我們常常以自己如何走上數(shù)學(xué)道路的經(jīng)驗(yàn)來判斷是非,那是不全面的。我比較喜歡幾何,這里先談?wù)勚袑W(xué)幾何課程的改革。我常常聽到一些意見,認(rèn)為中學(xué)的幾何必須是一個(gè)公理系統(tǒng),我不贊成。
中國古代的幾何學(xué),沒有公理體系,但是有原理,例如出入相補(bǔ)原理等等。中學(xué)幾何課上,講公理不如講原理,例如三角形全等的條件,就是一個(gè)原理。我們選擇若干個(gè)原理,將幾何內(nèi)容串起來,比公理系統(tǒng)要好。一部經(jīng)典力學(xué),就是從牛頓三大定律(三個(gè)原理)推演出來的,也有人認(rèn)為,從原理出發(fā)不嚴(yán)格,使用公理體系才能做到嚴(yán)密,這是在唬人騙人,中學(xué)幾何課程根本做不到希爾伯特《幾何基礎(chǔ)》那樣的嚴(yán)格性,歐幾里得《幾何原本》里的公理體系也是不嚴(yán)格的,我們沒有必要去追求這種公理系統(tǒng)的嚴(yán)密性。
當(dāng)然,我決不是否認(rèn)邏輯推理的重要性。一旦把幾個(gè)重要的原理確定下來,我們還是要一步步地嚴(yán)格論證,從原理出發(fā),推出那些幾何學(xué)命題和結(jié)論。另一方面,幾何學(xué)有形象化的好處,幾何會(huì)給人以數(shù)學(xué)直覺。不能把幾何學(xué)等同于邏輯推理。應(yīng)該訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理能力,但也應(yīng)適可而止。只會(huì)推理,缺乏數(shù)學(xué)直覺,是不會(huì)有創(chuàng)造性的。
不論是幾何,還是代數(shù),都要講“推理”。你在解方程時(shí),把一個(gè)方程化成另一個(gè)方程,就要講“同解”的道理。使用一種算法解問題,也要論證其合理性。任何數(shù)學(xué)都要講邏輯推理,但這只是問題的一個(gè)方面,更重要的是用數(shù)學(xué)去解決問題,解決日常生活中,其他學(xué)科中出現(xiàn)的數(shù)學(xué)問題。學(xué)校里給的數(shù)學(xué)題目都是有答案的,已知什么,求證什么,都是清楚的,題目也一定是做得出的。但是將來到了社會(huì)上,所面對(duì)的問題大多是預(yù)先不知道答案的,甚至不知道是否會(huì)有答案。這就要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,學(xué)會(huì)處理各種實(shí)際數(shù)學(xué)問題的方法,但要做到這一點(diǎn),光憑邏輯推理是不夠的。
順便說一句,中學(xué)里“對(duì)數(shù)”的地位似乎應(yīng)當(dāng)重新估計(jì)。過去學(xué)對(duì)數(shù)主要是為了查對(duì)數(shù)表以便簡化計(jì)算,現(xiàn)在有了計(jì)算器,對(duì)數(shù)的這一功能已被取代了,至干對(duì)數(shù)函數(shù),那恐怕還是要的。
大家談到我的研究工作,即數(shù)學(xué)定理的機(jī)械化證明,是否可用于中學(xué)數(shù)學(xué)課程改革,我也沒有把握。我只是在一個(gè)會(huì)上談了設(shè)想,有些同志覺得可以試試,至于是否可行,現(xiàn)在還不知道。
由干電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),解析幾何的重要性在增加,中學(xué)里結(jié)合解析幾何方法學(xué)習(xí)平面幾何,也許值得作進(jìn)一步研究。不過,我仍回到我剛開始說的一句話,即數(shù)學(xué)教育改革一定要慎重考慮。一定要經(jīng)過試驗(yàn),而且首先要在教師中進(jìn)行試驗(yàn)。中學(xué)里滲透機(jī)械化證明的思想,也一定要慎重才好。
(注:本文是1993年2月23日,作者在國家教委基礎(chǔ)教育課程教材研究中心召集的數(shù)學(xué)課程內(nèi)容改革研討會(huì)上的發(fā)言。華東師大張奠宙教授整理。)
(轉(zhuǎn)自臨沂師范學(xué)院數(shù)學(xué)系,中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,吳文俊)
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