他是一位老人,年近六旬,却依然精神抖擞,谈笑风生;他是一名学者,潜心治学数十载,勇于创新,开数学文化之先河,倡导数学式理性思维,使原本晦涩艰深的理论知识变得妙趣横生,耐人寻味;他是一位名师,授课新颖独到,深受学生爱戴,每每座无虚席,同学们都说“就算不拿学分,还是要选老师的课……”他,便是首届国家级教学名师,南开大学“数学文化”课程的创始者和主讲人——顾沛教授。10月22晚七点,顾教授正是带着他惯有的谦和与从容走进讲坛,与交大学子漫谈数学文化,分享数学之美。
走近“数学文化” 解密双层内涵
可能对很多人而言,“数学文化”一词还是陌生的。在2003年教育部颁布的“数学课程标准”中,它首次作为官方用语出现,这之后便广泛地流传开来,时至今日,已有越来越多的人们更愿意从文化这一角度去关注数学,强调其文化价值。
不同于物理、化学这些自然学科,数学是对事物高度抽象的结果,是人脑的产物,它为人们提供的是灵活的思考方式和解决问题的方法。而作为一种特殊的文化形态,“数学文化”又包含着狭义和广义两层内涵,从狭义上说,它仅仅指的是数学的思想、精神、方法、观点、语言,以及它们的形成和发展;而从更深层面上说,数学文化还涵盖着数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分、数学与各种文化的关系。

提高数学素养 养成数学式思维
一位数学教育家曾说过,不管人们从事什么工作,深深铭刻在头脑中的数学的思想精神、数学的思维方法和看问题的着眼点等,都会随时随地发生作用,使人们终生受益。这种从数学角度出发看问题和解决问题的思维方式也正是顾教授所一直强调和提倡的“数学素养”。通俗地说,也就是把所学的数学知识都排除或忘掉之后所剩下的东西,这就要求我们要跳出公式和定理的本身,去探索更为本质的东西。而面对中国现行的教育模式,顾教授又不无担忧地指出,由于教学方式和内容的局限,尽管一个人经历了至少长达十三年的数学学习,但却往往只得皮毛,对数学的精髓毫无概念,在宏观上把握数学的能力较差,也就是所谓的数学素养太差,甚至误以为学数学就是为了解题、考试,而不了解数学在实际生活中的广泛的应用,这不得不说是教育的一大怪圈,为了解决这样的弊端,同时也是本着教授数学的思想、精神和方法;提高学生的数学素质的初衷,由顾教授首创的南开大学“数学文化”公选课程便应运而生了。
那么,数学素养在我们的日常生活中又有哪些运用和体现呢?紧接着,顾教授便给大家看了一道关于“病狗”的题目,这道微软公司招聘员工的考题,乍一看上去,似乎是简单的脑筋急转弯,仔细推敲,却是一道设计巧妙的数学应用题,正确的解答需结合运用反证法和数学归纳法,当谜底揭晓时,在场的同学都为这其中所蕴涵的数学思维惊叹不已。

从三次危机着手 了解数学历史
历史告诉我们,科学的道路从不平坦,在数学的发展轨迹中,就曾发生过三次重大的危机,讲座中,顾教授着重给为我们介绍了由牛顿的“无穷小”而引发的第二次数学危机。
众所周知,牛顿是20世纪最伟大的科学家之一,他的微积分理论更堪称是一项划时代的科学成就,蕴含着巨大的智慧和创新,然而这套运算方法却因为存在逻辑上的问题而被英国大主教贝克莱猛烈攻击,在接下来的两百多年里,尽管数学家们不懈探索,尝试各种各样的方法,但都未能彻底反驳贝克莱的责难。直至柯西创立极限理论,才较好地解决了这一难题,而魏尔斯特拉斯数学语言的问世更是为这个困扰数学界长达两个多世纪的争论画上了圆满的句号。我们不得不感慨,知识的逻辑顺序与历史顺序有时是不同的,书本上的知识往往是按部就班,从简到繁,然而这些公式、定理的确立都是历经了无数次被怀疑,被否定,被考验的过程,这其中数学家们付出的艰辛可想而知,站在前人的肩膀上的我们,要真正理解数学,学好数学,就应该懂得发掘历史,铭记这些背后的故事。
十个例子 多重角度展现数学之美
最后一部分,顾教授由周髀算经和勾股定理入手,运用十个具体形象的例子从不同的角度讲述了数学文化和素养的魅力——
“蒲丰投针”告诉大家什么是创新;“变换的方法”教会同学们如何化繁为简,利用数学素养简化条件,解决问题;“类比的应用”可以让我们在生活中做到举一反三,从容应对;“七桥问题”揭示了抽象观点的精髓,即透过表面现象,抓住问题的实质;“变中有不变的观点”更是一针见血地反映了事物的本质,同时也是数学的灵魂和生命……这一切,或简洁或对称,或统一或奇异,都在向我们全方面地展示着数学的审美艺术和智慧结晶,着实让在座的每一位都深深折服。
在观众的热烈掌声中,讲座走入尾声。虽然时间是短暂的,但相信通过这次与“数学文化”的对话,带给我们的会是更多的思考……

(摄影\詹前裕)