两位数平方是初中数学公理理,并且数字特殊,使用频繁,但是为什么就没有人去背诵呢

前一篇专栏“成绩差点没关系”Φ把教育目标分了三个层次分别是基础知识,思维方法实际应用,其中思维方法是我重点阐述的核心接下来,我把数学思维方法从“数学思维方法研究的对象和内容”“数学思维方法的产生,发展与层次性”“数学思维方法与数学教育”三个方面作一个概述,科普帮助大家对数学思维建立一个理性认识。

数学思维方法研究的对象和内容

数学思维方法研究人们从事数学活动时思维发生发展的规律,以及这些思维规律所具有的方法论意义上的特征由于数学思维方法的研究具有思维活动的心理学特征和思维科学的特征,因此它必將涉及和运用一些心理学思维科学中的概念。具体的说数学思维方法将把思维,数学思维数学发展中的发现,发明与创新的思维过程作为自己的研究对象

数学思维是从属于一般思维的,要讨论研究数学思维就必然涉及心理学与思维科学的研究成果。

心理学给思维嘚定义是:思维是人脑借助于语言对客观事物的本质及其规律的间接与概括的反映

从思维科学研究的角度分析,思维是作为人的个体理性认识事物的表现它通常可以分为抽象(逻辑)思维,形象思维和特异思维(包括灵感思维特异感知思维等)。目前有关思维科学嘚研究正在积极进行中。

思维是一个复杂的心理过程当客观事物作用于人脑时,人脑会对各种信息有一个分析综合,比较抽象,概況系统化,具体化的过程作为一种认识过程,思维是在感性认识基础上进行的理性认识它属于认识过程的高级阶段。举个例子在對三角形的认识中,感知只能认识到三角形的形状颜色和大小,而思维则舍弃三角形的这些表象特征概况出三角形都具有三个角,三條边和三角形内角和等于180度等共同的本质特征

思维的方向性特征又称为目的性,探索性或问题性特征所谓思维的方向性,是指思维在對事物的本质及其规律的寻找过程中总是以解决问题作为方向,也就是说思维总是沿着解决问题的方向发展自己问题在思维中起到一種激励作用,它是思维探索活动的动力同时也是思维活动的路标和指南针。

思维的概括性特征是指思维不仅仅依赖当前的刺激和直接的感知它还具有舍弃某些事物的表象而直接进行抽象概括的特征。即把同一类事物的共同的本质的特征或事物间的规律性的联系,抽取絀来加以概括举个例子,人们通过对大小不同圆的圆周与其半径的推算舍弃了圆的大小及半径的长短,抽象概括出一切圆的周长与半徑之比都是一个常数思维的概括性包含两层意思:第一,能把一类事物中的共性加以抽象概括;第二能从部分事物的相互关系中抽象絀普遍的或必然的联系,并把它推广到同类的现象中去

思维的间接性是指人们凭借已有的知识经验或以其他事物为媒介,间接地推 知事粅过去的变化认识事物现实的本质,预见事物未来的发展在数学研究中,思维的间接性十分明显因为数学本身就是一种非现实存在嘚理性构造,人们就是运用了间接性的思维特征才从已有的数学成果中获得了新的理论。

根据不同的分类形式思维有不同的表现形态。

(1)根据思维的形态不同可以将思维分为动作思维、形象思维和抽象思维。

动作思维是指以实际的动作为支柱的思维也称为操作思維或实践思维。它的特点是直观的、在实际操作活动中产生和进行的3岁前的儿童思维就以动作思维为主。

形象思维是指用表象进行分析、综合、抽象、概括的过程形象思维中的基本单位是表象,幼儿在3~6岁的思维多属于形象思维成人的思维中也有形象思维的发生,特別是艺术家、作家、导演等更多地运用形象思维数学家有时也借助形象思维来表述某些抽象的概念,当然成人的形象思维与儿童的形潒思维有本质的差异。

抽象思维是运用概念、判断和推理的形式来反映事物本质的思维这种思维是以概念为支柱进行的思维,人们把它看作是人类思维的核心形态又称为理性思维。抽象思维的形式又有形式逻辑与辩证逻辑之分两者既有区别又有联系。形式逻辑的概念具有抽象性和确定性辩证逻辑的概念具有具体性和灵活性。数学作为一种形式逻辑思维的表述过程和构造形式它在发生发展的过程中吔具有辩证逻辑的形式。如微积分中极限概念的产生、发展和最后定义就明显地表现出辩证逻辑思维的形式。

(2)根据思维过程的指向鈈同可以将思维分为集中思维和发散思维。

集中思维又称求同思维聚合思维或纵向思维。集中思维是指把问题的各种信息集中到一起求出一个共同的单一的,确定的答案如果某个问题只有一个正确答案,思维的过程就是要找出这个正确的答案

发散思维又称求异思維,分散思维或横向思维发散思维是指思考问题时,从一个目标出发沿着各种不同途径去思考,寻找各种可能的正确答案这种思维無一定的方向和范围,不墨守成规具有更大的主动性和创造性。科学家的发明创造艺术家的艺术作品,理论家的新观点和新创见多嘚益于发散思维的成果。

(3)根据思维的智力品质不同可以将思维分为习惯性思维和创造性思维。

习惯性思维是指用惯常的方式固定嘚模式解决问题的思维。这种思维较为普遍人么总愿意用旧有的,习惯的方式去解决问题可以不费太大的努力就得出答案。这种思维缺乏主动性有时会产生错误的认识。

创造性思维是指有主动性和创新性的思维它没有固定的模式和方法,也不遵循已有的思路创造性思维利用已有的信息独立思考,根据问题和情境创造性的探索答案创造性思维往往是逻辑思维和非逻辑性思维的有机结合。

(二)数學思维的概念与特征

数学思维是人类思维的一种形式具有思维的一般规律与特征。

一般的说数学思维就是数学活动中的思维。更确切嘚说数学思维是人脑在和数学对象交互作用的过程中,运用特殊的数学符号语言以抽象和概括为特点对客观事物按照数学自身的形式戓规律做出的间接概括的反映。

数学思维是由数学对象并且主要是由数学问题推动发展的。可以认为数学问题是推动数学发展的动力囷方向,当然解决问题也正是数学思维要达到的目的从本质上说,数学思维的过程就是不断提出问题和解决问题的过程数学思维的能仂也就是提出数学问题,解决数学问题的能力

数学问题解决的差异代表了不同的数学思维表现形式,解决不同的数学问题就形成了不同嘚数学思维规律可以认为,数学问题对数学思维的启动导向,展开都起着决定性的作用注重数学问题在教学中的作用,有着十分重偠的意义

从数学问题解决的角度分析,数学思维总是指向问题的分析问题的变换和问题的最后解决。在这一点上可以认为数学思维与數学问题解决是密不可分的

我们还可以把数学思维简单的分为具体实践问题的数学化思维和具体数学问题的解题思维。前者是应用数学Φ数学家们要进行的数学思维后者则是数学教育尤其是初等数学教育中常见的数学思维。

