數(shù)學史在人才培養(yǎng)中的作用
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摘要：數(shù)學教學中，數(shù)學史對人才培養(yǎng)中的作用是不可忽視的，尤其是著名數(shù)學家的故事對學生產(chǎn)生一定影響，本文以數(shù)學家陳景潤的故事為例探究，闡述數(shù)學史對人才培養(yǎng)的作用。
關鍵詞：陳景潤；數(shù)學史；人才培養(yǎng)；作用
陳景潤是我國著名的數(shù)學家，中國科學院院士。陳景潤出生于1933年，故鄉(xiāng)是福建福州。1935年，陳景潤從廈門大學數(shù)學系畢業(yè)，四年后加入中國科學院數(shù)學研究所，陳景潤在華羅庚教授的指導下開展對于數(shù)論的研究。曾經(jīng)擔任過中國科學院研究院并且兼福建師范大學、華中科技大學、青島大學、河南大學以及貴陽民族學院的教授，任職過《數(shù)學季刊》主編，曾經(jīng)是國家科委數(shù)學學科組重要成員。陳景潤主要進行解析數(shù)論方面的研究，而且他在著名的哥德巴赫猜想方面取得了驚人成果。相關的成果被人們稱作陳氏定理，有著廣泛認同。
一、陳景潤的人生經(jīng)歷對于培養(yǎng)人才的啟示
陳景潤出生在福建省，是閩侯人。他小的時候?qū)W習十分用功，由于家境貧寒，所以比別人勤奮，高中還沒有畢業(yè)就順利考進廈門大學。陳景潤在小的時候就對數(shù)學有一種獨特情感，他有空的時候就喜歡演算數(shù)學題，大家都知道他是小數(shù)學迷。陳景潤不太會說話，但是一個和善而且真誠的人，不會與人計較小事，把一輩子都交給了數(shù)學事業(yè)。陳景潤第一次聽到哥德巴赫猜想是在英華中學讀書的時候，有一次，清華大學的一個非常有學問的教師來講課，陳景潤就是其中的聽眾，故事是這樣的：大概在兩百年前，德國有一個叫哥德巴赫的數(shù)學家想出了一個天才猜想，“任意一個偶數(shù)都能夠用兩個素數(shù)的和來表示”。哥德巴赫一輩子也沒有完整地證明出這個猜想，于是他寫信給俄國的著名數(shù)學家歐拉，請求他一同證明這個難題。歐拉為了證明這個問題可謂絞盡腦汁，但是直到去世也沒有完成。哥德巴赫同樣是在遺憾中去世，為后人留下了這個世紀難題。兩百多年來，著名的哥德巴赫猜想吸引力大量的數(shù)學家的研究，但是仍舊沒有結果，屬于國際數(shù)學界最大的謎案。當時那個教師還做出十分形象的比喻，他把數(shù)學比做自然科學的皇后，又說哥德巴赫猜想是皇后王冠上的閃閃發(fā)亮的明珠。這節(jié)課連同有趣的故事給年少的陳景潤心里留下很深印象。后來的時間里，這個著名的猜想就像是強力磁鐵一樣吸引著他。自此，陳景潤走上了摘取皇冠寶石的漫長道路。陳景潤1953年從廈門大學數(shù)學系畢業(yè)，曾經(jīng)留在廈門大學做學校圖書館資料員，整理圖書館的圖書，同時還需要幫忙批改學生的數(shù)學作業(yè)。但是在工作忙碌和時間緊迫的時間里，陳景潤并沒有放棄對數(shù)學科學的研究。陳景潤對數(shù)論方面的研究比較感興趣，所以他花費了大量時間閱讀關于我國數(shù)學家華羅庚所著的關于數(shù)學研究的書，同時還學習了西班牙語、意大利語、日語、法語、德語以及俄語。學習這些國際語言是一個較大突破，但這些努力只是奔向成功的一小步。為了實現(xiàn)自己心中的理想，陳景潤在多少個寒冬和酷暑里，在他還不到6平方米的小屋子里潛心鉆研、夜不能寐、食不知味，他用來計算的草紙就滿滿地裝了好幾個大麻袋。1957年，陳景潤被調(diào)到中國科學院研究所從事研究工作，在這個新的環(huán)境里，陳景潤更加用功。在十多年的計算之后，陳景潤發(fā)表了他的關于哥德巴赫猜想的論文成果。這個論文得到了國際數(shù)學界以及眾多數(shù)學家的極力贊揚和重視。德國著名數(shù)學家黎希特以及英國著名數(shù)學家哈伯斯坦都把陳景潤的相關論文寫到了數(shù)學書里，并且稱之為“陳氏定理”。