数学史与数学教育，以台体体积公式教学为例

　　1.台体体积公式的教学

　　《普通高中数学新课程标准（实验）》（以下简称新课标）中对台体及其体积公式的内容做了删减，在新人教版数学必修2中也仅列出台体的体积公式，并未对其由来和证明过程做介绍.然而，台体体积公式所隐藏的数学价值却不能被一个简单的式子给遮盖住.克莱因在《古今数学思想》一书中用这样一句话来展示它的魅力：“埃及几何里最了不起的一个法则就是计算截棱锥体的体积公式！”可见，若是在讲授台体体积公式这块内容时，只是粗略的介绍计算过程、重点记忆式子结构就太遗憾了，这就损失了一次宝贵的与数学史交流的机会，更可惜的是，学生也会因此错过对台体体积公式产生良好建构认知的过程.

　　朱哲与张维忠撰写的《一节基于数学史的教学课例：正四棱台的体积公式》一文中，对正四棱台的体积公式证明给出了若干种办法，令人眼前一亮！作者不单单从台体定义的角度出发，利用“补”的方式证明公式，还引导学生采用各种不同的“切割”方式进行证明.其中，最值得关注的便是作者在教学中引入了一段数学史料，启发学生探索古埃及人是如何得到台体体积公式的，并最终揣摩出了古埃及人得到公式的思路.

　　这里的价值除了体现在感慨数学产生的伟大外，更重要的是学生能按照前人的思路思考问题，四千年前的数学正是人类史上数学的起点，数学是怎么来的？数学的思想是由什么产生的？这些问题都太重要了！有了这些内容的强化，才能使学生在认知“台体体积公式”这块内容时产生足够多的看法、产生足够多的观念，才能对其产生更深刻的认识！可见，数学史教学的目的不仅仅是兴趣的培养。

　　2.数学史与数学教育的现状分析

　　纵观国内外关于“数学史与数学教育”研究，发现这个领域的相关研究不少，并且热度也一直不减.国际上把对数学史与数学教育关系的研究简称为HPM，有不少学者一直从事这方面领域的研究.

　　国内也很重视在数学教育中对数学史的融人.在新课标中，“课程的基本理念”里就指出：“数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势，数学对推动社会发展的作用.”并设立了一本《数学史选讲》的选修教材，这充分体现了新课改对数学史的重视.另一方面，国内的学者们自2000年来对数学史与数学教育的研究颇多，发表过上千篇相关论文.笔者对其做了一个简单的文献综述，可以发现，它们的观点大多如下：

　　观点一：数学史可以激发学生学习数学的兴趣、提高学生数学史修养.

　　观点二:数学史可以显示多元文化差异，促使学生形成丰富的数学体验.

　　观点三：数学史可以展示数学的思想方法，使学生具有一定的思维能力.

　　再看“数学史与数学教育”

　　笔者认为，先前的研究的确很好的概括出数学史对数学教育的作用，同时在实践中，数学教育的过程中也融入了不少丰富的数学史内容.但是，笔者认为数学史对数学教育的数学素养，这涉及怎样学好数学？学数学有什么用？等问题.而提升学生的数学素养，情感态度价值观这一方面就必须要得到落实.新课程重视学生分析问题、发现问题、提出问题、解决问题以及交流问题的能力，培养学生的这些能力，也正是提升学生数学素养的一个体现.

　　方面二:建构学生良好的认知结构.

　　在“台体体积公式”案例中，若只是孤零零的呈现公式而没有给予学生其他信息，学生很难对其形成良好的内部表征，从而在学生的知识结构中，这块内容也相对零散，难以与其他知识联立良好的连接.若按照本案例中的思路，结合数学史进行“台体体积公式”教学，能给学生带来丰富的情感体验，帮助学生形成良好的表象，在学生的知识结构中建构起对台体体积公式的多种看法，有助于学生重新组块，把此公式与“切割法”等已有的知识结构中的元素进行连接，加深了对此公式的理解.

　　方面三：培养学生的数学观.

　　黄毅英先生认为：学生对“数学是什么”的认知直接影响他们学习数学的方式.教师对“数学是什么”和“数学是如何习得”的认知也影响着数学的教学.他在《数学观研究综述》-文中提到：“数学观不只是‘学习’与‘数学表现’的中介因素，它本身亦可被视作一种学习成果i在调查中，教师却把在日常生活中有广泛应用的数学（如估箅、记录、观察、数学决定等）看成是与数学无关的，于是在实际教学中学生所体验到的数学乃是一堆法则的集合-

　　可见，培养学生树立良好的数学观念皇很重要也很有必要的.数学史融人数学教育就可以在一金程度上对培养学生良好的数学观起到促进作用，数学史可以影响学生的认知结构，从而促使学生产生丰富的表象，推动学生对数学概念的理解，对数学概念、原理等产生丰富的认识，增加情感的体验，引发学生对数学发展的思索与猜想，从而增进学生对数学价值的感受，进一步影响学生的数学观念.

　　数学史融人教学教育的案例其实远不止我们耳熟能详的高斯与数列、阿基米德与几何、勾股定理与赵爽弦图等例子，多对数学史料进行研究，可以发现更多迷人的资料与案例，这些都可以在我们实际的数学教学中进行展现.例如本文中论述的台体体积公式的例子，例如古巴比伦的60进制记数法对现代数学角度度量单位的影响，阿拉伯人的算数对代数的贡献，天文测量球齒三角与正弦定理的关系等等.

　　                                刘一真

　　                            （科学高中广东深圳518000)