下面举一个高中数学中具体数学问题解决的数學思维的一个例子它表明了数学思维在数学问题解决中的变换。

解题思路(1):由于待证式中的字母均为正数容易看出,它等价于更簡单的下述问题

解题思路(3)由待证式(a+m)/(b+m)b/a故原问题又等价于下述问题

变换为:已知a>b>0,,证明函数f(x)=(a+x)/(b+x)在[0,+∞)内是严格单调的减函数它的证奣较简单,只需在x2>x1》=0的情况下验算

数学思维的特征重要表现在它的高度抽象性,形式化的严谨性和表现方式的多样性

数学思维的高度抽象性,是指在数学思维的过程中把思维对象的某些现实的属性舍弃把思维的对象抽象化为一定的数量关系,空间形式或逻辑关系然後再把这些特定的数学关系表示成为一般的符号形式。数学思维的抽象性还指它不仅仅停留再一次抽象的基础上,通常的数学符号形式鈳能经过多次的抽象有时由于数学问题本身就已经抽象化了,因此这种思维过程更属于高度抽象化的形式于人类的所有思维形式相比,这种完全认为创造的符号化的数学语言是数学思维高度抽象化的基础。

数学思维形式化的严谨性是指数学思维发生,发展和表述的過程是一种形式化的严密过程。这种过程的逻辑性严密性,准确性不容许又一丝差错不允许有对与错之间的状态。正是数学思维的這种形式化的严谨性使数学成为人类所有科学形式的最终表达手段。

数学思维表现的多样性是指在数学思维的过程中,尤其在解决具體数学问题时数学思维并不是严格的逻辑演绎并不都是三段论式的证明形式,这些只是数学思维最后的表现形式隐藏在这些抽象,严謹形式之下的是在数学思维中出现的猜测试错,想象着觉,审美等思维形式这种数学思维的多样性特征,不仅表现在数学家处理解决数学问题的思维特征上,而且表现在普通人的数学思维活动中现在数学教育理论的研究表明,数学思维的非逻辑演绎的多样化思维茬中小学的数学活动中也是十分重要的数学作为一种自由创新的学科,它的猜测试错,想象着觉,审美等思维形式有时比逻辑演绎囷公理化数学思维更重要

数学思维方法是由数学的符号,概念语言,按照数学特定的规律法则,运用数学思维在数学领域中形成的┅种方法数学思维方法具有一般科学的方法论的特征,当然作为特定的数学形式它又有着自身的特殊形式。

按照数学思维方法运用的領域表现形式不同,可以将数学思维方法做如下几种形式的分类

(一)按照数学思维方法适用的范围不同,可以把它分为宏观思维方法和微观思维方法

宏观数学思维方法也称基本或重大的数学思维方法,是指对整个数学领域都产生重大影响的数学思维方法如公理化思维方法,变量分析的思维方法等这些思维方法曾极大地推动了整个数学的发展。当然这些思维方法又和哲学思想及科学思想的一般方法相联系

微观数学思维方法,是指对某个数学分支发挥作用或由某些数学家群体使用的数学思维方法如代数的一些思维方法,几何学嘚一些思维方法等微观数学思维方法中还包括数学问题解决或数学问题发现的一些具体的思维方法。

(二)按照数学思维的逻辑形式不哃可以把它分为逻辑思维方法和非逻辑思维方法

数学思维的逻辑思维方法,主要是指按照形式逻辑的方式展开数学思维的方法数学的萣理证明及理论构造都是严格按照形式逻辑的思维方式展开和构成的,可以说数学的结果都是按照形式逻辑来表现的

数学思维的非逻辑思维方法,是指在数学思维中运用的猜想直觉,灵感形象等思维方式。这些思维形式经常地大量地出现在解决数学问题之中,在现玳的数学教育理论中人们越来越认识到非逻辑思维在数学学习和数学教育中的地位。

(三)按照数学思维解决问题的方式不同可以把咜分为程式化思维方法和发现性思维方法

数学的程式化思维方法,是指按照数学习惯的原有的方式来解决问题。在数学学习和解决问题Φ这种方式表现为规范的逻辑演绎方式

数学的发现性思维方法,也可以称之为创新性思维方法这种思维方式的特点是它不遵循程式化嘚逻辑演绎的数学思维方式,而选择带有个人特性主观色彩,独立特性的思维方式现代数学教育理论十分注重这种与传统数学思维相區别的发现式思维方式。

(四)按照数学教育的阶段或数学分支领域的不同可以将其分为不同的带有专业特征的思维方法

  编者按:我们即将跨入二十┅世纪在未来的新世纪中我国的数学教育必将会呈现新的面貌。然而新面貌不会自然产生它需要我们理性的思考和积极的实践。数学敎育改革中历史的经验值得注意,有识之士的意见是宝贵的

  陈建功先生(1893—1971)是我国现代数学家和数学教育家,中国科学院院士(原学部委员)他的《二十世纪的数学教育》一文,发表于1952年2月的《中国数学杂志》(1953年后该杂志改名为《数学通报》)第一卷第二期当时正是新中国成立初期百废待兴的年代。在这篇文章中作者怀着“切望我国的数学教育有更新的革新”的殷切心情,“以中等学校嘚数学为核心”对二十世纪数学教育的原则,以及数学教学内容的改革等重要问题提出颇有见地的意见

  在世纪之交,重读陈先生嘚《二十世纪的数学教育》一文对于迎接二十一世纪的数学教育十分有益。

  此地所说数学教育以中等学校的数学为核心;关于高等学校方面的数学,和小学校的算术教育不预备在此地有所详述。本文说数学教育以二十世纪的数学教育为主,读了下文自然明白。“他山之石可以攻玉”,把外国的数学教育罗罗嗦嗦说了许多的话。笔者切望着我国的数学教育有更一进步的革新

  支配数学敎育的目标、材料和方法,有三大原则:

  实用性原则数学在日常生活中已见其有其实用价值的;如土地改革运动中的分田量地问题關于买卖、租税、保险、奖券的计算;酒瓶的容量,箱子的体积都是数学的应用。不但如是数学也是物质支配和社会组织之一武器,對于自然科学、产业技术、社会科学的理解、研究和进展都是需要数学的。假如数学没有实用它就不应该列入于教科之中。

  论理嘚原则然而仅仅乎实用原则不足以支配整个的数学教育。数学具有特殊的方法和观念组成有系统的体系。数学并不是公式的堆垒其所用之方法,也具有教育上的价值

  断片的推理,不但见诸任何学科也可从日常有条理的谈话得之。但是推理之成为说理的体系鍺,限于数学一科数学具有这样的教育价值,称之为论理的价值是为说理的原则。假如把数学当做图形集成或公式采编看待忽视其方法和构造,那未对于自然支配、社会组织,不但不成为一种武器有时且成为有害的东西──例如将数学机械的乱用,导出不合理的結果忽视数学教育论理性的原则,无异于数学教育的自杀

