初中数学论文开题报告范文
论文题目: 提高农村初中数学学困生成绩策略的研究开题报告
一、 课题提出的背景及意义:
新课标指出:“人人学有价值的数学”,“人人都能获得必要的数学”,“不同的人在数学上得到不同的发展”,“数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具”,这些都阐明了数学作为基础学科的重要性。而数学后进生就其个人成长来说,由于学科的基础与工具性,及将直接影响到对他们的后继教育、身心健康、全面发展与成才问题;对教育来说,关系到学科教学的平衡性与课程改革的重大战略和基础教育水平的根本大计;对国家来说,关系到劳动者的素质和综合国力的提升。可见,数学学困生的转化问题,成为当前教育常抓不懈的大课题。基础课程改革已经多年了,尽管《课程标准》和教材更新了,教师的教学观念、教学行为也有不同程度的改变,但数学后进生并没有减少,反而有增加的趋势。我所在的学校,近几年来数学成绩50分以下的人数比例逐年增加,很多教师都抱怨现在的学生是越来越难教了。要想改变这种教育质量低下的现状,学困生的转化是关键性问题。由于学困生的形成原因的复杂性,有其自身的原因,也有外部原因:家庭、学校、社会。在转化学困生方面,有许多工作是教师无能为力的、爱莫能助的,如父母离异、学校教育环境、教师素质、应试教育等等,但教师在转化学困生方面起的作用又是不可忽视的,因此我们应着重从教师教育方面来研究如何转化学困生。
二、 国内外关于该课题的研究现状及趋势
对于学困生的成长研究已成为国内外教育专家、理论工作者和实践工作者共同关注的问题。在我国,《中国人民教师》杂志,曾专门阐述学困生的几大困惑,并提供老师及时、有效的辅导案例,同时指出“(1)辅导要与激发兴趣有机结合起来;(2)辅导要新旧结合;(3)辅导要重点突出;(4)辅导中要争取家长配合。”许多优秀的教师结合着自己的教学经验,也提出了新观点,新思想。如:袁妙月(河南省洛阳孟津第一县直中学)发表了新课程标准下初中数学分层教学探究的观点,认为在教学中不能再采用“一刀切”的教学方法,应该面向不同的学生。黄鸿基(福建省晋江市安海镇杏坛学校)谈论了在辅导过程中消除后进生心理上的失败定势,从心理上让学困生不再怕学习,给了很好的指导。李瑞菊老师(上海市闵行区浦江第一中学)从学困生的现状及成因、改善师生关系使学困生进步、教学中多关注学困生,并做好学法指导以及对学困生开展形式多样的辅差工作等方面对数学学困生辅导工作进行了全面的分析。
20世纪70年代,荷兰瓦赫宁根大学发展社会学家创立的角色理论认为,学困生的形成是整个动力系统乃至人格角色偏差造成的,本身无法通过自我调整来改变,这就需要教育者的特定帮助以改变他们的社会角色;前苏联教育学者巴班斯基的同心圆理论认为,影响学生学业成绩的原因有两个:学习的可能性和教学的、发展的、教育的社会条件,前者与后者是内因和外因的关系,这种关系可以用若干同心圆组成的圆表示。20世纪80年代,日本教育学者北尾伦彦的研究表明,造成学习困难的因素可分三个层级,一次性因素是直接相关因素(包括教学内容、教法、学生学习态度与学习习惯等因素),二次性因素、三次性因素是间接相关因素(包括学生的非智力因素及环境因素)。对于学习困难学生,日本教育界往往通过学习困难学生“治疗日”来进行教育帮助,这种方法是大阪的一所中学提出来的,这些材料为我们调查分析作了很好的铺垫。
三、课题研究的理论依据:
1、学生的学习尤其需要情感、意志、求知欲、动机等情意因素的积极参与。其中,动机在情意系统中居于核心地位,它是个体学习动力的主要来源,又是把各种动力因素联系在一起的纽带,直接影响学生的学习行为。就数学学习而言,大部分学习困难的学生都以认知障碍作为起点的,这与数学的特性与某些学生的思维发展水平不适应有关。由于数学语言具有高度的抽象性和概括性,学生学习数学时不能真正理解数学语言和意义,从而引起很多困难。以致在听课、阅读时造成误读、错误,进而成为认知上的障碍。
2、《江苏省中小学数学课程标准》中强调“改革教学过程,促进学生学习方式的改善”,对于学习困难的学生,教师要通过对教学内容的“操作化”组织,将“做”、“想”、“讲”有机结合,帮助“学困生”内化学习内容,帮助学生发现个人的学习成就和意义,指导学生检查和反思学习过程,激励学生更有效的开展学习。
3、美国心理学家布卢姆在掌握学习理论中指出,“许多学生在学习中未取得优异成绩,主要问题不是学生的智慧能力欠缺,而是由于未得到适当的教学条件和合理的帮助造成的”,“如果提供适当的学习条件,大多数学生在学习能力、学习速度、进一步学习动机等多方面变得十分相似”。
4、“低、小、多、快”原则:“低”即“低起点”;“小”即“小步子”;“多”即“多活动”;“快”即“快反馈”。
四、课题研究的内容和方法
