研究数学史的意义与目的

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2021年02月16日 17:40
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2021年2月16日发(作者:罗凯南)


研究数学史的意义与目的



1


)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,

< p>
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< /p>


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,< /p>


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,

< p>
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 ,



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


< br>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 致使我们出现诸如解决三等分角作图、


证明四


色定理等荒唐事,


也避免我们在费尔马大定理等问题上白废时间和精力。


同时,< /p>


总结我国数


学发展史上的经验教训,对我国当今数学发展不无益处 。





2< /p>


)数学史的文化意义




美国数学史家


m.


克莱因曾经说过

:


一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活


动 密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显





数学不仅是一种方法、一门艺术或一种


语言,


数学更主要是一门有着丰富内容的知识体系,


其内容对自然科学家、


社会科学家、



学家、逻辑学家和艺术家十 分有用,同时影响着政治家和神学家的学说



。数学已经广泛地< /p>


影响着人类的生活和思想,


是形成现代文化的主要力量。


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。


许多历史学家通过数学这面镜子,

< br>了解古


代其他主要文化的特征与价值取向。古希腊(公元前


600



-


公元前

< br>300


年)数学家强调严


密的推理和由此得出的结论,< /p>


因此他们不关心这些成果的实用性,


而是教育人们去进行抽象


的推理,


和激发人们对理想与美的追求。


通 过希腊数学史的考察,就十分容易理解,


为什么


古希腊具有很难 为后世超越的优美文学、


极端理性化的哲学,


以及理想化的建筑 与雕塑。



罗马数学史则告诉我们,罗马文化是外来的,罗马人 缺乏独创精神而注重实用。





3


)数学史的教育意义




当我们学习过数学史后,


自然会有这 样的感觉:


数学的发展并不合逻辑,


或者说,

< br>数学发展


的实际情况与我们今日所学的数学教科书很不一致。

我们今日中学所学的数学内容基本上属



17


世纪微积分学以前的初等数学知识,而大学数学系学习的大部分内容则是


17



18



纪的 高等数学。


这些数学教材业已经过千锤百炼,


是在科学性与教育 要求相结合的原则指导


下经过反复编写的,


是将历史上的数学材 料按照一定的逻辑结构和学习要求加以取舍编纂的


知识体系,


这 样就必然舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、


知识背景、


演化历程以


及导致其演化的各种因素,


因此仅凭数学教材的学 习,


难以获得数学的原貌和全景,


同时忽


视了那些被历史淘汰掉的但对现实科学或许有用的数学材料与方法,


而弥补这方面不足 的最


好途径就是通过数学史的学习。




在一般人看来,


数学是一门枯燥无味的学科,

< br>因而很多人视其为畏途,


从某种程度上说,


< p>
是由于我们的数学教科书教授的往往是一些僵化的、


一成不变的数学内容,


如果在数学教学


中渗透数学史内容而让数学活起来,

< p>
这样便可以激发学生的学习兴趣,


也有助于学生对数学

概念、方法和原理的理解与认识的深化。




科学史是一门文理交叉学科,


从今天的教育现状来看,


文科与理科的鸿沟导致我们的教育所


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,


正是由于


科学史的学科交叉性才 可显示其在沟通文理科方面的作用。


通过数学史学习,


可以使数 学系


的学生在接受数学专业训练的同时,


获得人文科学方面的修 养,


文科或其它专业的学生通过


数学史的学习可以了解数学概貌 ,


获得数理方面的修养。


而历史上数学家的业绩与品德也会


在青少年的人格培养上发挥十分重要的作用。




中国数学有着悠久的历史,


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,


其渊源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。由 于各种复杂的原因,


16


世纪以后中国变为数学入超国,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。


由于教育上 的失误,


致使接受现代数学文明熏陶


的我们,

< br>往往数典忘祖,


对祖国的传统科学一无所知。


数学史可以 使学生了解中国古代数学


的辉煌成就,


了解中国近代数学落后的 原因,


中国现代数学研究的现状以及与发达国家数学


的差距,以 激发学生的爱国热情,振兴民族科学。





从普高教育上谈




数学史教学的教育功能




【摘要】



我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练


,


而忽视 了培养学生对数学


作为一门科学的思想体系


,

< br>文化内涵和美学价值的认识


.


《普通高中数学课程标准< /p>


(


实验


)


》增< /p>


加的数学史内容


,


弥补了这方面的不足< /p>


.


本文旨在探讨它的教育功能是如何体现的


.



【关键字】



数学史



数学观



教育功能




《普通高中数学课程标准


(


实验


)



(


以下简称《标准》

)


新意迭出


,


在教学内容上的亮点 之一是


增加了数学史方面的内容


,


提供 了有关的


11


个专题


,


指出要通过数学史的学习使学生



体会数


学对人类文明发展的作用


,


提高学习数学的兴趣


,


加深对数学的理解


,


感受数学家的严谨态度


和锲而不舍的探索精神


.


过去我们一直认为数学属于理科


,


学的应该是如何解 题这样的方法


技巧


,


而数学史像是文科 的内容


,


作为课外了解的扩充知识倒是可以

,


成为正式的教学内容似


乎没有必要


.


这种思想体现了我们一直以来对数学教育目的和内容的理解误区

:


只重视形式


化的逻辑演绎能力的培养

,


而忽视了学习数学作为一门科学更内在的东西


.


下面我们就数学


史教学的教育功能作一下探讨


.



学习数学史可以帮助学生认识数学


,


形成正确的数学观




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




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


.



日本数学家 藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出


,


人类历史上 有四个数学高峰


:


第一个是古希腊的演绎数学时期


,


它代表了作为科学形态的数学的诞生


,

< p>
是人类



理性思维




第一个重大胜利


;


第 二个是牛顿


-


莱布尼兹的微积分时期


,


它为了满足工业革命的需要而产生


,

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