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數學的理論與實用 (第 3 頁)

黃武雄

 

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.原載於數學傳播第一卷第三期
.作者當時任教於台灣大學數學系
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教育線上

在數學教育線上,「教材實用化」的要求走了進來,乍聽之下,每一個人都要依它,都要雙手贊成。

但「教材實用化」能做到什麼樣的程度?數學課程中的題材主要是方法論,是人類經過幾千年累積下來的經驗精髓,這些方法最是普遍而簡潔。事實上,今天的實用數學並沒有從這些流傳下來的方法跨出太大的距離。

這些方法還是教材的基本內容。當然,教材與教法在表達上應該改進,應該儘量以實際問題作為例子,闡明這些方法的用處。數學方法是源自自然或人文的實際需求,但是要它還諸實際,從來便是數學教學中最難的課題。舉一些實際問題作為例子來說明教材內容的方法,確可以縮短課程與實際間的差距,但無法取代深入教導這些方法本身的用意。數學方法累積越久,其實用範圍越廣,表現出來的形式卻越抽象,越難讓學生親近,這是數學教學本質的困難。主張數學實用化,便要拋棄普遍方法的內涵,會嚴重傷害數學教育的根本。

曾有一位塑膠製品的廠商來找過我,提起他要外銷塑膠花球的事。他的花球是由二十面的圓形塑膠片摺疊而成。摺疊的辦法是將各圖片看成餛飩皮,畫出各圖片的內接正三角形,以該三角形各邊為摺痕,將三角形外邊殘餘約三個弓形向上摺起一個固定角度。然後以這些弓形作為兩兩片餛飩皮相互黏和的地方,將這二十片摺過的餛飩皮黏成一個端正的花球。

這位廠商的花球,事實上便是附有弓形飾邊的正二十面體。他要預知那些弓形所摺起的角度,好製作塑膠模型。

對他來說,這是一個實用問題,但問題的解決方法早在幾個世紀前就寫在一般理論數學的書 上。換句話說,他所要的答案,今天已寫在高中數學的教科書上。他大學畢業。

當然,教科書上不會那般巧合也記載他所要的答案,但僅僅教科書上看來不實用的一些淺陋 方法,若經活用,便足以解決他的問題。

在大學教書,我接觸很多各系的學生,也常發覺一些讀過很多高深應用數學課程的學生甚或研究生,碰到一個實際的問題,束手無措。追究他的困難,竟然只因他對於早已學過的高中數學的方法,未窺其義。

當然,目前教材與教法不能諉過。它們未曾選擇一些適應現代需要的應用問題來說明數學理論的用意,使學生誤以為「理論」便是不實用。它們在推展理論時,又過份強調數學的形式,過份要求數學的嚴密,對於處理方法的分析過份草率。這些都促成學生對於理論數學抱持敬而遠之的態度。我們要改正的是這些教材教法的表達方式,不能藉口數學實用化,不加深思便要刪掉砍掉所有普遍方法與理論的章節。

數學教育的一個目的,是要學生將其所學的源自實際的數學方法還諸實際,靈活運用各種實際問題。但可以想見,我們「設計」再多的實際問題,寫在黑板,仍無法概括一個學生以後可能面臨的實際問題,除非我們深入地教導學生前人遺留下來的基本方法。

孫悟空變化萬千,但逃不出如來佛掌。我們要教給學生的是這個如來佛掌,不是孫悟空捉摸不定的種種化身。

   

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編輯:鄧惠文 最後修改日期:5/26/2002