(一)主要内容:
1、农村初级中学数学学困生的成因及学困生的心理分析,包括研究导致学困生学习困难的个人、学校、家庭以及社会因素。
2、数学课堂教学如何关注学困生、适应学困生,研究学困生的转化策略。
3、如何开展有效的课外辅导转变学困生。
4、教学日记促进学困生的转化的研究。
(二)研究方法:
借鉴现代教育理论,采取行动研究法,在实践中提升理论,在理论指导下完善实践。采取跟踪调查法、量化分析法等通过制定计划、方案实施、反思总结等阶段完成。
课题研究的目标:通过本课题的研究,探索一套适合农村初中实际情况让学困生喜欢数学、爱学数学的有效途径和方法,尊重和关爱可以唤醒、激励每一个学生。“只有不会教的教师,没有教不好的学生”,只要方法得当,通过教师的不懈努力,就一定能让每个学困生爱学数学,激发他们的学习兴趣,增强他们的求知欲望,使他们由“厌学”到“学有所获”到“乐学”,使他们能主动、积极地学习数学,从而大面积提高了教育教学质量。
五、课题研究的工作步骤
(一)课题研究准备阶段:
1、成立课题组成员,共同学习商讨制定课题实施方案
从2014年3月份开始,经过多次的商讨和修改,小课题《提高农村初中数学学困生成绩策略的研究》作为学校的一项教研课题在校开展,学校领导高度重视,希望能通过该课题的研究,带动学校的信息技术教学发展,提高教师的教科研能力,为教学服务,为提高学校的教学质量而尽力做好。3月份开始,我们开始按照“课题申请”要求成立了课题组,并召开了课题组成员会议,会议上商讨了如何具体分工、借鉴哪些方面的经验成果和教学理念,具体通过哪些步骤进行课题研究。课题组的成员都认真学习关于本课题研究的主要内容,研究并制定了课题方案。
2、有关理论学习
课题具体方案制定后,课题组成员就着手学习整理和课题相关的国内外相关理论和经验,了解国内外相关课题的思想理念、研究成果和研究进展情况,以此作为该课题具体开展的参考和借鉴。
3、课题组实验教师资料准备
实验班、对比班学生基本情况分析;课题研究的教案、论文等原始材料。
4、深入课堂分析
通过以上的学习,在夯实了理论基础的同时深入本校数学课堂,结合课题需要分析在我校课堂教学存在的问题,寻找适合我校课堂教学特点和共同点,明确课题开展的具体方向和实施过程,保证课题研究内容充实,实效性强,使课题研究具有科学性、时代性、指导性、可行性。
5、撰写开题报告
在理论学习的同时,进一步完善了课题的实施方案,撰写了开题报告,在请教过前辈和课题给讨论后,我再次修改了原来的课题实施方案和开题报告。
(二) 课题研究实施阶段
1、课题的确定后,为更深一步进行研究,进行调查是十分重要的。为此,根据几次的学生调查和老师课堂教学情况,了解学生学习数学心理障碍的`主要因素,掌握数据,了解现状,为课题方案的实施和课题的完成打下基础。
2、课题成员对课题的理解撰写有关论文、教学设计、案例、反思等。
3、对学生的课堂气氛进行跟踪了解。在测试中进行了解,及时发现问题,解决问题,看通过课堂训练能使学生达到所定的目标。
六、课题研究的结果:
(一)、初步找到了农村初中数学“学困生”的形成原因,并探索出转化“学困生”的措施方法。
(二)、经过近一年的课题研究,运用以上措施方法对“学困生”实施帮扶、转化,产生的比较好的效果:
1、学生对于数学的兴趣正逐步增强。
2、促进了“学困生”的主动发展。经过一年的实验,学生学习数学的积极性和主动性被充分调动起来,对数学学习表现出极大的热情和兴趣。
3、从最近两年中考、期中、期末调研考试成绩分析看,数学平均成绩在稳步提高,全市中考数学平均分列全市中游。特别是低分率下降幅度较大,说明“学困生”转化工作成绩较为显著。
七、可行性分析
九年制义务教育的目的是普及基础教育,合格率是检验一所学校办学是否成功的标准之一。我校地处三县交界,生源情况参差不齐,学困生所占的比例很大,严重影响了整个班级、整个年级的共同进步,严重影响了学校的声誉。这些学生刚入初中就已经学数学很困难,随着难度的逐渐加大,情况会越来越糟,初中学习生涯无疑是一种痛苦折磨。所以改善这类学生数学学习的信心、求知欲、学习动机、学习速度、思维发展水平等学习状况,不仅对学校来讲意义重大,而且对学生的一生的影响尤为重要。鉴于此,我申报了小课题,希望在专家的指导下,与数学组的同行一道,通过努力能够改善我校初中数学学困生的学习状况。
本课题研究中的“数学学困生”是指:智力与感官正常,但由于在数学学习中,学习方法或学习习惯不恰当,导致学习效果低下的学生。通过教师有针对性地帮助,这部分学生的数学成绩是可以提高的。
数学硕士论文开题报告
导语:数学是一门博大高深的学科,要想学好数学必须进行艰苦的研究与知识的积淀。数学硕士撰写论文可以提高学术水平,在写作之前需要提交开题报告。下面和我一起来看数学硕士论文开题报告,希望有所帮助!
