首页 理论教育欧几里得的体系:为数学带来美丽花园,却缺乏解题方法

欧几里得的体系:为数学带来美丽花园,却缺乏解题方法

【摘要】:是空间形式本身难于认识,还是欧几里得的体系不够好,把本来容易认识的东西讲难了呢?好的交通系统,应当有“放射型”的交通中心。欧几里得把我们引进了一座精巧雅致的古代园林,这儿有目不暇接的美景,却没有简单明了的交通指南。欧几里得体系的又一个令人头痛的问题,是它没有提供一套强有力的、通用的解题方法。所以说欧几里得给我们的几何,不仅是数学,更是艺术!欧几里得为我们留下一个美丽但相对封闭的花园。

为什么难学呢?几何学是讲空间形式的。是空间形式本身难于认识,还是欧几里得的体系不够好,把本来容易认识的东西讲难了呢?

对于客观世界的空间形式,我们奈何它不得。所以,我们的改革只有从欧几里得的体系本身寻找原因,挑老先生的毛病!

学习一门课程,好比游览一个城市;课程的逻辑体系,就好比城市的交通系统。好的交通系统,应当有“放射型”的交通中心。交通中心应该四通八达,找到它,我们到哪儿都方便。而欧几里得的几何体系又怎么样呢?它没有一个突出的中心,没有一个能让学生俯瞰全局的制高点。它的逻辑结构是串联式而不是放射型的。《几何原本》的每一节都那么重要,任何一部分没学好,往前走的路就断了,这就是串联式逻辑结构的特征。欧几里得把我们引进了一座精巧雅致的古代园林,这儿有目不暇接的美景,却没有简单明了的交通指南。你不知道哪里才是通往园林各个角落的中心点,只有小心翼翼地跟在这位老向导的后面,沿着一条曲曲折折的小径饱览胜景。稍不留心,就会迷路!

欧几里得体系的又一个令人头痛的问题,是它没有提供一套强有力的、通用的解题方法。我们学会了加减乘除,就会算很多算术题:学会了解二元一次方程组,就能解大量方程式应用题。但几何与算术、代数不一样,尽管我们学了一堆几何定理,仍然会在一些其实并不难解的几何习题面前束手无策。这是为什么呢?其实道理也很简单,欧几里得给我们的基本解题工具,主要是全等三角形和相似三角形;而许多题目里出现的图形,并不包含这些。要用上它们,往往要画辅助线。可怎样画辅助线,需要想象与创造。所以说欧几里得给我们的几何,不仅是数学,更是艺术!(www.chuimin.cn)

几何学虽然已有2000多年的历史,但就解题方法而言,直到20世纪80年代,它仍停留在“一题一法”的水平上。

整个数学教育是个大系统,几何教学是其中的一个子系统。它和大系统匹配得如何呢?它有没有充分利用大系统为它提供的环境支持呢?它有没有为大系统尽可能多地作出自己的贡献呢?

欧几里得为我们留下一个美丽但相对封闭的花园。有人把欧氏几何比作一颗没有串上金线的珍珠。它既不以小学生们掌握的几何知识为发展基地,又不用代数所提供的关于方程式的知识作为解题的锐利武器。它拥有丰富的习题,但并不准备为姐妹课程——代数提供复习、巩固、提高的用武之地。它更没有暗示我们解析几何与高等数学即将出现。这一切确实令人遗憾。