中学平面几何课的地位 作用与教学目的 翁凯庆 邓安邦 (四川师大数学系 610066)
为了搞清楚中学平面几何课的教学目的,我们必须对这门课程在中学教育中的地位和作用有一个清晰的认识.回顾数学教育的历史可以注意到,每当中学数学课程有较大变革时,传统的几何教育的地位和作用便受到怀疑, 课程内容的变动也往往以几何内容的变动入手.随着时代的变迁,对几何教学内容作必要的调整、变动是无可非议的,但问题的现状是时至今日,如何看待平面几何教育的地位和作用尚没有统一的认识,其中对现行中学平面几何教学内容处理的看法也大相径庭.我们认为,从我国的国情出发,现实、客观、公允地看待平面几何教育的地位和作用,既不夸大,也不贬低,才能使之在基础教育中发挥应有的作用.对此,我们必须明确下面几点:
第一,中学平面几何课所涉及的基础知识,无论是对进一步学习,或是直接参加生产,或是作为一个现代社会的基本公民的一般素养,都是完全必要的.对此,一般都没有异议.无论国内外,平面几何在历史长河发展中所沉积的文化特性,对学生文化素质的提高所起的积极作用,都是其他学科教育难以超越的.
第二,中学平面几何课的价值,主要在于发展学生的逻辑思维,培养他们的推理能力.王元教授说:“几何的学习不是说学完了这些知识有什么用, 而是针对它的逻辑推导能力和严密的证明.而这一点对一个人成为一个科学家,甚至成为社会上素质很好的公民都是非常重要的,而这个能力若能在中学里得到训练,会终身受益无穷.”因此,一般人都认为,中学平面几何的课程内容,是培养学生逻辑思维能力的最好材料.
爱因斯坦曾说:“单凭传统的逻辑思维而想有所发现是困难的甚或是不可能的;但是,假如认为不必借助于逻辑思维而想有所发现,这同样是不可思议的事情.”爱国斯坦的这段话不仅深刻地指出了逻辑思维的重要性,也同时指出了逻辑思维的不足之处.平面几何课的价值是否仅限于逻辑思维的培养呢?
第三,中学平面几何课的主要价值,是能对学生进行较全面的思维训练, 而不仅在于发展学生的演绎证明的能力.对于思维训练的作用,项武义教授曾说:“数学基础当然十分有用,十分重要,但是,认识问题,解决问题的思维训练实在更加有用,更加重要.在传统的许多基础数学课本中,往往注重前者而未能足够地重视后者.我们觉得这是今后的基础数学课程发展中应力求改正之点,至于某些知识点的增与减倒是不必斤斤计较的次要问题.”
为什么说平面几何课程能对学生进行较全面的思维训练呢?这可以从如下两方面来理解和看待.
首先,平面几何的教学离不开数学直观.在平面几何教学过程中,总是先对几何图形作观察分析,在此基础上展开想象,直觉地或逻辑地对问题解决提出一些设想、联想或猜想,以此为线索初步勾画出解决问题的方案,再经精细的逻辑加工得出问题的完整解答.
现代生理学和心理学的研究表明,人的左右半脑在思维上是分工合作的.左半脑主管逻辑思维,右半脑主管形象思维.几何问题的解决,一方面借助右半脑的功能,发现新苗头,提出新的设想、联想或猜想,再借助左半
脑的功能,将问题进行逻辑整理、加工,去粗取精,去伪存真,将问题的最终解决落实在严密的逻辑论证的基础之上.其结果是使学生逻辑思维能力、创造性思维能力都得到发展.我国数学家吴文俊教授告诫人们:“几何会给人以数学直观,不能把几何等同于逻辑推理.应该训练学生的逻辑推理能力, 但也应适可而止.只会推理,缺乏数学直觉,是不会有创造性的.”
这里应当指出的是,就是逻辑思维能力,也不仅指演绎证明.作为逻辑的核心,不应当是证明,而应当是推理过程,即是解题思路的探索,是“分析”过程.而所谓“分析”又是分析法与综合法两种推理形式的综合运用.在“分析”过程中要强调的是对问题解决的整体的宏观把握,而对形式证明的细节先不作过多的考究,以免学生拘泥于细节而失去最终的目标.解决这一问题的一