一、数学文化的内涵
数学作为一种科学的语言、工具和技术渗透在现代科技的方方面面早已是不争的事实,但是现代数学在人们心中的地位却远远没有达到它应当达到的高度。随着数学专业化程度的提高,它仿佛离人们越来越远了。专业的知识因为艰涩和高深仅仅掌握在少数人手中而无法被大众共享,这直接导致了新的成果无人理解,获得的奖项无人关注,所以数学人是“孤独的”.孤独造成高傲,高傲造成疏远,这其中有误解也有无奈。所以我们强调文化,因为脱离了文化基础的数学只能离人们越来越远。
受目前学校教育情况的影响,很多人认为数学是高高在上的,除了作为升学的工具,毫无用处。这样一来,对于数学这样一门富有深刻文化内涵的学科,就连一些受过良好教育的人也持无视的态度,对数学的无知成了一种很普遍的社会现象,这是一个令人十分担忧的事实。就像美丽的图画并非只是线条和色彩,动人的乐曲并非只是音符和节拍,数学也不是只有数字、符号和运算。了解数学的人都知道,运算只是数学微不足道的方面,数学的精神、思想、方法都蕴藏着无比深刻的内涵,渗透到科学的每个角落。如果将数学比作一棵大树,那么这棵大树的生命力是旺盛的,这种生命力体现在数学起源、发展、完善和应用的每一个过程当中,而数学文化就像土壤一样几百几千年来滋养这棵大树,使它繁衍生息,长盛不衰。因此,扎根于文化土壤的数学教育是十分必要的,也是我们目前十分需要的,这一点将在第五章进行详细论述。
19世纪末到20世纪初的几十年是数学哲学研究领域的黄金时代,关于数学基础的讨论十分活跃,也形成了不同的学派,包括逻辑主义学派、形式主义学派、直觉主义学派、集合论公理化学派等,大家都在筹划为数学建立牢固的哲学基础。虽然几个学派各有优缺点,但都为数学基础的严密性做出了贡献。然而哥德尔的工作击碎了他们的幻想,使数学哲学的研究一度陷入谷底。直到20世纪60年代,西方学者提出了数学文化观,从新的立场为数学哲学研究提出新的观点、新的方法。最早系统地完成这一开创性工作的是美国数学家怀尔德(),他提出了数学作为文化体系的数学哲学观。怀尔德是一名出色的数学家,主要从事拓扑学和数学基础的研究。他的《数学基础引论》和《数学概念演变初探》对数学基础研究有着深远的意义。受到人类学家朋友的影响,他对人类学产生了浓厚的兴趣,并大胆地从人类学的视角考察数学的本质和发展,在数学研究中融入了人类学的研究体会,出版了着作《数学概念的进化》和《作为文化体系的数学》。
他在著作中从文化生成和发展的理论等角度考察数学,率先提出了数学文化的概念并构建了数学文化的理论体系,形成了很长时期以来出现的第一个成熟的数学哲学观,强调了数学的发展动力、发展规律、思维方式等文化内涵,强调了遗传、环境、人类以及人类文化等对数学的作用影响。
二、数学文化研究的意义
区别于其他文化,数学文化具有独特的研究对象、研究视角及价值评判标准,它的出现为数学研究提出了新的思想和方法,使得我们可以从人类文化的任意一个角度切入数学、理解数学、解构数学,最大范围地打开研究思路,拓宽研究范围。
数学文化首先研究的是数学本身,包括从科学体系角度对数学科学进行研究和从哲学角度对数学哲学进行研究。数学科学研究就是一般意义上的数学理论研究,而数学哲学研究则是对数学基础、数学悖论和数学本体论进行探讨,包括数学的对象、性质、特点、地位与作用,数学新分支、新课题提出的哲学意义,着名数学家和数学流派的数学和哲学思想以及数学方法、数学的实在性和真理性等。
数学文化同时研究的是数学学科与其他学科、数学文化与其他文化之间的交互作用,比如数学与文学、数学与经济学之间的渗透影响等。
数学文化研究从文化因素思考数学的演变和发展,为数学史的研究提供新的思考方向。数学文化的历史研究不同于数学史的研究,数学史研究追求的是完善数学知识、数学思想的演化史,数学文化的历史研究是基于全局视角,思考数学与其他文化系统历史的互动关系,关注这些关系对现代数学发展的影响和启示。
如中国的传统文化和实用哲学使中国传统数学重视实用性,制定实际问题的算法成为中国传统数学的本质,也是中国数学存在和发展的基点。古希腊的数学思想产生在城邦航海贸易的氛围中,兼容并追求独立的思辨思想孕育了演绎数学,这是古希腊哲学的深入渗透和文化价值观的体现。从中西文化的差异角度,我们找到了东西方数学体系大相径庭的原因,不是数学本身的要求,而是文化的要求。