  心理的原则然则上述两原则足够决定数学教育的本质么?当然还不够条件教材的内容,对于学生宜富于兴趣;枯燥无味的东西决不能充作教材;于是乎有心理的原则。成人所喜之推理或实用问题未必为未成年的青年所满足。法国数学家H·普安格勒(Poincare)曾经说道:“有某教师在课室中令学生们笔记‘圆周者,平面上于一定点等距离之点の轨迹也’忠实的学生,记下来了;顽皮的学生不但无兴趣去记,甚至写些别的不相干的东西事实上,不论那一种学生都尚未了解圆周为何物。后来教师用粉笔作圆于黑板上,全班学生方才明白‘圆周原来是一个圆圈’”科学家A·哀思坦(Einstein)也说道:“学生仅管对于数学以外的事物,具有才能对于数学可以朦昧无知。此种实情其责任恐不能完全归之于学生,甚至可以完全可以归罪于教师”吾人应该站在学生的立场;顺应学生的心理发展去教育学生,才能满足他们的真实感某些教材,虽然具有高度的实用性价值或高度的论悝性价值,假使学生不发生任何真实感,就心理的原则而言,这些教材,简值是没有教育的价值。

  三原则之统一上述三原则应该综合统一而不應该对立然则统一之关键何在?是必须先就学生生活的环境中,使其易于接触易于理解且有实用价值的事物出发,以向论理的途径进行。所以惢理性和实用性应该是论理性的向导,选择教材不应该先将实用性和论理性分别采取,然后合拢;这样勉强凑成的教材是支离破裂的。把数学嘚观念和方法运用于实际应用问题时理论上的疑问,自然油然而生;岂可以预先制成生硬的数学理论,强求适合于实用!

  数学和其他的学科,並没有什么大不相同的地方,因为他常常伴着生产力、技术发展开来的。对于古代数学的发生,恩格斯(Engels)曾经说过:“季节的知识老早对于农业种族或游牧民族已经绝对需要。天文学没有数学的帮助是无从发展起来的。所以在这‘古代'已经有了数学。农业发达到某阶段因灌溉法之改进、都市之发达、航海的需要,力学跟着发生力学没有数学的帮助,无由长足进展”此不独在数学的诞生期为然,无论在什麼时代数学常常伴着自然科学技术、社会科学发展而发展。

  数学教育家能(Nunn)说的:“数学的真理具有两面其一面的数学真理,姠时(间)空(间)的实在世界进展而与之接触还有一面的数学真理,在数学的内部相互对应,保持联系数学史就是把这两面真理嘚不断的发展,叙述其经过情形这两面的发展,并非互相独立此未曾离彼,彼变未曾离此今后的数学恐也是这样,两面不曾分道扬鑣各自存在。所以数学教育应该使学生认清数学的发展,具有上述两重意义数学是物质的征服和社会的组织之一武器,同时是一有秩序的论理体系”

  统一了上述三原则,以调和的精神选择教材,决定教法实践的过程,称之为数学教育

二十世纪以前的数学敎育

数学教育并不是一种幻想,乃是实践数学教育是在经济的、社会的、政治的制约下的一种文化形式,自然具有历史性就欧洲而言,其在奴隶社会制的古代希腊支配阶级鄙视实践的计算术,和直觉的实践几何;重视他们所谓“和行动没有关系的真科学”──就是数論──和“抽象的”几何学岂不是太偏重于论理性!在中世纪封建社会,教育为个人所支配数学教育成为宗教的奴隶。事实上此时數学教育,偏重于低级的实用性──与生产和科学脱离的宗教上的实用性文艺复兴而后,工商业加速度的进展;生产力之发展促成自嘫科学的发达,因此发生机械论的唯物论所以十七、十八世纪的数学教育,自然强调实用性经过法兰西大革命,巴黎成为欧洲文化的Φ心因时代的要求,“一般陶冶”的话头逐渐流行;中等教育不能专为牧师(神学)和律师(法学)的预备教育,重视所谓“一般陶冶”其特色是将数学和近世语添入教科之中。

  数学占了普遍教育的一科是从十八世纪开始的,所以严格的说:数学教育萌芽于十仈世纪但是,数学教授的内容大部分是“理论数学”;应用方面的数学,意识的为所排斥究其实际,他的内容也是限于希腊时代至┿七世纪间的数学;这个状态一直延长到十九世纪之末十九世纪的数学,虽然非常进展然而它并没有促成数学教育的改进,因此十⑨世纪的数学教育,和近代的科学(十九世纪的科学)社会的生活,几乎没有关系相反地,因入学考试的准则和其他种种考试的准则数学难题的教授,和脱离实际的理论成了数学教材的核心。事实上当时所采用的几何学课本,就是尤克立特<1>几何原本最初数章;代數学和三角法是将专门的材料,压缩而成的太古太多,脱离实际需要当时的物理化学等自然科学等教材,已能推陈出新;然而保守嘚数学不改旧态。

  到了十九世纪之末近代科学的急速发达和各国产业的进展,经济的、社会的、思想的给人们的生活状态以重夶的变动。无产阶级的解放运动从而开始了中等教育的内容,不能不有所更变

  数学教育改造的先声保守的英国,她的几何学教本一直沿用尤克立特的几何原本。教师们视“原本”如“圣书”不硕苟且改变其一字一句;不但学生觉得干燥无味,教师也觉得痛苦非瑺;改良之声渐起到了1870,组织了“几何学教授改良协会”(2)制定几何学要目。其结果不过是一种微温的刷新;这也无怪其然,因為他们(协会会员)主张要不失原本精神和体裁制定原本最初六卷的要目。他们最大的难题是“如何改造原本第五卷的比例论”──比唎论是原本中最壮丽的部分尼克宋的“改良尤克立特”(3)一书,在中国颇有流传就是依“协会”的精神写成的几何学。

  此协会箌了1897年改名为“英国数学协会”,以The Mathematical Gazette做他的机关杂志登载关于教学教育的种种事情。

  数学教育彼利运动数学教育改革的首创者應该说是英国的J.彼利(J.Perry1850—1920)。彼利幼时做过学徒(1864—68)锻冶工场的工人(1868—70),苦学的当中曾经旁听汤姆生的讲义(4)。彼利体验了勞动者的生活努力于劳动者智识之增进;后来做了伦敦国际理学院力学及数学的教授,于1901年在英国科学协会作启蒙的改造讲演。彼利主张的精神是在数学的实践性,不光是说些教授的技巧他对于数学的见解,并不是将抽象的数学理论如何应用于自然现象或社会现潒的说明;相反地,从自然现象或社会现象由实践发见数学的法则,这是彼利所说的数学上述彼利1901的讲演,在数学教育史中是划时玳的。其讲演纲要及其检讨可以看彼利所著的书:

  彼利的意见,仍对于向来的难题“如何教授几何学”集中,其要点如下:

  (一)完全脱离尤克立特原本的形态

  (二)极度重视实验几何,

  (三)强调几何的实用部分

  (四)注重立体几何,

  (五)重视实用的种种测定

  (六)多用格子纸。

  这次讲演的结果自古认为经典的“原本”就因此废除。这时新型的教科书有

  彼利在总结小组讨论会的报告指出了下列几点全体一致的意见:

  (一)几何学的实验和实测应该是证明的前提,然而也可以稍稍利用演绎法

  (二)可采用的实验法应由教师自己决定,随机应变

  (三)小学在算术初步,就应该使用

  (四)式子的數字计算,应该熟练;因此可使学生明了种种记号的意义

  (五)指数法则一经教懂,应该马上授以对数和对数表的用法

  (六)教材的顺序和教法应由教师灵活运用,不可呆板

  法国的学制改革彼利的改革运动,影响及于国际数学教育但是,法国

  在彼利运动以前代数与几何,已经有融合教授的倾向所以受彼利运动的刺激,不太利害不但如是,法国十九世纪出版的几何书如

Geome'tric(其苐十二版在1923发行),其内容已经和“原本”大不相同又如鲁雪(5)和康勃露色(6)合著的初等几何学(7),一直到现在还不失为一部佷好的书。但是法国数学教育,并非毫无问题;对于考试制度的预备教育大有使中等教育专门化的倾向。彼利讲演的第二年──1902──法国政府将中等教育制度全部革新数学教育因此大加改良,将日常生活有关系的部分增多又将高深的部分平易化,重视直视的几何和函数的概念巴黎大学的数学教授E.波赖尔(8),依照这个趣旨编了一套出色的教科书;算术、代数、几何、三角,都在1903年出版波赖尔報告法国中学生用了波赖尔的教科书,兴味大增成绩极优。这一套教科书有德文和日文的译本

  德国的新主义数学运动法国1902的学制妀革和英国1901彼利时期的讲演,自然冲动了德国学界德国的硕学──几何学大家──克来茵(9)不以大学教员不与闻中等教育为然,曾于1904姩在自然科学会议席上作一次讲演表题“对于中学数学和中学物理的注意”。克来茵又作成文科中学的教授要目于1904至1905在苟丁根大学作長期的讲演,说明他的课程方案这是德国新主义数学的原动力。德国中学教师1905年在梅兰(Meran)举行数学物理教授协会,作成教材要目大綱──梅兰要目这个梅兰要目,就是以克来茵的方案做骨子的较诸说克来茵原案,虽然稍为温和然而比较过去的情形,已经出色現在将其要点,写在下面:

  (一)顺应学生心意自然的发达排列教材,选取教材;

  (二)融合数学诸分科并且要使和其他科學有密切连系;

  (三)不过于重视数学的“形式陶冶”,“应该置重心于应用方面”养成“用

  数学的方法去观察自然现象和社會现象”的能力;

  (四)要达到这个目的,必须以“函数观念”和“直观几何”做数学教授的骨子

  依拟这个要目,就有人完成[噺主义数学]的教科书:

   这部书10)将平面几何学、代数学、三角法、立体几何学、微分和积分、解析几何学、近世几何学融为一体,呵成一气以供九年制中学之用。德国儿童满九岁入中学,中学的种类有四五;他的数学时数,大约每周自4时到6时

  普鲁士政府指定五个中学实施梅兰要目,结果非常良好

  美国慕尔11)的改造论欧洲的数学教育改造运动,对于美国没有受到强烈的刺激,其原因之一是:美国学校老早不用尤克立特的原本,法国的几何教科书着实通行。还有一个原因是:美国的考试制度比较英国要宽松些,压迫不太历害对于“考试”制度的斗争也不会激烈。但是支加哥大学教授慕尔,对于彼利的主张不但拥护,并且指出美国的數学教育大有缺点。1902年慕尔在美国数学年会发表他的会长讲演,题目是[数学之基础]他的后半段是关于数学教育的;他说:

  (一)代数、几何、物理,可否不使他们一一孤立编成“有机的统一”呢?统一而后才能使数学物理和日常生活有密切的关系;

  (二)三角法、解析几何、微分积分三分科,就其起源说又就其发展的经路说,都是和具体的现象有密切关系;所以应该把这三科的基本事項组织起来使他们有密切关系,不应该让他们各自分立门户的;

  (三)关于数学物理的教学都应该采用实验室的方法。

  慕尔敎授的讲演对于美国数学教育,有极大的影响;依照(一)的精神著成的书

  商务印书馆老早有了译本又

  一书,系1924出版的也昰依照慕尔融合主义写成的。依(二)写成的书也相当多,例如

  总结改造运动然则彼利克来茵,慕尔的数学教育改造运动的基本精神究在何处呢基本精神是在教材教法的近代化、心理化;实行数学各科的有机统一;理论和实践的统一。结局在求数学教育基本三原則的彻底统一详见下列诸著作:

  彼利的改造论,并非狭义的卑俗的实用主义;此事已述于上文慕尔也说:“数学教育的根本问题昰如何融合理论(基本)数学和应用数学,但是不幸得很在初等数学范围内,还保留着理论和应用的划界分疆”改造论者主张自然科學和工程科学中所必需的“高等数学”,应该把他平易化这似乎有点轻视数学的“形式主义”;然而这是似是而非的见解,因为数学的內容和形式决不可以分解为二的。为什么呢假如形式可以脱离内容而存在,这就是意味着数学是为形式而形式了克来茵说得好;“現在吾人所宜努力的事,并不是追求两极端──形式主义和实利主义──取其一端而舍其他端乃是融合两者成为一体”。

  我们仅仅乎教授这些现实的生活上所要求的数学知识这不能算尽了数学工作者的职,我们必须生动的指导学生使学生们能够利用数学知识于现實问题。要使理论和实践保持生动的关系,必须从现实自身由实践学习得数学知识。彼利说:“教儿童推理一件事体以前必先使他實行这件事体,儿童从测量、计算、实验所得的结果,才能养成他的推动力并且因此儿童沾沾自喜他的生动的创造”。这是彼利实用數学的本质彼利著有“初等实用数学”一书:

  新宫恒次郎于1929年译成日文,小仑金之助做了一篇序文序文的未尾说道:“美国的数學教科书,号称心理的、社会的、实用的、教授法的、最进步的但是资本主义的和事务式的美国主义的反映,到处找得出诸君若要一夲具有无产阶级实践性的强有力的数学书,我就推荐这本书这本书可能在某些意义上是未成品,但是它期待着有光辉的未来”彼利强調“从前的数学教材的排列,‘学者’或许认为是论理的;但是对于儿童这些东西,完全是非论理的;儿童所能接受的论理必须通过實验、实测、图解……。”

  分科主义和融合主义从“线”方程“平方”方程,“立方”方程和a的平方,a的立方这些用语来看古時代数和几何未曾分离。事实上尤克立特原本十三卷中,有三卷是算术;牛顿全集中的数学和物理融会贯通后来许多学者,觉着数学諸分科各有各的特殊方法,把各科纯论理的展开颇有兴趣,方司岛说(12)把近世几何学从解析向何学分解出来是其一例。数学不光昰在学术上分了科在数学教授上算术、代数学、几何学、三角法、解析几何学,各自陷于孤立的局面然而在科学的研究当中,用数学莋武器的时候往往需要各科全般的知识,假如预先有了有机的统一那就方便多了。综合的数学不但可以避免重复,学习既省时间;並且可以使学生明白生动的数学体系代数学中不用几何,几何学中不用代数、三角如是独立门户,究有何益!然则统一各分科而成综匼的数学应该用什么东西做原则呢?改造论者大都用函数的概念做统一的原则。克来茵说:“在几何学形式的函数概念(31)是数学敎育的魂魄。”又说:“以函数概念做中心将它周围的一切数学教材,有计划的集中就得着综合的数学。”现在把克莱茵自己作成的Φ学课程表的一部分写在下面,下列三项是德国儿童十三岁到十四岁(一年间)所应该学习的教材:

  (一)直角坐标和简单函数嘚曲线表示──用格子纸;须注意此种曲线的全程,上坡下坡围绕的面积等事;

  (二)用函数概念做骨子,教授下列诸事项──冪及根,一次及二次方程圆锥曲线的初步,关于圆的计算三角形的边角关系;

  (三)多学实际之例,熟练空间的知识和数学计算

  下列三项,是中学最后一年的教材:

  (一)解析的及综合的处理圆锥曲线并且把他应用到天文学初步;(二)中学数学全部敎材的复习,用曲线或计算解决更难的实际问题;(三)精细回顾数学全系统并时时加以历史的说明。

  国际数学教科调查会数学教育经彼利、克来茵、慕尔的指导和进步的数学教师的努力,改造运动已成为国际问题第四次举国际数学大会14)1908年在罗马举行的时候,决定设置国际数学教科调查会克来茵等三人做常务理事,利用法国的

  做机关杂志1912年,国际数学会在英国剑桥大学举行第五次夶会有二十七国的代表,提出各地数学教育状况报告书一百五十种大部分已印刷发行,成为数学教育史上莫大的文献第五次会的会長是克来茵,克来茵的德国报告书

Dentschland,  在150报告书中最为详细。调查会的工作因战争而中止150份的报告书,不易卒读叙述他的大纲的,囿在150报告书中最为详细。调查会的工作因战争而中止150份的报告书,不易卒读叙述他的大纲的,有

  各国数学教育的进展因国情鈈同,色彩也不一致;然而改造的基调可以说是各国完全相同。自然改造的实际方案,不能如指导者彼利、克来茵、慕尔所示一一順利进行。这是因为数学教育以过去的“遗产”做基本;要脱离传统,成新鲜的组织困难重重。比方说要把代数和几何融合也不是嫆易的事。

  第一次大战后的数学教育数学教育和其他学科的教育一样,是受社会状势的限制的因大战而起的经济的、社会的、政治的的激动,直接或间接对于数学教育,有莫大的影响关于第一次大战后,各国数学教育的一般状况的参考资料有国际数学教科调查会的报告,报告书有英文法文两种:英文的是

  大战中以及战后的数学教育是混乱得很的。有些国家的教育停滞不进;有些国家反而后退,“古气”蒸腾;有些国家因经济的顺调进展,数学教育也得着顺利进行先说后退的

  意大利意国在战前,也伴着国际改慥运动有进步的倾向。其后国家因社会的,经济的不安酿成法西斯政治。到了1923年中等教育的目的和学制,有重大的变更规定中等教育“以养成态度为目的”,作为中学教科的全部法西斯脱所谓在文学的、哲学的、历史的立场──“国粹的”立场(15)──宣告统┅了。这样一来中等教育不必讲究实用,也不必准备做高等的研究了教育的方针既然如是;自然科学和数学的学习和教授时数必然的削减了,详见下表

高级中学(Liceo)

化学+专物时数(合计)

  初级中学入学考试数学科目:一算术,几何;

  高级中学入学考试数学科目:一代数几何。

  高级中学的毕业考试;数学科目是代数学、几何和三角法此外还有高级理科中学,其毕业考试添加直角坐标囷函数与图表,大战前的教材也有直观的、实验的、实用的部分;1923的学制将这些东西,完全废弃而变成形式的、抽象的、纯论理的东覀了。意大利的教育部并不公布中学校的课程要目,全部(中学毕业考试等)都是国家考试;“因国家考试的要目有严格的规定,从頁中学课程跟着考试要目也有一定的内容了用极少的时间数,来定数学课程只有两条路可以走:第一法:把数学程度降低。第二法:僅言纲领把他变成骨瘦如柴的东西。意大利事实上实行了第二法但是,以极少的时间简洁的通过数学的全程不可能和彼利、克来茵嘚改造论相容。为什么用实验实测来发现新的事实,不但需要时间、并且与”古典的精神“(16)不能一致此时几何学家旁比阿尼(Bompiani)莋教育部长,他索性把中等数学彻底变成了公理主义的数学现在且看他的内容。某代数学教科书(7)第一卷劈头写着:

  下文是加法嘚定义然后写着:

  继之以减法的定义。又写着:

  这样从抽象的、纯论理的立场出发,不容易DMU到事实问题了利用方程式解决倳实问题,一直到十六岁才学到十八九岁才学到对数。第二卷供高中用先写些一次方程,一次不等式接着写了一章实数,用

  “德特金特(Dedekidn)分割”

  导入无理数经过复素数的定义和根数的计算,然后讲到二次方程!把的存在严密的证明了。一部代数学供八年的用,其中应用问题不过32页;图表法和一次二次式的变化写成一篇附录(16页)。到了1932又有一部代数学书(18)出来了,他简直把函数的变化和图表全部除去,倒也干净

  几何书也依这个精神写成的。本来意大利几何学教科书的着重严密性是有名的,罕与伦仳的其后因改造潮流,也稍事革新1923以后,又有复原的倾向严密是好的,但是骨瘦如柴的严肃是有害的意大利几何教科书(19),尽管最密但是因为忽视了实验、实测、直观,不能不说是他逆转的、反动化的书最可惊异的是:面积等事,不容许用“数计算”光是說些几何学证明;一直到了书的未尾,才发现古色古香的比例论(尤克立特式的)把比例论和代数的无理论严密的统一了,从此才可用玳数的计算应用到几何学的量上面去但是书已快完毕了。

  德意志第一次大战后的德国经济极度困难,要挽救这个困难非采取产業和经济切实有效的教育方针不可。所谓作业主义就是顺应时势的数学教育方针。作业主义第一要学生自动去做实验实测;所以测量、画法几何、绘地圆等事,特别注重普鲁士于1925改革学制,仍以梅兰要目做根底参以作业主义,教育部令说道:“利用作业使学生获嘚确实的知识和明了的理解。通过作业教育期待教学的彻底……”教育部同时又高调所谓集中主义(20),他说:“置重心于数学发达史重视数学和其他一般文化,哲学的关系”这样一来,对于克来茵的“以在几何形式的函数概念统一一切数学教材”的根本思想不能鈈稍事退却。依据1925新学制普鲁士的文科中学(21)最后四年的课程每年都有“几何画法及测定”一科,可见作业主义的重要他的内容如丅:

  第四级:作圆器具的用法,简单平面圆形正多体体,角锥角锥的作图。线线分的测定,角的测定

  第三下级:点的射影,线分的射影三角形的射影。平面的等高线及其最大倾斜线直线的倾斜角,平面的倾斜角两平面的交线,多角锥

  第三上级:斜角锥,倾斜体及道路的设计图面积的测定。

  第二下级:普通立体的表示代数曲线的描写,(圆周等)近似作圆精密度的测萣,用相似论测定面积

  第二上级:圆的射影,三角法的问题的作圆曲线的描写,测量

  到了纳粹(Nazi)时代,状况又大变;高調所谓德国固有的数学精神排斥“拉丁”式的和“犹太”式的数学,这方面的指导者有柏林大学教授比巴霸赫(22);他说:犹太人和拉丁民族喜欢纯论理的和抽象的东西,德国民族着重具体的东西他的这些议论,多歪曲事实比方,抽象代数学的大家多是德国人画法几何学的创造者,是拉丁民族的蒙籍(23)用这种见解来拥护所谓德国的“国粹”精神,根本不起作用简直毫无意义。另一面比巴霸赫非常推尊地老师克来茵,说道:“在克来茵的立场考察日尔曼民放大的将来,实具有深长的意义……克来茵的改造方案,是最适應于德国民族特征的心理和性格”到了1934年九月,藉克来茵的──过去的──盛名决议了数学教育的新方针:

  (一)着重实际的、具体的问题;

  (二)刷新大学的数学课程,以积极的速度重视应用数学;

  (三)调整应用数学教员的待遇──设置应用数学正教授;

  (四)数学系学生必须学习画法几何学、力学、实用解析、或然率论

  这种政策是否光是为了发挥德国的国民性呢?只要凝視当时德国政治和经济情况就不难知其底细。

  英国英国民族他的自由主义和民主主义的根底相当深;或许为了这个缘故,使他的數学教育光是维持原状进步的倾向极其缓慢。进步不速的原因很多反对改造论革新者的存在,是一个重要的因素对于1901彼利的政治讲演反对最烈的,就是当时的会长(24)会长是皇家学会会员,他的话当然有相当的力量现在将英国某中学学校的数学课程,写在下面:

偠了解英国数学教育可阅杂志

Gazette.  法兰西第一次大战后,法国数学教育有保守的倾向;事实上1925年保守内阁教育部所颁布的学制中,导叺“科学平等”的原理中学校(25)不分文科理科;其理由如下:“在现在的情况,培养‘完全人’──就是科学的教养和文学的教养保歭平衡的几何学的精神和纤细的精神的统一了的人──愈加必要了。”其结果把数学的时数改变得像下面的式样:

  这是初等学科嘚课程;高等科分“哲学级”和“数学级”,前者每周教授数学两小时课程是含有微积分的代数和天文学;数学级每周数学教授时数,課目如下:

  含有微积分的代数近世几何,解析几何三角法,画法几何

  教材要目,新制和旧制虽然大致相同,然而精简了┅些并且将微积分移到后面去了。

  要实行新学制必须选取文理共通的教材和教法;教育部强调:“中学教育以简单明了为主,并鈈要求专门的知识须置重点于精神的涵养(formationdel'esprit)”

  文科数学时间的增加和理科数学时间的减少,意味着实用的科学的精神为传统的攵化的精神所压迫。当时数学兼政治家潘乐卫26)和波赖尔都公表反对的意见──反对教育部的新学制法国中学教师向国际数学教科调查会报告说:“新学制简直没有顾到实情”。

  要了解法国数学教育的实况可阅下记的杂志:

  美国第一次大战,美国得着渔翁之利经济宽裕,教育也能够向“改造的方向”进展美国各州,教育制度并不相同中央政府也不求其统一。1916年组织了一个有权威的国際“全美数学教育委员会”(27)。这个委员会由十三名委员组织而成,其中含有数学家六名(28)教育实际家七名。1923年二月出了第一期報告书表题“中等教育中数学之改造”。(29)这个报告书分两部分;第一部分:一般原理及主张第二部分:特种特殊问题的研究。其Φ所说的一般原理的大意如下“吾人要有洞察和支配吾人周围的自然和社会的力量,要有以种种角度估计文化进步的力量所以必先培養思想和行动上的习惯使有效的涵养这种力量。数学教育的第一目的是在养成分析和理解“量”和“空间”的关系的能力──对于涵养上述的力量所不可缺的能力所以关于养成这种能力没有直接帮助的事项、方法、练习,必须排斥于课程之外光是简化计算或玩弄计算的技巧,都是不重要的事项用具体的事实,实际的问题抓住数的观念、方法、原理是对于数学课程全部,是重要的应该用力的。”然則数学教育如何统一呢?报告书上写着:“统一数学课程最切要的事项是函数观念……教师应将这个观念不断的放在心中,……逐步引导学生使他们得着函数性的一般观念。”

  美国中学下级三年,上级三年30)数学和几何两科有不平行教授的习惯,但是委员會希望实行综合主义制成教材配置方案教程,列表如下:

算术之应用(关于家庭和学校)直观几何

代数,应用算术(关于工商业的社会的)

数学,几何(论证几何)

代数,直观几何三角法

应用算术,代数三角法,

第十二年的数学四案相同。所谓选科目遇必偠时,选择下列诸科之一:投资数学商业数学,测量及航海术画法几何。微积分以应用为主不需要解析几何学形式的研究,所以表仩无解析几何一科

  美国教育家关于数学教育的争论美国的数学教育,从上文看来虽然向着改造主义进行但是具有浓厚的实用主义銫彩,且有心理化倾向美国数学教育的心理化的原因,不能不归之于1910年左右关于形式陶冶的论争。什么是形式陶冶脱离了所学习的內容而遗留下来的精神效果,称为形式陶冶比方学习数学,不问所学过的数学内容是什么觉得还有什么东西留下来的,这个效果是学習数学的形式陶冶数学的形式陶冶,自古以来一向重视;以为学习数学,可使思想精密推理周到。但是到了二十世纪,怀疑者出于是发生了“形式陶冶的问题”。对于这个问题研究者辈出,但是仍旧不能完全解决;有的否认数学教育的形式陶冶(31)有的觉着唍全否认是不对的。(32)于是乎对于数学教育的价值也有发生疑问的。例如哥仑比亚大学教育学教授司内屯(33)竟这样说:“中学校数學应该作为随意科,因为数学不是人人所必需的缘故”他又说:“消费者的数学(34)──算术的一部分──自然人人所必需不可以省畧,但是中学校的代数和几何(35)未必人人所必需,不必作为正科应改为随意科。至于数学的陶冶价值几乎无穷小”。但是假如數学光是有关于日常生活的部分就足够的话,那末小学算术也嫌过多。另外一位哥仑大学教授就是D.E.司密司却是拥护数学教育的。他说:“教育家中要驱逐代数学于中学校外的,大有其人;但是这些破坏主义的煽动家根本是反动的,现在已经没有力量了”此语见诸“司密司著,锅岛信太郎译(日文)的代数教授之进步(1925)”一书书中又说:“二十五年前的数学教育,其目的好像在养成数学家,現在的目的在培养有良好教养的美国市民”。

  我们于此可以断言:美国数学教育的特色是在培养“小市民性”。美国的数学教科書是富于小市民的实用性和学习心理的色彩。所以美国没有一本数学教科书是数学专门的人写的著者大多是教育工作者或是心理学者。

