也可以從已認可的事實出發(fā),經演繹推理得出新的知識。如果作為出發(fā)點的事實正確,推理方法正確,所得的結論也必然正確。據此,他提出測地術應上升為建立在一般原理上的演繹的幾何學。

  在泰勒斯將演繹推理引入數學后,希臘畢達哥拉斯學派接著提出:數學中的數、點、線、面及各種數學概念是人思維的抽象及概括,與實際事物截然不同。雖然思考抽象事物比思考具體事物困難的多,但數學的抽象概括卻給人類帶來了最大的好處:研究對象一般性及所得結論的普適性。

  演繹推理與抽象概括相結合初步形成了數學理性思想。希帕索斯發(fā)現不可通約量后,人們開始認為感性認識是不可靠的,只有理性認識才是可靠的,并且漸漸地把演繹推理作為檢驗數學真理的必經途徑之一。

  3.數學理性思想的教育功能

  理性思想是數學對人類文明的最大貢獻。數學理性思想的教育可以使人類看到理性的力量,增強利用思維推理獲得成功的信念。提高思維的嚴謹性、抽象性、概括性、深刻性,養(yǎng)成重視理論、勤于思考的習慣。其中的公理化思想還能培育法制觀念和法制社會。

  六、進行“數學思想”教育研究的相關建議

  筆者認為,“數學思想”教育研究可分為基礎研究和普及研究兩方面;A研究包括:如何從數學認識論和數學實踐中發(fā)掘“數學思想”的內涵、特點,如何從數學史、數學家傳記中發(fā)掘“數學思想”的巨大作用和典型事例等。筆者相信,只要我們將上述基礎研究和普及研究有機結合,就一定會使“數學思想”的教育取得長足的進步,也一定會使“數學思想”的教育獲得突破性飛躍。

  參考文獻:

  [1]馬忠林,鄭毓信.數學方法論[M].南寧:廣西教育出版社,1996.

  [2]楊世明等.MM教育方式的理論與實踐[M].香港新聞出版社,2002.

  [3]徐利治.徐利治論數學方法學[M].濟南:山東教育出版社,2001.

  來源:233網校論文中心,作者:張春杰


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