数学文化研究强调和突出社会文化心理、价值观念以及人类文化对数学发生的作用,从新的角度诠释了某些理论出现、发展、停滞或覆灭的原因。如古希腊的数学之所以昌盛,是因为希腊人以数学为万学之基,二元论的宇宙观也引导科学家将物质与自身分离而进行科学有效的客观分析。中国的儒家思想将数学放在六艺之末,天人合一的宇宙观使得东方人表现出长于直觉而短于抽象,擅于综合而不擅分析。这也是古代东方数学不能蓬勃发展的原因。
三、数学的文化特征
1.数学的抽象性
在早期的人类文明,数学的创始之初,人类学会了思考数字并进行一定程度的运算。苏联数学家亚历山大洛夫()说:“抽象性在简单的计算中就已经表现出来。我们运用抽象的数字,却并不打算每次都把它们同具体的对象联系起来。我们在学校学的是抽象的乘法表--总是数字的.乘法表,而不是男孩的数目乘上苹果的数目,或者苹果的数目乘上苹果的价钱等等。”
数学成为抽象的学科,人们将这一巨大的功劳记在希腊人身上,毕达哥拉斯学派纯凭心智考虑抽象问题,认为数是真实物质的终极组成部分,是宇宙的要素,完全的演绎推理证明也加深了数学的抽象程度。希腊人有意识地承认并强调:数学上的东西如数和图形是思维的抽象,同实际事物或实际形象是完全不同的。物质实体是短暂的、不完善的,而抽象概念却是永恒的、完美的。虽然抽象相对实体更困难,但它的优点也是实体无法企及的,那就是一般性。在抽象的世界里,点没有大小,线没有宽度,面没有厚度,堆积的石子、成捆的树枝都可以表示数量关系。
2.数学的确定性
数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。这种结果得益于数学体系的特殊而有效的方法,即从一系列不证自明的公理出发,准确地描述将要讨论的概念和定义,经过严密的逻辑推理演绎得出明确无误的结论,这也是数学得以长足发展的动力因素。几千年来,数学的真理性得到人们的高度认同和尊崇。
然而,十九世纪以后,数学的这种真理性地位却一次次受到巨大的冲击。非欧几何、四元数理论、集合论悖论给数学“真理的化身”形象笼罩上了阴影,使得数学丧失了揭示客观世界的“真理性”,也丧失了自身基础的严密性。克莱因(Morris Kline)在《数学:确定性的丧失》中提到“数学的当前困境是有许多种数学而不是只有一种,而且由于种种原因每一种都无法使对立学派满意。显然,普遍接受的概念、正确无误的推理体系--1800年时的尊贵数学和那时人的自豪--现在都成了痴心妄想。与未来数学相关的不确定性和可疑,取代了过去的确定性和自满。关于”最确定的“科学的基础意见不一致不仅让人吃惊,而且,温和一点说,是让人尴尬。”
3.数学的继承性
科学知识是在长期的历史发展过程中形成的,其过程就说明了知识具有继承性,没有继承,就没有积累。我认为继承性应该从两方面理解。
从个人来讲,我们学习一些知识,无须重新经历科学家们艰苦的实践过程,短时间内就可以掌握到一门学科千百年来积累的成果。这种继承通过教育实现,极大的加速了科学技术的发展,故而现在一个中学生掌握的知识可以超过若干古代著名的科学家。“只有有效地继承人类知识,同时把世界最先进的科学技术知识拿到手,我们再向前迈出半步,就是最先进的水平,第一流的科学家(诺贝尔物理学奖得主温伯格(Steven Weinberg))。”正因如此,知识领域才能发展成今天的面貌。法国的着名科学家庞加莱被誉为“全能数学家”,因为他在数学、天文、物理的几乎每一个领域都做出了杰出的贡献,然而今天,一个人想要掌握全部数学知识的三分之一都是不可能的。
四、提纲
目录
第1章 概述
文化的内涵
文明的内涵
数学文化的内涵
数学文化研究的意义与现状
第2章 数学的文化特征
数学的文化特征
数学的抽象性
数学的确定性
数学的继承性
数学的简洁性
数学的统一性
数学的功能特征
数学的渗透性
数学的传播性
数学的工具性
数学的预见性
数学的艺术特征
数学的艺术性
数学与音乐
数学与美术
数学与文学
第3章 数学与人类文明
数学是人类逻辑能力的来源
数学唤醒人类理性精神
数学促进人类思想解放
数学改善人类生活
数学完善人类品格
数学提高人类文化素质
第4章 数学与社会文明
数学促进社会进步
数学推动知识发展
第5章 我国数学文化与数学教育的研究进展
数学文化与数学教育研究综述
数学文化与数学教育活动进展
第6章 对数学教育的若干思考
数学素养是国民文化素质的重要构成.
