每個(gè)同學(xué)差不多都有過這樣的經(jīng)歷:一道題,自己總也想不出解法,而老師卻給出了一個(gè)絕妙的解法,這時(shí)你最希望知道的是“老師是怎么想出這個(gè)解法的?”如果這個(gè)解法不是很難時(shí),“我自己完全可以想出,但為什么我沒有想到呢?”
美籍匈牙利數(shù)學(xué)家喬治·波利亞(George Polya,1887~1985)對(duì)回答上述問題非常感興趣,他先后寫出了《怎樣解題》、《數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)》和《數(shù)學(xué)與猜想》。這些書被譯成很多國家的文字出版,成了世界范圍內(nèi)的數(shù)學(xué)教育名著。對(duì)數(shù)學(xué)教育產(chǎn)生了深刻的影響。正因?yàn)槿绱,?dāng)波利亞93歲高齡時(shí),還被國際數(shù)學(xué)教育大會(huì)聘為名譽(yù)主席。
波利亞1887年出生在匈牙利,青年時(shí)期曾在布達(dá)佩斯、維也納、哥廷根,巴黎等地攻讀數(shù)學(xué)、物理和哲學(xué),獲博士學(xué)位。1914年在蘇黎世著名的瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院任教。1940年移居美國,1942年起任美國斯坦福大學(xué)教授。他一生發(fā)表達(dá)200多篇論文和許多專著,他在數(shù)學(xué)的廣闊領(lǐng)域內(nèi)有精深的造詣,對(duì)實(shí)變函數(shù)、復(fù)變函數(shù)、概率論、縱使數(shù)學(xué)、數(shù)論,幾何和微分方程等若干分支領(lǐng)域都做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn),留下了以他的名字命名的術(shù)語和定理。他是法國科學(xué)院、美國全國科學(xué)院和匈牙利科學(xué)院的院士,不愧為一位杰出的數(shù)學(xué)家。
波利亞熱心數(shù)學(xué)教育,十分重視培養(yǎng)學(xué)生思考問題分析問題的能力。他認(rèn)為中學(xué)數(shù)學(xué)教育的根本宗旨是“教會(huì)年輕人思考”。教師要努力啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解法,從而從根本上提高學(xué)生的解題能力。
波利亞致力于解題的研究,為了回答“一個(gè)好的解法是如何想出來的”這個(gè)令人困惑的問題,他專門研究了解題的思維過程,并把研究所得寫成《怎樣解題》一書。這本書的核心是他分解解題的思維過程得到的一張《怎樣解題》表。在這張包括“弄清問題”、“擬定計(jì)劃”、“實(shí)現(xiàn)計(jì)劃”和“回顧”四大步驟的解題全過程的解題表中,對(duì)第二步即“擬定計(jì)劃”的分析是最為引人入勝的。他指出尋找解法實(shí)際上就是“找出已知數(shù)與未知數(shù)之間的聯(lián)系,如果找不出直接聯(lián)系,你可能不得不考慮輔助問題。最終得出一個(gè)求解計(jì)劃。”他把尋找并發(fā)現(xiàn)解法的思維過程分解為五條建議和23個(gè)具有啟發(fā)性的問題,它們就好比是尋找和發(fā)現(xiàn)解法的思維過程的“慢動(dòng)作鏡頭”,使我們對(duì)解題的思維過程看得見,摸得著。
波利亞的《怎樣解題》表的精髓是啟發(fā)你去聯(lián)想。聯(lián)想什么?怎樣聯(lián)想?讓我們看一看他在表中所提出的建議和啟發(fā)性問題吧。“你以前見過它嗎?你是否見過相同的問題而形式稍有不同?你是否知道與此有關(guān)的問題?你是否知道一個(gè)可能用得上的定理?看著未知數(shù)!試指出一個(gè)具有相同未知數(shù)或相似未知數(shù)的熟悉的問題。這里有一個(gè)與你現(xiàn)在的問題有聯(lián)系且早已解決的問題。你能不能利用它?你能利用它的結(jié)果嗎?你能利用它的方法嗎?為了能利用它,你是否應(yīng)該引入某些輔助元素?你能不能重新敘述這個(gè)問題?你能不能用不同的方式重新敘述它?......”
波利亞說他在寫這些東西時(shí),腦子里重現(xiàn)了他過去在研究數(shù)學(xué)時(shí)解決問題的過程。實(shí)際上是他解決研究問題時(shí)的思維過程的總結(jié)。這正是數(shù)學(xué)家在研究數(shù)學(xué)教育,特別是研究解題教學(xué)時(shí)的優(yōu)勢(shì)所在,絕非“紙上談兵”。仔細(xì)想一想,我們?cè)诮忸}時(shí),為了找到解法,實(shí)際上也思考過表中的某些問題,只不過不自覺,沒有意識(shí)到罷了,F(xiàn)在波利亞把這些問題和建議去尋找解法,這樣,在解題的過程中,也使自己的思維受到良好的訓(xùn)練。久而久之,不僅提高了解題能力,而且養(yǎng)成了有益的思維習(xí)慣。而這是比任何具體的數(shù)學(xué)知識(shí)重要得多的東西。
波利亞的《怎樣解題》被譯成16種文字,僅平裝本就銷售100萬冊(cè)以上。著名數(shù)學(xué)家瓦爾登1952年2月2日在瑞士蘇黎世大學(xué)的會(huì)議致詞中說:“每個(gè)大學(xué)生,每個(gè)學(xué)者,特別是每個(gè)老師都應(yīng)該讀讀這本引人入勝的書”。我想,波利亞關(guān)于怎樣解題的思想對(duì)于廣大中學(xué)生同樣也是非常需要的和有益的。
波利亞強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn),不僅僅是指發(fā)現(xiàn)解法,而且也包括數(shù)學(xué)的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。他把闡述自己“對(duì)解題的理解、研究和講授”的書取名為《數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)》,我想大概就是這個(gè)原因。他在這本書的第二卷中,還專門詳細(xì)介紹了數(shù)學(xué)大師歐拉發(fā)現(xiàn)凸多面體的歐拉公式(頂點(diǎn)數(shù)—棱數(shù)+面數(shù)=2)的全過程,生動(dòng)地再現(xiàn)了歐拉如何一步一步地進(jìn)行歸納和猜想,最終得到上述公式的。也就是把處于發(fā)現(xiàn)過程中的數(shù)學(xué),照原樣提供給我們。展示教學(xué)家創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的思維活動(dòng)過程,自然而生動(dòng)地顯示歸納和猜想在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用,這在教科書和一般的數(shù)學(xué)著作中是極少見到的,而這對(duì)于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)卻是非常重要的。波利亞要求我們不僅要學(xué)習(xí)證明,而且要學(xué)習(xí)猜想。也就是不僅要培養(yǎng)和提高解題能力,而且要學(xué)習(xí)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
參考資料
1.波利亞著《怎樣解題》(閻育蘇譯)。北京:科學(xué)出版社,1982年。
2.波利亞著《數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)》第一卷,歐陽絳譯,北京:科學(xué)出版社,1982年。第二卷,劉遠(yuǎn)圖等譯,北京:科學(xué)出版社,1987年。
3.波利亞著《數(shù)學(xué)與猜想》(第一卷,李心燦等譯,第二卷,李克堯等譯)北京:科學(xué)出版社1984年。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/116055.html
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