数学生活研究论文

动物数学气象学家Lorenz提出一篇论文，名叫「一只蝴蝶拍一下翅膀会不会在Taxas州引起龙卷风？」论述某系统如果初期条件差一点点，结果会很不稳定，他把这种现象戏称做「蝴蝶效应」。就像我们投掷骰子两次，无论我们如何刻意去投掷，两次的物理现象和投出的点数也不一定是相同的。Lorenz为何要写这篇论文呢？这故事发生在1961年的某个冬天，他如往常一般在办公室操作气象电脑。平时，他只需要将温度、湿度、压力等气象数据输入，电脑就会依据三个内建的微分方程式，计算出下一刻可能的气象数据，因此模拟出气象变化图。这一天，Lorenz想更进一步了解某段纪录的后续变化，他把某时刻的气象数据重新输入电脑，让电脑计算出更多的后续结果。当时，电脑处理数据资料的数度不快，在结果出来之前，足够他喝杯咖啡并和友人闲聊一阵。在一小时后，结果出来了，不过令他目瞪口呆。结果和原资讯两相比较，初期数据还差不多，越到后期，数据差异就越大了，就像是不同的两笔资讯。而问题并不出在电脑，问题是他输入的数据差了，而这些微的差异却造成天壤之别。所以长期的准确预测天气是不可能的。参考资料：阿草的葫芦(下册)——远哲科学教育基金会2、动物中的数学“天才”蜜蜂蜂房是严格的六角柱状体，它的一端是平整的六角形开口，另一端是封闭的六角菱锥形的底，由三个相同的菱形组成。组成底盘的菱形的钝角为109度28分，所有的锐角为70度32分，这样既坚固又省料。蜂房的巢壁厚毫米，误差极小。丹顶鹤总是成群结队迁飞，而且排成“人”字形。“人”字形的角度是110度。更精确地计算还表明“人”字形夹角的一半——即每边与鹤群前进方向的夹角为54度44分8秒！而金刚石结晶体的角度正好也是54度44分8秒！是巧合还是某种大自然的“默契”？蜘蛛结的“八卦”形网，是既复杂又美丽的八角形几何图案，人们即使用直尺的圆规也很难画出像蜘蛛网那样匀称的图案。冬天，猫睡觉时总是把身体抱成一个球形，这其间也有数学，因为球形使身体的表面积最小，从而散发的热量也最少。真正的数学“天才”是珊瑚虫。珊瑚虫在自己的身上记下“日历”，它们每年在自己的体壁上“刻画”出365条斑纹，显然是一天“画”一条。奇怪的是，古生物学家发现3亿5千万年前的珊瑚虫每年“画”出400幅“水彩画”。天文学家告诉我们，当时地球一天仅小时，一年不是365天，而是400天。(生活时报)