数学教育现状
数学文化教育亟需解决的问题与建议
结束语
参考文献
致谢
五、亟需解决的问题与建议
1.数学技能的培养与数学素养的培育应当紧密结合为一个有机的整体,一方面提高学生对于数学的学习兴趣,另一方面,也可以使学生在学习数学技能的过程中,不断地加深对于数学的理解,提高逻辑思维能力,养成理性思考的习惯。高等学校数学文化教育普遍存在的一个问题是数学文化与数学技能培养相脱节。目前,数学文化课或者数学教育课都是选修课,在本质上仍属于“弥补型”课程,通常都是在学生入学一到两个学期以后开设的。当数学文化课引发了学生对于数学的兴趣和思考的时候,数学基础课程已经修完或即将修完,于是,对于学生来说,数学文化课有着某种“相见恨晚”的感觉。正像有些学生所反映的那样,如果早一点开设数学文化课,早一点了解数学的文化内涵,他们的高等数学会学得更好。由于一直以来积重难返的应试教育所致,学生在初、高中阶段主要接受的是数学技能方面的知识,而极少接触到数学文化方面的知识,于是,在进入高等学校以后,学生对于数学文化的了解几近空白。这也在客观上造成了数学文化与技能的培养脱节。
2.近年来,由于各个领域对工作者建模能力的需要,数学建模教育逐渐得到了重视。在建模过程中培养学生的创新意识、思维能力,培养学生良好的数学素养是数学建模教育的主要目标。路易斯安那州立大学一项研究表明,与细菌的生存发展方式类似,学生对知识的探求和接受并非只是个体行为,学生与学生之间形成的交流网络会使学生相互影响、相互促进,对教学效果产生质的影响。数学建模教育形式正是突破了时间和空间的限制,改变“师对生”的传统、单一的教学
六、进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题。
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》。
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告。
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告。
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师。
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作。
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订。
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩。
七、参考文献
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在数学的哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。数学与哲学的关系一是人们谈论的问题。以下是我整理的数学与哲学的论文的相关资料,欢迎阅读!
摘要:在数学哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。虽然直觉主义可以追溯到康德,甚至柏拉图。然而,它是近现代的,20世纪前20年,它作为一个独立的数学哲学思潮而闻名。它是逻辑学哲学中的一次风暴逆袭,是经典数学的有力挑战者。直觉主义强调“构造”,出发于“心智”。直觉主义把整个自然数论视为整个数学的基础,直觉主义拒绝排中律和反证律,抵制实无穷而推崇潜无穷。随着计算机的产生和发展,直觉主义在数字构造中起到了积极的应用。同时,直觉主义对数学哲学的创新 教育 等方面都有着不可忽视的影响。
关键词:数学哲学 直觉主义 传统逻辑 布劳威尔
一、 “存在必须是被构造”——直觉主义的产生
