陈建功:⼆⼗世纪的数学教育
此地所说数学教育,以中等学校的数学为核⼼;关于⾼等学校⽅⾯的数学,和⼩学校的算术教育,不预备在此地有所详述。本⽂说数学教育,以⼆⼗世纪的数学教育为主,读了下⽂,⾃然明⽩。
⽀配数学教育的⽬标、材料和⽅法,有三⼤原则:
实⽤性的原则
数学在⽇常⽣活中已⻅其有其实⽤价值的;如⼟地改⾰运动中的分⽥量地问题,关于买卖、租税、保险、奖券的计算;酒瓶的容量,箱⼦的体积,都是数学的应⽤。不但如是,数学也是物质⽀配和社会组织之⼀武器,对于⾃然科学、产业技术、社会科学的理解、研究和进展,都是需要数学的。假如数学没有实⽤,它就不应该列⼊于教科之中。
论理的原则
然⽽仅仅乎实⽤原则,不⾜以⽀配整个的数学教育。数学具有特殊的⽅法和观念,组成有系统的体系。数学并不是公式的堆垒,其所⽤之⽅法,也具有教育上的价值。
断⽚的推理,不但⻅诸任何学科,也可从⽇常有条理的谈话得之。但是,推理之成为说理的体系者,限于数学⼀科。数学具有这样的教育价值,称之为论理的价值,是为说理的原则。假如把数学当做图形集成或公式采编看待,忽视其⽅法和构造,那未,对于⾃然⽀配、社会组织,不但不成为⼀种武器,有时且成为有害的东⻄──例如将数学机械的乱⽤,导出不合理的结果。忽视数学教育论理性的原则,⽆异于数学教育的⾃杀。
编者按
我们即将跨⼊⼆⼗⼀世纪,在未来的新世纪中我国的数学教育必将会呈现新的⾯貌。然⽽新⾯貌不会⾃然产⽣,它需要我们理性的思考和积极的实践。数学教育改⾰中,历史的经验值得注意,有识之⼠的意⻅是宝贵的。
陈建功先⽣(1893—1971)是我国现代数学家和数学教育家,中国科学院院⼠(原学部委员)。
他的《⼆⼗世纪的数学教育》⼀⽂,发表于1952年2⽉的《中国数学杂志》(1953年后该杂志改名为《数学通报》)第⼀卷第⼆期,当时正是新中国成⽴初期百废待兴的年代。在这篇⽂章中,作者怀着“切望我国的数学教育有更新的⾰新”的殷切⼼情,“以中等学校的数学为核⼼”,对⼆⼗世纪数学教育的原则,以及数学教学内容的改⾰等重要问题,提出颇有⻅地的意⻅。
重读陈先⽣的《⼆⼗世纪的数学教育》⼀⽂,对于迎接⼆⼗⼀世纪的数学教育⼗分有益。
近⽇⽂章发出后,有读者提出缺少参考⽂献,希望重新完善本⽂,于是经过编辑校对,将参考⽂献补⾜重新排版如下。
⼼理的原则然则上述两原则⾜够决定数学教育的本质么?当然还不够条件。教材的内容,对于学⽣宜富于兴趣;枯燥⽆味的东⻄,决不能充作教材;于是乎有⼼理的原则。成⼈所喜之推理或实⽤问题,未必为未成年的⻘年所满⾜。
法国数学家H?庞加莱(Poincaré)曾经说道:“有某教师在课室中,令学⽣们笔记‘圆周者,平⾯上于⼀定点等距离之点之轨迹也,’忠实的学⽣,记下来了;顽⽪的学⽣,不但⽆兴趣去记,甚⾄写些别的不相⼲的东⻄。事实上,不论那⼀种学⽣,都尚未了解圆周为何物。后来,教师⽤粉笔作圆于⿊板上,全班学⽣⽅才明⽩‘圆周原来是⼀个圆圈’。
”科学家A?爱因斯坦(Einstein)也说道:“学⽣仅管对于数学以外的事物,具有才能,对于数学可以朦昧⽆知。此种实情,其责任恐不能完全归之于学⽣,甚⾄可以完全可以归罪于教师。”吾⼈应该站在学⽣的⽴场;顺应学⽣的⼼理发展去教育学⽣,才能满⾜他们的真实感。某些教材,虽然具有⾼度的实⽤性价值或⾼度的论理性价值,假使学⽣不发⽣任何真实感,就⼼理的原则⽽⾔,这些教材,简值是没有教育的价值。
三原则之统⼀
上述三原则应该综合统⼀⽽不应该对⽴。然则统⼀之关键何在?是必须先就学⽣⽣活的环境中,使其易于接触易于理解且有实⽤价值的事物出发,以向论理的途径进⾏。所以⼼理性和实⽤性应该是论理性的向导,选择教材不应该先将实⽤性和论理性分别采取,然后合拢;这样勉强凑成的教材,是⽀离破裂的。把数学的观念和⽅法运⽤于实际应⽤问题时,理论上的疑问,⾃然油然⽽⽣;岂可以预先制成⽣硬的数学理论,强求适合于实⽤!