Mathematical Monthly 是美国数学协会36)的杂志,程度较高不限于中学校的数学。

  我国过去的教育和日本有密切关系现在谈谈

  日本日本从明治开始,37)事事模仿欧洲各国不管好的歹的,一齐搬进不十分加工,号称明治维新明治维新的根本课题是“日本将如何追着‘先進’诸国”?为了要解决这个问题日本政府集中力量,急速趋向资本主义一面,日本的社会机构中含有大量的封建残滓;经济的社會的政治的状势反映到文化和教育。日本的“移植科学”富于模仿性的缘故自然不能够顺利进行,为民服务时常有进退维谷的现象。數学教育当然也不在例外一时进,一时退成波动的现象。例如在1886(明治十九年)的学制中学一年级有“几何学初步”一科,用直观導入几何概念所用的书是法国式的;到了1902年,改变学制把“几何学初步”取消几何学从中学三年级起才开始教授。所用的书是以菊池夶麓著的初等几何学教科书菊池大麓是日本最初的英国留学生,留英五年;所以他的几何学书是纯粹查式的英国式的书(当然是日本文嘚)这个变更是日本数学教育的逆转,退步1902是国际改造运动开始的时候,日本人置之不理

  1902日本已的中学新学制;其数学要目是鉯菊池大麓和藤泽利喜太郎两人的意见做根底。两人都是大学教授菊池且做过大学总长(就是校长)文部大臣(教育部长),1902年已经封叻男爵;腾泽是东京大学的有力分子(后来任贵族院议员);日本人富于封建思想菊池藤泽的一切意见,当然通行无阻由是,1902的学制對于世界大势是开倒车的;他注重分科主义偏重论理性;他不容纳直观主义,实验和实测;不着重函数概念;将算术、代数、几何三者嚴格的分开不许融合。

  但是二十世纪的数学教育改造的潮流,奔腾澎湃急速的流入日本。中学教师组成了中学数学教育会发荇杂志,研讨数学教育政府也受到刺激,发表了种种琐碎的改造案国家的经济,受到第一次大战的“恩惠”宽裕得很。但是一直箌1930为止。所得的实绩不过是微温的改造。这是因为制造改造案的专家和实施改造案的教师都是受了旧式的──分科主义的偏重论理的──教育,飞越起来要他们彻底革新,他们会头痛的

  日本实行1902的要目经过了三十年,1931改革学制数学教育方才获得真的改造他的纲領是:

  (一)容认数学各科的综合

  (二)采用直观几何,

  (三)重视数值三角法

  (四)养成函数的观念。

  (五)教材须适切于实际生活

  日本学制,小学六年中学五年,高等和大学六年或七年今将1931的规程中的中学数学时数写在下面;

  這个方案,着实进步因为有时间的活动性使教材有伸缩的余地。但是不进步的教师,往往要用这个时间的活动性;以为有机可乘添叺难问题,作入学考试的准备补充旧式的教材,将整个数学还原到干燥的东西小仓金之助于1936四月某日利用无线电批评讲演,说道:“1931嘚新规程是极不彻底的一种似是而非的自由主义。教师可能在中学前三年将基本教材全部告成。教育部有‘补充’一项不明示补充嘚内容。教师们可能集中势力在四五年级补充,努力于入学考试的准备现实的学校是如此的。实际上四五年级教科书中的问题,对於数学专门以外的人们毫无用处,就是对于数学家自己也是价值极低的东西。谈到入学(高等学校入学)(58)考试问题呢大概和日瑺生活,自然和社会的理解没有关系。公平立论对于这种入学考试问题失败了的学生,仍不失为健全知识阶级的日本人;相反地考取了的,也不过是考试所囚起来的人中学校的上四五年级,是“入学考试职工养成所”;假如高等学校的入学考试无数学一科数学科嘚存在都要发生问题了。教育部应该从速改订教授要目……”

  1945年冬,笔者到了台湾看到日本文部省编的一套中学数学教科书,完铨采取融合主义置重心于函数概念,面目一新而且知道那个时候,东京方面已将算术、代数、几何、三角、解析几何微积分呵成一氣,书也出来了但是书没有到台湾。

  苏联今年夏笔者到北京参加课程改革会议,苏联教育专家作了很长的讲演给我们听他说:“规定课程,改革课程是一件难事苏联从1917到1939,课程屡有更变”希望我国以苏联为鉴少走迂回的道路,苏联的普通教育制度从1934学制改革以后,无大变化;至于中学在1939年的党大会,才决定“于都市设立十年制的中学于农村及民族共和国以七年制的准中学校做基础”。┿年制中学设立以前相当于中等学校的,有“单一劳动学校的第二科”这种学校的目的,一面是普通教育的继续;一面是完成普通教育建设唯物论世界观的充分坚固的基础。因此重视

  (1)社会科学,(2)实际的自然科学

  事实上,课程中的数学、物理、化學、博物时间数的合超过总时间数的三分之一其中数学时数,分配如下:

其第五年(其实是初年级)的教授要目摘出数项于下:

  (一)十进法,整数和小数的计算百分率。简单的方程式

  (二)直线,线分测定,米达法经验事实的图表。测定误差的估计

  (三)分数,素数最小公倍数,分数和小数的计算

  (四)直角及其等分,圆及其应用(图案上的)平等四边形,多角形嘚

  (五)指数平方根及其几何学的意义,立方体等体积公式三角锥的表

  (七)一元一次方程(数字系数):之实测,圆周公式圆面积公式,

  圆锥的面积和体积三角形(已知三边)的作图。

  光是看了这个摘要可以知道他是倾向于改造论的。再细察怹的第九年的

  教授要目“更可以明了他的精神所在”。

  (一)等差级数及等比级数应用问题。

  (二)变数法无限大,無限小极限,极限的基本定理无限等比级数。

  (三)用两有理数列定义无理数及其相关联的基本事项。

  (四)正多角形圓周及圆面积,曲面体的体积(加乏利害原理的应用)

  (六)高次方程式。

  (七)顺列组合,二项定理

  大致和德国的敎授方案相类似,但是第九年的(三)这一项的确是特色。

  但是苏联十月革命后十余年间的数学教育方针和彼利及克来茵的思想,未必一致上述教授要目的说明:“数学在教育上的地位,可以简单的规定如下:数学对于学生是实际上必要的学科。在学校;在后來的生活──不管什么职业──有他的必要性的缘故是一个不可不与之相观的工具”。因功利上的目的实际的必要,而承认数学在教科中的地位但是高利曼39)不以为然,说道:“这样自然把数学开倒车一直达到阿尔基米特斯;但是,这些努力和辩证法的唯物论,没有任何共通点”用同样的意义,摩洛铎西40)对于数学研究的全般下了批判(1933):“人们往往这样主张数学的发展,其目的在满足今日社会主义建设的需要;将可以满足这个要求的数学诸分科发展起来就好了但是这种主张是不对的,当然计划数学的发展,必须紦实践需要的满足和社会主义建设的展望放在心上

  但是要进到这个目的,仅仅乎将若干的分科片面的发展是要失败的,一定要把‘全数学’计划的发展然后可能。”

  十年制的中学教科书1949发行的,吉西略夫(41)著的已经由东北人

  中国二十世纪初叶,中國才订了学制;学制是“削足适履”式的日本制度中学的数学课程,形式上和日本的无大差别教科书也有许多译自日本的──42)比方前述菊池的几何学。43)国际改造潮流一时冲不进日本中国更不消说,一直到解放前夕旧式的数学教育,未曾动摇中途摹仿美国;美国的教科书,盛行起来了有些学校简直用英文原本,中学教科书用外国文当然是限于殖民地或半殖民地的,且所用的原本往往茬其本国已经早停止使用──例如“范氏大代数”。因此数学教育,不但成绩不良且其目的也不明了。学生视数学如仇敌成了中等敎育上一个大问题。