直觉(intuition)一词意为未经充分逻辑推理的,直观的,直接领捂事物本质的思考。与H.柏格森、B.克罗齐、E.胡塞尔等人的直觉主义不同,我们这里所研究的“直觉”并不是指主体对于客观事物的一种直接把握能力,而是指思维的本能上的一种心智活动。在这里,直觉主义提倡的直觉,并非辩证唯物主义的“直观的感觉”,其本意是“先验的心智构造”,以此为出发点,形成了对数学对象“存在性”与“可构造性”等同的要求。[1]直觉主义哲学是一种反理性主义的唯心主义哲学思潮。数学研究中的构造主义是一种有关数学基础的观点,它主张自然数及其某些规律和 方法 ,特别是数学归纳法,是可靠的出发点, 其它 一切数学对象和理论都应该从自然数构造出来。[2]“存在必须是被构造”,这是直觉主义派最著名的 口号 。也因此,直觉主义是一种构造逻辑。直觉派认为,数学中的概念和方法都是必须可以被构造的,非构造性的证明不是直觉主义者能接受的。在数学领域中,集合论悖论的问题不可能通过对已有的数学作某种局部的修改和限制加以解决,而必须依靠一些可信的标准对已有的数学进行全面的审视和改造。直觉主义认为逻辑依赖于数学,而非数学依赖逻辑。数学建立在直觉的基础上。同时,直觉主义认为哲学、逻辑甚至计数等概念都比数学复杂得多,不能作为数学的基础,数学的基础需要更简单、更直接的概念,它就是直觉,直觉是心智的一项基本功能。[3]一位直觉主义数学家阿伦特·海廷(Arend Heyting)在他的论文《数学的直觉主义基础》中指出:“立即处理数学的构造也许是符合直觉主义者的积极态度了。这个构造的最重要基石是一(unity)的概念,它是整数序列所依赖的构造原则。整数必须作为单位(units)来看待,这些单位仅仅由于在这个序列中的位置而相互区别。”[4]61
直觉主义者认为,数学的基础在于数学直觉,在他们看来,建立在数学直觉之上的理论能使“概念和推理十分清楚地呈现在我们面前”,即“对于思想来说是如此的直接,而其结果又是如此的清楚,以致不再需要任何铸的什么基础了”(A·黑丁:《直觉主义导论》)。任何数学对象被视为思维构造的产物,所以一个对象的存在性等价于它的构造的可能性。这和经典的方法不同,因为经典方法说一个实体的存在性可以通过否定它的不存在性来证明。对于直觉主义者,这是不正确的;不存在性的否定不表示可能找到存在性的构造证明。正因为如此,直觉主义是数学结构主义的一种;但它不是唯一的一类。直觉主义的基本哲学立场是,数学是人类心智“固有”的一种创造活动,是主体的自身的活动,而不是对外在的描述.数学概念是一种自主的智力活动的结果,智力活动则是研究自明定律所支配的思想构造。[5]
二、颠覆传统逻辑,形式主义的逆袭——直觉主义的特点
直觉主义不承认实无穷,拒绝实际无穷的抽象。也就是说,它不考虑像所有自然数的集合或任意有理数的序列无穷这样的无穷实体作为给定对象。数学上的实无穷思想是指:把无限的整体本身作为一个现成的单位,是已经构造完成了的东西,换言之,即是把无限对象看成为可以自我完成的过程或无穷整体。数学上存在着潜无穷与实无穷之争,就如同哲学上存在着唯物主义与唯心主义之争。而且必将长时间的持续的争论不休。数学上的潜无穷思想是指:把无限看作永远在延伸着的,一种变化着成长着被不断产生出来的东西来解释。举个形象点的例子就是,构成一条直线的点有无穷个,并且这条直线永远延伸着,不会有终结的一天。它永远处在构造中,永远完成不了,是潜在的,而不是实在。按照全称和条件量词的标准直觉主义,一个证明就是这样的潜无穷结构,这可能是合理的。(达米特《直觉主义逻辑的哲学基础》)[4]142按照此观点,所有的自然数可以构成一个集合,因为可以将所有的自然数看做是一个完成了的无穷整体。很显然,直觉主义支持潜无穷的观点,即把无穷集合看成无限延伸着的序列。
直觉主义反对排中律,这意味着直觉主义者可能和经典的数学家对一个数学命题的含义有不同理解。排中律和同一律、矛盾律并称为形式逻辑的三大基本规律。传统逻辑首先把排中律当作事物的规律,意为任一事物在同一时间里具有某属性或不具有某属性,而没有其他可能。排中律同时也是思维的规律,即一个命题是真的或不是真的,此外没有其他可能。例如,说A 或 B, 对于一个直觉主义者,是宣称A或B可以证明。但是,对于排中律, A 或 非 A, 是不被允许的,因为不能假设人们总是能够证明命题A或它的否命题。
直觉主义主要对抗的是形式主义。多个世纪以来,对数学规律的无懈可击的精确性的信念的依据是数学哲学研究的主要对象。直觉主义表示,精确性存在于人类心智之中,形式主义者认为,存在于纸面上。[4]90
直觉主义具有非逻辑性和整体性。数学直觉是作为逻辑的对立面而介定的一种认识方法,因此非逻辑性是数学直觉的最主要特性。可以说数学直觉的其他特性都是由它的非逻辑性所决定的,这是许多哲学家、科学家的共同见解。[6]直觉主义认为,数学是心灵的创造活动,心灵是丰富的,逻辑则是贫乏的。因此,坚决不能用贫乏的逻辑规则来全面准确地规划丰富的心灵活动。直觉主义的另一位代表人物阿伦特?海廷(Arend Heyting)说:“逻辑属于应用数学”。在对于直觉主义整体性上,一个日本数学家有如下精辟的解释:当一个人已经长期而持续地从事了研究并已成为一个完全成熟的研究人员时,他就已经在自己的头脑中形成了一种相对稳定的知识体系。经过他自己的努力,这种知识体系已被综合成为一种特殊的,确定的形式。而且自己综合的工作当然本身就是一种极有价值的 经验 。[7]