数学和其他的学科, 并没有什么⼤不相同的地⽅,因为他常常伴着⽣产⼒、技术发展开来的。对于古代数学的发⽣,恩格斯 (Engels) 曾经说过:“季节的知识⽼早对于农业种族或游牧⺠族,已经绝对需要。天⽂学没有数学的帮助,是⽆从发展起来的。所以在这‘古代’,已经有了数学。农业发达到某阶段,因灌溉法之改进、都市之发达、航海的需要,⼒学跟着发⽣,⼒学没有数学的帮助,⽆由⻓⾜进展。
”此不独在数学的诞⽣期为然,⽆论在什么时代,数学常常伴着⾃然科学技术、社会科学发展⽽发展。
数学教育家能(Nunn)说的:“数学的真理具有两⾯。其⼀⾯的数学真理,向时空的实在世界进展⽽与之接触。还有⼀⾯的数学真理,在数学的内部,相互对应,保持联系。数学史就是把这两⾯真理的不断的发展,叙述其经过情形。这两⾯的发展,并⾮互相独⽴,此未曾离彼,彼变未曾离此。
今后的数学恐也是这样,两⾯不曾分道扬镳,各⾃存在。所以数学教育,应该使学⽣认清数学的发展,具有上述两重意义。数学是物质的征服和社会的组织之⼀武器,同时是⼀有秩序的论理体系。”
统⼀了上述三原则,以调和的精神,选择教材,决定教法,实践的过程,称之为数学教育。
01
⼆⼗世纪以前的数学教育数学教育并不是⼀种幻想,乃是实践。数学教育是在经济的、社会的、政治的制约下的⼀种⽂化形式,⾃然具有历史性。
就欧洲⽽⾔,其在奴⾪社会制的古代希腊,⽀配阶级鄙视实践的计算术,和直觉的实践⼏何;重视他们所谓“和⾏动没有关系的真科学”──就是数论──和“抽象的”⼏何学,岂不是太偏重于论理性!在中世纪封建社会,教育为个⼈所⽀配,数学教育成为宗教的奴⾪。事实上,此时数学教育,偏重于低级的实⽤性──与⽣产和科学脱离的宗教上的实⽤性。
⽂艺复兴⽽后,⼯商业加速度的进展;⽣产⼒之发展,促成⾃然科学的发达,因此发⽣机械论的唯物论。所以⼗七、⼗⼋世纪的数学教育,⾃然强调实⽤性。经过法兰⻄⼤⾰命,巴黎成为欧洲⽂化的中⼼,因时代的要求,“⼀般陶冶”的话头,逐渐流⾏;中等教育不能专为牧师(神学)和律师(法学)的预备教育,重视所谓“⼀般陶冶”。其特⾊是将数学和近世语添⼊教科之中。
数学占了普遍教育的⼀科,是从⼗⼋世纪开始的,所以严格的说:数学教育萌芽于⼗⼋世纪。但是,数学教授的内容,⼤部分是“理论数学”;应⽤⽅⾯的数学,意识的为所排斥。究其实际,他的内容也是限于希腊时代⾄⼗七世纪间的数学;这个状态⼀直延⻓到⼗九世纪之末。⼗九世纪的数学,虽然⾮常进展,然⽽它并没有促成数学教育的改进,因此,⼗九世纪的数学教育,和近代的科学(⼗九世纪的科学),社会的⽣活,⼏乎没有关系。
相反地,因⼊学考试的准则和其他种种考试的准则,数学难题的教授,和脱离实际的理论,成了数学教材的核⼼。事实上,当时所采⽤的⼏何学课本,就是欧⼏⾥得⼏何原本最初数章;代数学和三⻆法,是将专⻔的材料,压缩⽽成的,太古太多,脱离实际需要。当时的物理化学等⾃然科学等教材,已能推陈出新;然⽽保守的数学,不改旧态。
到了⼗九世纪之末,近代科学的急速发达和各国产业的进展,经济的、社会的、思想的,给⼈们的⽣活状态以重⼤的变动。⽆产阶级的解放运动,从⽽开始了中等教育的内容,不能不有所更变。