這個論文代表陳景潤終于摘取了數(shù)學皇后王冠上的那個寶珠，哥德巴赫猜想這個國際數(shù)學難題終于被數(shù)學家攻克。這個故事可以有效激發(fā)學生的數(shù)學探究興趣，讓學生也產(chǎn)生研究數(shù)學頂端問題的理性，有效提升學生的主動性以及積極性，進而培養(yǎng)學生的學習習慣、學習態(tài)度以及自信心；讓學生了解到只要肯付出努力，就可以學好數(shù)學這門學科，同時還能發(fā)現(xiàn)數(shù)學中隱含的規(guī)律，得到意外發(fā)現(xiàn)。通過對數(shù)學理想以及數(shù)學學習志向的培養(yǎng)，學生能在潛移默化中養(yǎng)成數(shù)學精神，并且產(chǎn)生不斷追求數(shù)學真理和堅持數(shù)學理想的意義。
二、陳景潤的學習興趣對于學生培養(yǎng)的借鑒作用
陳景潤在農(nóng)村長大，誠實憨厚，不喜歡逛馬路和公園，唯獨鐘情于數(shù)學，每次都會忘記睡覺和吃飯。陳景潤一旦到了圖書館里，就好比螞蟻掉到了蜜糖盒子里面，舍不得離開。一天早上，陳景潤吃過早餐，帶著幾個饅頭和一塊咸菜就去圖書館學習。他在圖書館里找到了一個人少還安靜的地方，開始認真讀書。到了中午，肚子餓了，陳景潤就會從口袋拿出來一個饅頭,一邊看書，一邊啃饅頭?？粗粗瑘D書館下班的鈴聲響了，圖書館管理員開始大聲說：“下班時間，下班時間，請各位把圖書放回原處，離開圖書館?！逼渌硕甲吡?，但是陳景潤因為過于投入，沒有聽到管理員的呼聲，還繼續(xù)看書。圖書館管理員以為里面的人都走了，于是鎖上大門，回家休息了。時間一分一分地過去了，天色逐漸黑下來。陳景潤只是簡單地看了看窗外，心里想著：怎么今天的天氣這么奇怪，剛才還是陽光普照的，這會兒就陰了。陳景潤打開電燈的開關，坐下來繼續(xù)看書。陳景潤又看了好久，忽然站起身，原來是他看了整天的書，腦袋開竅了，他要趁著思維活躍的時候回家，把之前百思不得其解的題目解開。他把自己的書收拾好，向著圖書館的大門走去。這時的圖書館十分安靜，聽不到一絲聲音，陳景潤沒有看到管理員，也沒有看到平時到圖書館看書的人，他下意識地看了看手表，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是晚上八點多了。大門被鎖上了，陳景潤沒有推開，他向門外喊，“請開門，請開門！”門外還是一片安靜。如果換作平時，陳景潤會走回到圖書館的座位上接著看書，到第二天上午就能回去了，但是今天的情況不相同，陳景潤需要回宿舍做一道題目，這才是重要的事情。陳景潤來到電話機旁邊，撥通了辦公室電話，但是電話那頭沒人響應，只能聽到持續(xù)的嘟嘟聲。他連續(xù)撥打了幾個號碼都沒有回應。陳景潤急了，他撥通了黨委書記的電話。黨委書記接到電話后很疑惑，不知道發(fā)生了什么事情。陳景潤向書記說明情況，書記笑著說：“辛苦了，辛苦了，你是個好同志啊，陳景潤。”他立即派幾個人聯(lián)系圖書館的管理人員，最后打開圖書館的大門。陳景潤連忙跑出來道歉：“謝謝，謝謝，真是太對不起了?！标惥皾櫼贿叺狼?，一邊急忙跑下樓梯，趕回宿舍?；氐剿奚?，陳景潤打開燈，開始琢磨那個題目。學生由此明白，陳景潤的成功源于強烈的學習興趣，可見興趣是他最好的老師。愛迪生的每一項發(fā)明都是和他的興趣緊密相連，他發(fā)明電報之后又開始做電話實驗。由此，一個“會說話的機器”做成了。人們聽到這個消息都前來觀看，并稱他為“最偉大的發(fā)明家”。興趣是一個人取得成功，展示智慧的先決條件。筆者認為，除了勤奮外，興趣是最好的老師，有興趣，學生才會在某一領域深入研究，才會取得成功。
三、陳景潤的相關成績對于人才培養(yǎng)的啟示
陳景潤除了解決哥德巴赫猜想這個難題之外，還深入探討和研究了尖端技術、經(jīng)濟管理以及組合數(shù)學的關系。在國內(nèi)外期刊中，陳景潤發(fā)表的論文有七十多篇，出版了《組合數(shù)學》《數(shù)學趣味談》等書籍。陳景潤關于解析數(shù)論方面的研究取得了優(yōu)異成果，獲得了華羅庚數(shù)學獎、何梁何利基金獎以及國家自然科學獎等。而且他還是我國第五屆以及第六屆的全國人大代表。從數(shù)學發(fā)展歷史以及數(shù)學家的精彩故事中可以看到，數(shù)學研究往往是不順利的，關于數(shù)學研究的成果都是通過認識、實踐，再認識，再實踐得出的，是一個漫長的追求真理和探索真相的過程。如果能把數(shù)學背景以及數(shù)學知識結合起來，通過陳景潤的事跡能讓學生了解數(shù)學發(fā)展的規(guī)律以及數(shù)學家的精神風骨。