彭加勒在《数学中的直觉和逻辑》一文中写道:
哲学家告诉我们,纯逻辑永远也不能使我们得到任何东西;它不能创造任何新东西,任何科学也不能仅仅从它产生出来。在某种惫义上,这些哲学家是对的;要构成算术,像要构成几何学或构成任何科学一样,除了纯逻辑之外,还需要其他东西。为了称呼这种东西,我们只好使用直觉这个词。可是,在这同一谕后,潜藏着多少不同的意思呢?比较一下这四个公理:(1)等于第三个最的两个量相等;(2)若一定理对数1为真,假定它对N为真,如果我们证明它对N+1为真,则它对所有整数均为真;(3)设在一直线上,C点在A与B之间,D点在A与C之间,则D点将在A与B之间;(4)通过一个定点仅有一条直线与已知直线平行。所有这四个公理都归之于直觉,不过第一个阐明了形式逻辑诸法则中的一个法则;第二个是真实的先验综合判断,它是严格的数学归纳法的基础;第三个求助于想象:第四个是伪定义。直觉不必建立在感觉明白之上;感觉不久便会变得无能为力。[8]
值得注意的是,直觉主义不是神秘主义。直觉的“不可解释性”并不等于直觉的“神秘性”,尽管直觉是“不可解释”的,但它却有着确定的本质。我们认为,直觉是认识过程中的一种飞跃,因此它就不是一种经验的认识,而是原来的思想路线的中断,不可能按照通常的 思维方式 ,用结论和推理的环节把它连接起来,所以直觉是“不可解释的”。[9]
三、从Kant到Dummett,直觉主义派的主要人物及其思想
伊曼努尔·康德(Immanuel Kant, 1724-1804),从某种意义上来说,直觉主义是由哲学家康德开始的。1755到1770年,康德在哥尼斯堡大学教物理和数学,他认为我们所有的感觉都来自于一个预先假定的外部世界。虽然这些感觉不能提供任何知识,但是被感知到的物体间相互作用就产生了知识。心智将这些感觉梳理清楚,得到对空间和时间的直觉。康德说,感性直觉有两个纯形式,它们是先天知识的原则,这两个纯形式就是空间和时间。空间是外直觉的纯形式,而时间是内直觉的纯形式,它们都不是从外邻经验得来的,而是必然的、先天的观念。空间和时间不是客观存在的,而是心智的创作。心智理解经验,经验唤醒心智。虽然康德的思想有着直觉主义的影子,但是依旧没有直观地提出直觉主义,就数学基础的方法而言,直觉主义是现代的。[10]
亨利·彭加勒(常译作庞加莱,Henry Poincare,1854-1912),当代语境中的数学直觉主义的先驱。后人评价为数学哲学与当代数学直觉主义之间的一座桥梁。逻辑主义对于数学基础的理解是虚幻的。它使数学失去基础。然而数学的基础是存在的,它就是我们的直觉。它赋予数学以意义,从而给数学以对象。彭加勒指明了一座(本来就)架在人类精神和数学存在之间的桥梁,那便是我们的数学直觉。[11]彭加勒主张自然数是最基本的直觉,认为数学归纳法是一种包含直观的思维方法,是不能简单地归结为逻辑的。他主张使用有限个词能定义的概念,主张数学对象的可构造性。他还在另一种意义上理解和强调数学直觉,将其看做选择和发明的工具。彭加勒认为,我们有多种直觉。然而,最重要的可以归结为两类:一是“纯粹直觉”,即他通常所说的“纯粹数的直觉”、“纯粹逻辑形式的直觉”、“数学次序的直觉”等,这主要是解析家的直觉;二是“可觉察的直觉”,即想象,这主要是几何学家“形”的直觉。对于这两类直觉,他认为都是必要的,各自发挥着不同的作用。他认为,这两类直觉“似乎发挥出我们心灵的两种不同的本能”,它们像“两盏探照灯,引导陌生人相互来往于两个世界”。[12]
