學(xué)數(shù)學(xué)目的不在定理和公式

李大潛院士

李大潛院士在2003年6月4日的《光明日?qǐng)?bào)》上發(fā)表題為《學(xué)數(shù)學(xué)目的不在定理和公式》的文章,指出:如果將數(shù)學(xué)教學(xué)僅僅看成是一般數(shù)學(xué)知識(shí)的傳授(特別是那種照本宣科式的傳授),那么即使包羅了再多的定理和公式,可能仍免不了淪為一堆僵死的教條,難以發(fā)揮作用;而掌握了數(shù)學(xué)的思想方法和精神實(shí)質(zhì),就可以由不多的幾個(gè)公式演繹出千變?nèi)f化的生動(dòng)結(jié)論,顯示出無(wú)窮無(wú)盡的威力。

許多在實(shí)際工作中成功地應(yīng)用了數(shù)學(xué),并取得相當(dāng)突出成績(jī)的數(shù)學(xué)系畢業(yè)生都有這樣的體會(huì):在工作中真正需要用到的具體數(shù)學(xué)分支學(xué)科,具體的數(shù)學(xué)定理、公式和結(jié)論,其實(shí)并不很多。

學(xué)校里學(xué)過(guò)的一大堆數(shù)學(xué)知識(shí)很多都似乎沒(méi)有派上什么用處,但所受的數(shù)學(xué)訓(xùn)練,所領(lǐng)會(huì)的數(shù)學(xué)思想和精神,卻無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)揮著積極的作用,成為取得成功的最重要的因素。因此,如果僅僅將數(shù)學(xué)作為知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí),而忽略了數(shù)學(xué)思想對(duì)學(xué)生的熏陶以及學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高,就失去了開設(shè)數(shù)學(xué)課程的意義。

實(shí)際上,通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練,可以使學(xué)生具備一些特有的素質(zhì),這些素質(zhì)包括:

1  通過(guò)數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,可以使學(xué)生樹立明確的數(shù)量觀念,“胸中有數(shù)”,認(rèn)真地注意事物的數(shù)量方面及其變化規(guī)律。

2  提高學(xué)生的邏輯思維能力,使他們思路清晰,條理分明,有條不紊地處理頭緒紛繁的各項(xiàng)工作。

3  數(shù)學(xué)上的推導(dǎo)要求每一個(gè)正負(fù)號(hào)、每一個(gè)小數(shù)點(diǎn)都不能含糊敷衍,有助于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)。

4  數(shù)學(xué)上追求的是最有用(廣泛)的結(jié)論、最低的條件(代價(jià))以及最簡(jiǎn)明的證明,可以使學(xué)生形成精益求精的風(fēng)格。

5  通過(guò)數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,使學(xué)生知道數(shù)學(xué)概念、方法和理論的產(chǎn)生和發(fā)展的淵源和過(guò)程,了解和領(lǐng)會(huì)由實(shí)際需要出發(fā)、到建立數(shù)學(xué)模型、再到解決實(shí)際問(wèn)題的全過(guò)程,提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理現(xiàn)實(shí)世界中各種復(fù)雜問(wèn)題的意識(shí)、信念和能力。

6  通過(guò)數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,可以使學(xué)生增強(qiáng)拼搏精神和應(yīng)變能力,能通過(guò)不斷分析矛盾,從表面上一團(tuán)亂麻的困難局面中理出頭緒,最終解決問(wèn)題。

7  可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力,使他們更加靈活和主動(dòng),在改善所學(xué)的數(shù)學(xué)結(jié)論、改進(jìn)證明的思路和方法、發(fā)現(xiàn)不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域或結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系、拓展數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用范圍以及解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等方面,逐步顯露出自己的聰明才智。

8  使學(xué)生具有某種數(shù)學(xué)上的直覺(jué)和想象力,包括幾何直觀能力,能夠根據(jù)所面對(duì)的問(wèn)題的本質(zhì)或特點(diǎn),八九不離十地估計(jì)到可能的結(jié)論,為實(shí)際的需要提供借鑒。

數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育,使學(xué)生不僅知道許多重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論,而且領(lǐng)會(huì)到數(shù)學(xué)的精神實(shí)質(zhì)和思想方法,這應(yīng)該是數(shù)學(xué)教育努力追求的目標(biāo),也是衡量數(shù)學(xué)教學(xué)的成效與優(yōu)劣的最根本的依據(jù)。

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程從一些基本的概念或定義出發(fā),以簡(jiǎn)練的方式合乎邏輯地推演出所要求的結(jié)論,固然可以使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)按部就班地學(xué)到盡可能多的內(nèi)容,并體會(huì)到一種絲絲入扣、天衣無(wú)縫的美感;但是,過(guò)分強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),就可能使學(xué)生誤認(rèn)為數(shù)學(xué)的完美無(wú)缺、無(wú)懈可擊是與生俱來(lái)、天經(jīng)地義的。其實(shí),現(xiàn)在看來(lái)美不勝收的一些重要的數(shù)學(xué)理論和方法,在一開始往往是混亂粗糙、難以理解甚至不可思議的,經(jīng)過(guò)許多乃至幾代數(shù)學(xué)家的努力,有時(shí)甚至經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的激烈論爭(zhēng),才逐步去粗取精、去偽存真,最終才出現(xiàn)了現(xiàn)在為大家公認(rèn)的系統(tǒng)的理論。因此數(shù)學(xué)教育要?jiǎng)?chuàng)造一種環(huán)境,使同學(xué)身臨其境地介入數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造過(guò)程,鼓勵(lì)并推動(dòng)學(xué)生解決一些理論或?qū)嶋H的問(wèn)題。這些問(wèn)題沒(méi)有現(xiàn)成的答案,沒(méi)有固定的方法,沒(méi)有指定的參考書,沒(méi)有規(guī)定的數(shù)學(xué)工具,甚至也沒(méi)有成型的數(shù)學(xué)問(wèn)題。主要靠學(xué)生獨(dú)立思考、反復(fù)鉆研并相互切磋,去形成相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,進(jìn)而分析問(wèn)題的特點(diǎn),尋求解決問(wèn)題的方法,得到有關(guān)的結(jié)論,并判斷結(jié)論的對(duì)錯(cuò)與優(yōu)劣?傊,讓學(xué)生親口嘗一嘗梨子的滋味,親身去體驗(yàn)一下數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過(guò)程。否則,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,仍不免是一句空話。

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