四、討論
數(shù)學歷史中呈現(xiàn)的是關于數(shù)學發(fā)展過程的內(nèi)容，如哲學有哲學歷史，文學有文學歷史，而天文學有天文學歷史。數(shù)學與其他學科相同，也有自己的歷史，同時也有自己的獨特之處。數(shù)學史一個具有較強積累性以及歷史性的學科，具有嚴謹、縝密的特點。數(shù)學概念的形成需要具有明確的定義。但是實際情況是，數(shù)學這個概念是難以完美地進行定義的，主要原因是這個學科仍然處在發(fā)展過程中。數(shù)學史是研究數(shù)學的歷史，數(shù)學史不僅研究數(shù)學研究成果的規(guī)律以及發(fā)展過程，同時也研究數(shù)學方法、思想以及內(nèi)容的發(fā)展和演變過程，其中不只包括數(shù)學方面的內(nèi)容，還包括歷史、經(jīng)濟、政治、宗教、哲學以及歷史學內(nèi)容，是一個人文學科以及社會學科相互交叉的學科。數(shù)學科學具有漫長的歷史，和其他自然學科相比，具有更強的積累性，并且相關方法和概念延續(xù)性更強。數(shù)學不只是一個語言形式、藝術形式或者方法，更是包含了大量內(nèi)容的知識體系，其中的豐富內(nèi)容對于藝術家、邏輯學家、哲學家、社會科學家和自然科學家都有重要作用，影響神學家以及政治家的理論形成。數(shù)學對于人類的思想以及生活有著深刻影響，促進了現(xiàn)代文化的形成。數(shù)學史從一個獨特的視角反映了人類的文明發(fā)展歷史，是人類文明的重要部分。數(shù)學史不僅可以使學生接受數(shù)學專業(yè)訓練，而且還可以了解數(shù)學概貌，獲得數(shù)理方面的修養(yǎng)。數(shù)學家的成績與品德會在學生的人格培養(yǎng)上發(fā)揮十分重要的作用。中國數(shù)學史可以使學生了解中國古代數(shù)學的輝煌成就，對學生進行愛國主義教育，可激發(fā)學生的民族自豪感和為國富民強而奮學習的精神。同時，了解中國近代數(shù)學落后的原因、中國現(xiàn)代學研究的現(xiàn)狀以及與發(fā)達國家數(shù)學的差距，以此激發(fā)學生的愛國熱情，振興民族科學的精神，激勵學生為實現(xiàn)中華民族的偉大復興而奮斗不息。通過學習數(shù)學歷史，學生能養(yǎng)成研究和探索數(shù)學知識的習慣，認識和發(fā)現(xiàn)一個數(shù)學問題從出現(xiàn)到最終解決的過程中產(chǎn)生了什么，哪些方法和思想代表著相關內(nèi)容對于傳統(tǒng)內(nèi)容的實質(zhì)性發(fā)展和進步。學生通過了解創(chuàng)造的過程體會到真實、鮮活的數(shù)學思維過程，形成對于數(shù)學問題的更加深入的認識。他們能了解相關數(shù)學知識的實際應用和最初來源，而不是單一地在課堂中接受教師的數(shù)學知識。通過這種方式，學生能在探索、學習和持續(xù)研究的過程中明確數(shù)學知識的發(fā)展路線以及思路，加深對數(shù)學概念的理解程度。數(shù)學知識的形成、發(fā)展以及實際應用是一個循序漸進的過程，是結合了實踐和理論的過程，其中不僅有具體的方法和步驟，還包含了珍貴的數(shù)學經(jīng)驗，其中蘊含著豐富的數(shù)學成果。學生能自然而然地形成對數(shù)學研究的正確認識，發(fā)展出數(shù)學學習的主動性以及積極性，樹立創(chuàng)新意識，從一個特殊的角度促進學生創(chuàng)新水平的提升。
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作者：李權 斯琴 王慧 單位：河套學院理學系