对我来说什么都可以变成数学。”数学家笛卡儿曾这样说过。“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，日用之繁，无处不用数学。”我国家喻户晓的数学家华罗庚也曾下过这样的结论。的确，正如两位前辈所说，数学与我们的生活息息相关，数学的脚步无处不在。 2006年已经接近尾声了，迎面而来的是新的一年——2007年。行走在繁华的大街上，随处可见商家打出的“满400送400”，“满300送300”的促销招牌。“这真实惠！”消费者们蜂拥而至，商场里人山人海，抢购成风。此情此景，真让人以为回到了物资短缺的年代。实际上商家心里早打好了如意算盘。俗话说：只有买亏，没有卖亏，“满400送400元券”只是商家的一种促销手段，其中暗藏着数学问题，暗藏着商业机密，暗藏着许多玄机。 去年，我们一家三口，也在新年之际在商场里“血拼”，当时是满400送400元券。我们先用980元买了一件苹果牌的皮夹克给爸爸，送来了800元购物券。我们并没有过分浪费，花了300元券买了一件298元藏青色的李宁牌棉袄，又用剩下的500元券中的488买了一件太子龙男装（由于是购物券，不设找零）。到底便宜了多少？298+488+980=1766（元）——这是原来不打折时需要花的钱。980/1776，所打的折扣大约是五五折。 我的姑姑和姑夫从前也做过服装生意，我对服装的进货成本与销售价的关系也有些了解。服装的进价一般只占建议零售价的20%~30%。随着竞争的加剧和商场促销力度越来越大，为了保持利润，商家或厂家还不断地把衣服的建议零售价标高。就如前几天在电视中看见的一位消费者所说，某一品牌同一款式的一条尼料的裤子，三年前建议零售价还只是299元，今年标价变成了999元。这么一算，进价大概只有商场里售价的10%~20%。就算打了五五折，商家还稳赚三至五成的毛利。 广告，广告，便是广而告之。许多人一窝蜂似的赶来抢购、血拼，商场的人流量多了，商品销售量也快速增长。就按人流量是平时的三倍算，这里又出现了一个数学问题。假设平时人流量少时，一件商品按8折销售。8折减去进价2折，标价部分的6成就成了毛利。虽然现在“满400送400元券”时同一件商品可能只赚三至五成，但销量起码是平时的三倍以上。就按三成毛利和三倍销量来计算，3×3=9，与平时的6成毛利相比，一天能多赚50%。虽说这样卖每件单位毛利率有所下降，毛利额却因销售量的增加而增长，更因大量销售而加快了资金周转，带来额外的收益。 商品标价和促销中有数学，购物消费中有数学，装修房子有数学，织毛衣中有数学……总而言之，数学在现实生活中无处不在！

抽屉原理和六人集会问题 “任意367个人中，必有生日相同的人。” “从任意5双手套中任取6只，其中至少有2只恰为一双手套。” “从数1，2，...，10中任取6个数，其中至少有2个数为奇偶性不同。” ...... 大家都会认为上面所述结论是正确的。这些结论是依据什么原理得出的呢？这个原理叫做抽屉原理。它的内容可以用形象的语言表述为： “把m个东西任意分放进n个空抽屉里（m>n），那么一定有一个抽屉中放进了至少2个东西。” 在上面的第一个结论中，由于一年最多有366天，因此在367人中至少有2人出生在同月同日。这相当于把367个东西放入366个抽屉，至少有2个东西在同一抽屉里。在第二个结论中，不妨想象将5双手套分别编号，即号码为1，2，...，5的手套各有两只，同号的两只是一双。任取6只手套，它们的编号至多有5种，因此其中至少有两只的号码相同。这相当于把6个东西放入5个抽屉，至少有2个东西在同一抽屉里。 抽屉原理的一种更一般的表述为： “把多于kn个东西任意分放进n个空抽屉（k是正整数），那么一定有一个抽屉中放进了至少k+1个东西。” 利用上述原理容易证明：“任意7个整数中，至少有3个数的两两之差是3的倍数。”因为任一整数除以3时余数只有0、1、2三种可能，所以7个整数中至少有3个数除以3所得余数相同，即它们两两之差是3的倍数。 如果问题所讨论的对象有无限多个，抽屉原理还有另一种表述： “把无限多个东西任意分放进n个空抽屉（n是自然数），那么一定有一个抽屉中放进了无限多个东西。” 抽屉原理的内容简明朴素，易于接受，它在数学问题中有重要的作用。许多有关存在性的证明都可用它来解决。 1958年6/7月号的《美国数学月刊》上有这样一道题目： “证明在任意6个人的集会上，或者有3个人以前彼此相识，或者有三个人以前彼此不相识。” 这个问题可以用如下方法简单明了地证出： 在平面上用6个点A、B、C、D、E、F分别代表参加集会的任意6个人。如果两人以前彼此认识，那么就在代表他们的两点间连成一条红线；否则连一条蓝线。考虑A点与其余各点间的5条连线AB，AC，...，AF，它们的颜色不超过2种。根据抽屉原理可知其中至少有3条连线同色，不妨设AB，AC，AD同为红色。如果BC，BD，CD3条连线中有一条（不妨设为BC）也为红色，那么三角形ABC即一个红色三角形，A、B、C代表的3个人以前彼此相识：如果BC、BD、CD3条连线全为蓝色，那么三角形BCD即一个蓝色三角形，B、C、D代表的3个人以前彼此不相识。不论哪种情形发生，都符合问题的结论。 六人集会问题是组合数学中著名的拉姆塞定理的一个最简单的特例，这个简单问题的证明思想可用来得出另外一些深入的结论。这些结论构成了组合数学中的重要内容-----拉姆塞理论。从六人集会问题的证明中，我们又一次看到了抽屉原理的应用。

