【摘要】 本文就数学的几个美学特点举例说明数学的魅力,旨在用数学之美吸引学生,激发学生学习数学的热情。
【关键词】 数学之美 逻辑思维 周密性
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)07-023-01
从高中开课伊始,许多同学都感觉到了数学学习的难度,思维跳跃性非常大,接受起来困难,这就影响了同学们的信心与士气,更有意志相对薄弱和学习方法不到位的同学屡考屡败,逐渐对数学学习失去了信心。那么怎样激发学生学习数学的热情,引导学生学好高中数学呢。这就要求我们教师引导学生从他们固有知识结构和其认知规律说起,让学生发现数学的魅力,体会数学之美。
一、最美——提高教师自身的理论修养
培根说:“读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,科学使人深刻,伦理使人庄重,逻辑使人善辩。” 数学是解决信息检索和自然语言处理的最好工具。它能非常清晰地描述这些领域的实际问题并且给出漂亮的解决办法。每当人们应用数学工具解决一个语言问题时,总会感叹数学之美。而本人认为而数学的最美之处莫过于在实际生活的运用过程中让你思维敏捷,变得周密而不单一。
巧妙的运用数学之美可以有效的激发学生的学习兴趣,但是怎样让学生感受数学的魅力,为之折服呢?这就要求教师从实际出发,用实例佐证课堂教学,提高自身的数学理论修养。教师被誉为人类灵魂的工程师,提高自生素养及时职业需要,也是关系国民整体素质的大事。
二、数学之美——对称
所谓对称性,既指组成某一事物或对象的两个部分的对等性,从古希腊时代起,对称性就被认为是数学美的一个基本内容。毕达哥拉斯就曾说过:“一切平面图形中最美的是圆,在一切立体图形中最美的是球形。”这正是基于这两种形体在各个方向上都是对称的。几何里面的对称包括轴对称和中心对称,而圆是所有对称图形里面最经典的,最具代表性的,无可否认,正如毕达哥拉斯所说是最美的。无论是绘画还是组图亦或是实际生活中,都离不开对称的美学效果,中国的建筑就很好的应用了数学的对称美,有许多的园林建筑都应用了这一点。比如说故宫的建造。故宫建造中突出了一条南北中轴线,宫内重要建筑都在这条中轴线上,其它建筑分东西对称分布。故宫中的建筑除了以中轴线为对称轴外,还用了各种手法,使宫城中各组建筑独具特色。比如殿基的处理,殿顶的形式,吻兽和垂脊兽的数目,彩绘图案的规制等都突出了以对称结构为主。这样,不仅使主要建筑更显得高大,壮观,而且还表现了宫中建筑的等级差别,很好的体现了我国古代建筑恢宏肃穆的气势。
然而数学的美不管存在在几何图形的对成性,更是存在于代数之中。
例如解:原式=111111111×111111111=12345678987654321
分析:等式的一边是九个1乘以九个1,另一边是九个数字的排列并且成对称的,结果也是九个数字组成的对称的结构。
教师可在教学中利用教材提供的各种图形,引导学生在认识和掌握各种图形的过程中,体验他们的优美,达到美的感受。并且可以利用图形之间的关系或者一些有趣的规律,发挥学生的想象力,让他们用各种图形拼组成自己喜欢的事物,体会数学的组合美。
三、数学之美——简洁
汉语的语言要求言简意赅,同样的作为训练逻辑思维的最佳学科,数学的语言表达也是简洁的。数学语言本身就是最简洁的文字,同时反映客观规律极其深刻,许多复杂的客观现象,总结为一定的规律时,往往呈现为十分简单的公式。例如中国数学家和语言学家周海中运用联系观察法和不完全归纳法给出了关于梅森素数分布的猜测:当时,梅森素数的个数为。关于这一猜测简洁而形式优美,却有效的推动了数论的研究,也促进了计算数学、程序设计技术、网络技术以及密码技术的发展。英国顶尖科学家M·Sautoy甚至认为它是标致科学发展的里程碑。正如伟大的希而伯特曾说过:“数学中每一步真正的进展都与更有力的工具和更简单的方法的发现密切联系着”。
四、数学之美——统一
所谓的统一,用马克思主义哲学定义解释就是部分与部分、部分与整体的统一。在数学中有好多数学统一性的例子。概括的讲,数学分为代数和几何两个大块,这可以概括为整体与部分的统一;可是代数与几何并不是毫无关联的两个部分,相反的,二者既有各自不可替代的作用,又是相辅相成,密不可分的,这也就是部分与部分之间的统一。例如,从结构上分析,解析法、三角法、复数法、向量法和图解等具体方法,都可以统一于数形结合法。数形结合作为一种数学思想方法,大致可分为以下两种情形:第一,借助于数的精确性来阐明形的某些属性,即“以数解形”;第二,借助形的几何直观性来阐明数之间的某种关系,即“以形助数”。
总而言之,数学的无穷魅力一言以蔽之——美。条件允许的情况下,教师可以巧妙地借助多媒体向学生展示数学的极致美,从而激发学生的学习兴趣,让学生产生探究的欲望。兴趣是最好的老师,只要教师会教,学愿意学,还有学不好的数学吗?
[ 参 考 文 献 ]
[1] 周海中.梅森素数的分布规律[J].中山大学学报:自然科学版,
1992,31(4)
[2] 吴军.数学之美,2002.
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