  解放以后中央教育部成立不久,就召开全国教育工作者会义;1950年

  又召开精简座谈会,大家同意这样的原則(包括数理,化):

  (甲)精简的目的在求教学切实有效而不是降低学生程度;

  (乙)删除不必要的或重复的教材,但仍須保持各科科学的系统性完整性;

  (丙)六三三制暂不更变。

  关于数学教材的精简原则是:

  (一)要与实际结合要与理囮学习结合,要与经济建设的科学知识结合

  (二)太抽象的材料宜精简或删。

  (三)数学课程仍规定为算术、代数、……解析幾何

  这是创举,值得庆祝的但是,笔者愚见还有几句话要补充。(乙)项的保持各科的完整性、系统性是含有分科主义的精鉮。国际中等教科改造的倾向不但融合数学的各分科,并且要融合物理、化学、博物诸科事实上,日本在第二次战争结束前已将中學的理化博物融合成一科了──理科。编著教科书是由于集合许多专家,会议作成的苏联的教科书,虽然还没有整个的融合但是日噺月异,向融合的方向进行总而言之,(乙)项的第二段规定的太呆板了。失去了进步的倾向同样,数学的第(三)项的规定应該是暂时性的。吉西略夫的高中代数学中函数与图表,着重得很这不是代数学和解析几何的融合么?不过以代数为主体就是了又关於第(一)项,细察精简纲要(草案)看不出什么地方有(一)的精神,例如初中几何、高中立体几何、高中代数、高中平面三角法、高中解析几何诸科的精简纲要不过将美国的几本书──三S几何、范氏代数、葛氏三角、三氏解析几何──简化了一下。要他具有(一)嘚精神是不可能的。话说回来;这是数学教育具有生气的开端当然是温和的,不能希望他有太多的结果

  总结和展望处这个大时玳,要过有意义的生活做有意义的工作,必先具有理解自然和洞察社会的能力所以必须养成对于这种能力有效果的“思想和行动的习慣”,这就是教育数学教育呢?学了数学要使能够分析和理解这种思想和行动的习惯上所不可缺的“数量与空间的关系”。不但如是理解和分析数量与空间的关系,也是数学的特征所以是数学特有的任务。数学教育的目标既然在此数学教科首先要综合和统一下列(甲),(乙)两方面:

  (甲)数学是物质支配及社会组织的一种手段;

  (乙)数学具有特殊的观念和方法

  然后用教育的技术,指道学生学习数学就是说:

  (丙)顺应学生的心理,分配教材指导学生学习。

  但是我国过去的数学教育呢?第一:敎材全部是陈述的──十八世纪以前的把近代数学,置之度外以(乙)来看,是太古了第二:内容太偏重论理性,忽视学生的心理過程;是不合于(丙)第三:对于理解近代科学和社会生活,太少力量;这是没有硕到(甲)无怪乎中学生的90%以上,认为数学是干燥無味的最不容易学习的。这种教育当然是不会有成绩的。

  到了今日上述种种缺点,还未能十分清算特别,上面所示的数字90%仍未能减少恐怕光是以“简化为精简”的改造政策,不能解决这个问题“草案”根本没有硕到“精”的一字,“简化”也似乎缺乏原则性然则应该如何精简?

  (一)代数计算是一种极便利的机械的技术。但是中等教育决无人人都

  做成代数计算熟练工人的要求所以一切繁难的,非实质的计算;缺少真实性的问题都应该除去三角法也应该如此处理。

  (二)学习几何应该从直观几何入门,大概是没有疑问的然则如何处

  理论证几何学呢?几何学具有完整的体系是论理的组成的,他有其他学科所不能及的美观和价值但是,全部几何学教科书往往充满着定理,命题难题等等;除了少数的学生而外,大多数学生不能愉快接受这是应该简化,应该想出办法来简化笔者以为假如将公理的条数适宜的增多,一定可以免除冗长的毛病;将有些定理(普通教科书中的定理)改为公理学鍺自负的专门家(几何学)未必以为然,但是教育上是有意义的有好处的。假如又把普通几何教科书中的难题全部除去学生学习的困難,一定可以减少这样的简化,对于几何教育的目的仍未有所损失;因为简化了几何学,不但仍保留着论理的精神并且空间的基本倳实,仍得一一了解之故几何学全体的结构,既然已能理解这方面的教育目的,不能不说是已经达到对于有志深造的学生,要明白幾何学的完全论理系统的时候有了这个基础,也是事半功倍的

  由于(一)和(二)的两原则,将教材简化中学数学一定可以减尐20%

  到30%。然则用什么东西补充呢

  (三)微分积分的概念,是可以平易的直观的说明的44)中学生应该使他

  们理解速度与加速度的关系,二次函数的变化率(简单)曲线形的面积的求法等等,从这些事项微分和积分的概念,可以油然而生添加了一点微积汾的概念和计算法,便可应用到近代自然科学上去使数学和产业技术有密切连系。

  (四)添加社会经济方面的数学使学生对于社會认识有帮助。例如统计

  法的一般──统计的量的平均、标准偏差、歪度、相关系数、由实验结果作成的实验式──就是这种材料

  精简原则的“草案”,没有一个核心未免散漫。

  (五)数学教育的核心在乎养成函数观念。所谓函数观念其义甚广,

  並非专指函数的解析表示或函数的图表。比方绍兴距杭州50公里;上午七时,陈某从杭州出发向绍兴赵某从绍兴出发向杭州;陈某每尛时行六公里,赵某五公里要问两人何时何地相逢?对于此问题研讨两人在瞬间的地位,以求位置和时间的关系这就是函数的观念。有人看了吉西略夫的初中代数学因为书中没有函数和图表,就以为他并不用函数观念来写书;这是近视的看法将函数观念的意义呆板化了的缘故。即使没有任何计算假如能够理解量与量之间的关系,对于实际生活就有用处又假如脱离了函数观念,学习了形式的代數完整系统的形式几何,生活上有什么意义呢固执的人们,硬说函数观念是属于高等数学的至少初中数学里面可以没有,但是函数觀念和吾人日常生活是不分离的以函数观念做数学教育的核心,就是要数学和人生保持密切的连系

  (六)教授数学史,不但可以提高学生学习数学的兴趣并且数学史料,

  也是数学一部分学生应该知道他的大意的。关于中国的部分尤可以增高爱国的情结。泹数学史科不宜以中国的为限。比方吉西略夫的初中代数在第二章的未尾,说道:“在中古时代印度数学家45)才提出了正负数……的计算法则(620年)。………但在欧洲大陆上直到1544年,负数的意义还不能完全领悟。………”云云可见吉西略夫所采的史料,并不限于苏联数学史既是数学的一部分,宜随处插入不必设专科。

  用(一)和(二)的办法简化;(三)(四),(五)(六)嘚办法去加精,这是笔者对精简原则的个人见解

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