访谈|瞭望 | 数学家、计算机科学家张景中院士接受《瞭望》专访谈教育数学:把数学变容易( 二 )


熟悉了就容易 。 尽可能把要学的新知识和学生已经熟悉的东西串通起来 , 旧瓶新酒 , 推陈出新 。
简单了就容易 。 寻求更简单的表述方式 , 更通用更有力的解题方法 , 为大量问题提供有章可循的解决途径 。
想通了就容易 。 尽量把前后左右的知识串通起来 , 把道理说清楚 。
直观了就容易 。 形数结合 , 动静结合 , 充分利用教育信息技术提供的工具和环境 , 在数学实验中变抽象为具体 , 体验数学之美 。
为此 , 就要做切实的基础数学研究 。 这包括提出新定义新概念 , 建立新方法新体系 , 发掘新问题新技巧 , 寻求新思路新趣味 。 凡此种种 , 无不是为教育而做数学 。
基础教育中的数学 , 讲的是普适的最一般的数学事实 。 大道至简 , 最一般的道理应当是易于表达和理解的 。 因此 , 有可能让“过去曾经使成年人困惑的问题 , 在以后的年代里 , 连孩子们都能容易地理解” 。
【访谈|瞭望 | 数学家、计算机科学家张景中院士接受《瞭望》专访谈教育数学:把数学变容易】《瞭望》:在你看来 , 数学在增强国家科技创新能力中有着怎样的作用?
张景中:增强国家数学实力 , 要重视数学的基础研究 , 重视数学教育和科学普及 。
数学作为一门基础学科 , 是学习其他学科的重要前提 。 学好数学对于培养探索精神、思维的严密性、求真的执着精神等都有重要意义 。
科技创新和数学的关系非常密切 。 科技创新研究的方法主要表现为逻辑推理、实验观察和计算 , 而这三种方法都需要数学做基础 。 逻辑以推理和演绎为特征 , 需要严谨的数学知识做支撑;实验以观察和总结自然规律为特征 , 涉及对数据的记录和分析 , 不能没有数学知识;至于计算 , 更是数学的领地 。 简言之 , 数学为科学探究提供了简洁的语言、计算的工具与分析的方法 。 没有良好的数学基础 , 想拥有良好的科学素养和科学精神是不可能的 。
教育数学在五个方面有重要进展
《瞭望》:教育数学目前取得了哪些成果?
张景中:四十多年来 , 教育数学主要在五个方面有了重要进展 。
其一是在初等几何领域发展了面积法 , 基于小学知识得出的方法 , 把大量几何题变容易了 。
基于我国几位学者共同努力 , 面积法发展成几何定理机器证明的消点法 , 成为国内外奥数培训的内容 , 还被编入一些高校师范类教材 。
其二是发现了三角在小学数学知识基础上的生长点 , 提出用面积关系定义正弦 , 实现了国际上著名的数学教育大师弗赖登塔尔在四十多年前提出而国外未能实现的提前两年学正弦 , 让数学能配合物理进度的设想 , 让学生在七年级下就能掌握正弦定理与正弦和角公式 , 八年级上就能掌握余弦定理 , 在义务教育阶段掌握三角形的作图推理与计算 。
这方面的研究始于1974年 , 1980年研究成果发表 , 2012年正式进入整体全学段教学实践 。 学生学得轻松有趣 , 负担减轻 , 成绩上升 。 广州海珠实验中学的两个实验班中考数学优秀率百分之百 , 入学时数学成绩中下的学生毕业时也达到优秀 。
由北京航空航天大学数学与系统科学学院李尚志教授主编 , 主持过实验的张东方老师、赖虎强老师参与编写的教材《新思路数学》已于2020年出版 , 全国十几个省上百学校立项做进一步教学实验 , 目前进展良好 。
其三是有关高中向量部分的学习中 , 发展了向量回路方法 , 消解了师生关于向量解几何题不如传统方法简便的困难 。 由此联系到数学与哲学大师莱布尼兹提出的“点如何相加”的问题 , 提出了点几何的纲要 , 用点的代数关系直接表达几何性质 , 用代数运算表达几何推理 , 在科普讲座中引起学生兴趣 。

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