布劳威尔(,1881-1966),直觉主义真正的创始人和奠基人是布劳威尔。布劳威尔在数学上的直觉主义立场来源于他的哲学。1907年他在博士论文《数学基础》中提出直觉主义观点,认为数学的基础是先验的初始直觉。数学是起源于和产生于头脑的人类活动,不存在于头脑之外,因此,是独立于真实世界的。布劳威尔认为数学思维是智力构造的一个过程,它建造自己的天地,独立于经验,并且只受到必须建立于基本的数学直觉之上的限制。[10]布劳维尔发表的《数学基础》表明直觉主义的立场是强调“直觉”,这并不是说否认数学的逻辑性和严谨性,而只是突出直觉、灵感和创造力在数学中的地位。直觉主义者认为数学不仅是最讲究严格性的科学,也是最富有创造性的科学。布劳维尔认为数学的基础是先验的初始直觉,他和他的学生说他们所说的直觉正是人心对于它本身所构造的东西的清晰理解。[13]布劳维尔修改了康德的先验时空学说,放弃了“外直觉的纯形式”的先验时空概念,以适应非欧几何的发展;池把数学的基本直觉建立在“内直觉的纯形式”的先验时间概念的基础之上。[14]布劳威尔还提出了“二·一原则”(tow-oneness)。他认为这是数学的基本直觉。即假设N成立,则N+1成立。这个过程可以无限重复,创造了一切有限序数,因为“二·一原则”的元素之一可以被认为是一个新的“二·一原则”。布劳威尔认为,在这个数学的基本直觉中,联通和分离、连续和离散得到统一,并直接引出了线性连续统的直觉,即“介于”(between)的直觉。(布劳威尔《直觉主义和形式主义》)[4]93
阿伦特·海廷(Arend Heyting,1898-1980),他是布劳威尔的学生。继承了布劳威尔有关数学直觉主义的思想。他认为,直觉主义是从一定的、多少有点任意的假设出发的。它的主题是构造性的数学思想。这使得它处于经典数学之外。形式主义和直觉主义的差别在于,直觉主义的进行独立于形式化,形式化只能追随在数学构造的后面。逻辑不是直觉主义的立足点,数学构造在头脑中是很直接的,结论也应该是很清楚的,所以不需要任何基础。海廷主张,在描述直觉主义数学时,应当在日常生活中去理解。比如,在注视那边树木时,我确信我看到树木,而实际上光波达到我眼中,使我构造出树木这一信念需要相当的训练。这种观点是自然的。两个人说话,我向你灌输意见,实际制造了空气的震动。这是理论的构造。(阿伦特·海廷《论辩》)[4]77-88
迈克尔·达米特(又译米歇尔·杜麦特Michael Dummett,1925-2011),当代数学直觉主义学派的代表人物。达米特认为,数学首先是先验的,然后是分析的。达米特曾经从语言学角度和意义理论角度为直觉主义辩护。直觉主义关于数学陈述意义的解释避免了以真概念为核心概念的意义理论的不足,它把说话者关于数学陈述的理解与说话者使用这个陈述的实际能力结合在一起,因此具有很大的优点。从直觉主义关于数学陈述的意义说明出发,达米特提出了以证实为核心概念的新的意义理论的构想。[15]202达米特指出:“对于直觉主义逻辑来说,排中律的双重否定是有效的语义原则,就像二值逻辑认为排中律本身是有效的一样:断言任何陈述既不真也不假是不一致的。”[4]132
四、直觉主义的意义以及合理性
直觉主义对古典逻辑中的排中律和双重否定律等原理中的部分原则以及非构造性的结论持否定态度,也不承认数学中的实无限的对象和方法。数学的历史也表明,数学知识与理论不仅无法脱离对外部世界的永恒的依存关系,而且数学的错误不是通过限制数学,如排斥非构造数学和传统逻辑而得到克服的。数学真理的积累以及对谬误的抛弃是通过数学知识的不断增长和理论的不断完善获得的。一句话、数学的生命在于生生不息的创造过程中。庆幸的是,直觉主义由十其思想体系中某种先天的弱点而末成为数学的统治思想。但也应看到其构造思想的重要价值。[16]123-124可以说,直觉主义学派在本质上是主观和荒谬的,以直觉上的可构造性为由来绝对的肯定直觉派数学是不能真正解决问题的。但是,直觉主义揭示了经典逻辑只具有相对的真理性,在具体的数学工作中具有重要意义。
首先,数学哲学中的直觉主义学派高度认可直觉和个人的创造性思维在科学实践中的作用,推动了现代递归函数论的建立和发展,这无疑对数学的进步起到了很积极的作用。其次,直觉主义者倡导的构造性的能行性的研究方法,促进了人工智能和计算机科学的发展。这种积极探讨可行性方法在计算机数学以及计算机科学中具有重大的现实意义。第三,直觉主义数学哲学的思想方法在素质教育理论研究与实践上,具有宝贵的参考价值。在数学教育中,逻辑的作用很明显,其特征为,从已知知识出发,依据逻辑规则进行推导和演算,一步一步地达到对研究对象的认识。而直觉主义可以跳跃式地认知,虽然能一步得到正确答案,却无法说清楚其中的步骤。直觉主义虽排斥传统逻辑,但与逻辑关系十分密切,对培养良好的数学逻辑观念有着不可忽视的作用。另外,直觉主义有助于培养数学教育中大胆猜测的思维习惯。这种创新和探索精神有利于数学的进步和发展。
参考文献:
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