前天下午，我做完作业后，坐在窗前看书。看着看着，我发现乌云密布，天色渐渐暗了，像锅底一样。我推开家门，跑了出去。只见空中电闪雷鸣，不一会儿就下起了倾盆大雨，豆粒般的雨点打在我的脸上，就像刀割一样。我跑回家，把敞开的窗户关上后，才想到：妈妈没有多穿衣服，会很冷，雨下得这么大，她又没带伞，会被雨淋湿了，回来肯定成“落汤鸡”了。每当下雨时，我在学校大厅避雨，走来走去，心急如焚，可是，我刚要冲进雨幕时，却朦胧地看见一个面容憔悴的阿姨，听见一声温柔的声音：孩子，妈妈来晚了，我们回家吧！这时，我才发现她是我的妈妈。路上，妈妈把伞撑开，打在我的头上，她淋着雨，我让妈妈也打上伞，可是妈妈很‘倔强’……这时，我发现妈妈的两鬓又增添了许多银丝……想到这里，我决定要给妈妈温暖——给她送厚衣服和雨衣。我准备好后，便去妈妈单位门口等着。我看见别的叔叔阿姨有的打着伞，高兴地走在回家的路上；有的没带伞，急匆匆地往家赶。厂子里空荡荡的，加上打雷的声音，我有些害怕了。焦急地说我：“怎么看不到妈妈出来呀？”我心里想：妈妈该不会是留在厂里加班了吧？不会的，我一个人在家，妈妈不可能不回来。我等了20分钟，就抓耳挠腮，心里非常着急，于是，我就去妈妈的办公室了。我透过细细的门缝，看到了慈祥的妈妈目不转睛地盯在那一篇篇论文上，我心里想：妈妈太辛苦了，把心血都花在了工作上，居然忘了回家。我已经摆好了口形，就差发出声音了，可我停住了，是怕影响妈妈工作。于是，我一声不响地站在门外等候着。等妈妈干完活儿后，已经6：20了。她走出办公室，发现了我，我高兴地看着妈妈，赶紧说：“妈妈，今天下着倾盆大雨，您只穿了一件T恤衫，我给您带了厚衣服和伞，我们回家吧！”妈妈看着天真幼稚的我，笑了，并且挺惊讶，说：“谢谢你，孩子。你是一个关心父母的好孩子……”我们一边走一边说。路上，我感觉到妈妈高兴地哭了。父母为我们付出了很多，我以后还会做更多有意义的事，回报父母的爱。

一、操作中学习———主动体验

操作中学习，或称做中学，是着重寻找解决问题过程的学习方式，是一种探索和研究的活动，是一名学生进行数学思考的历程.美国数学家哈尔莫斯指出：“学习数学的唯一方法是做数学.”《数学课程标准》指出：“学会与人合作，并能与他人交流思维的过程与结果.”做中学不仅是个体的学习过程，也是进行小组合作学习的有效途径.数学活动不仅是传授知识的过程，也是创造机会让学生自主探究的过程.学生只有在自己亲自动手探索的过程中，才能对物质材料有充分的感知和兴趣，才能对材料有所发现和疑问.数学探究的意义正在于学生动手动脑主动操作、体验与思考的过程。

例如苏教版一年级“认钟表”一课，我就把认钟面改为做钟面，小组合作来完成.我准备了学具，每个小组都有一个硬纸片，印好时针与分针，一个圆周，里面有12个均分的点.我让4人小组合作，组长安排，做个钟面.合作开始了，只见有人剪时针，有人剪分针，有人剪外形，有人写数字，组装成了一个钟面.学生在制作钟面的过程中，了解了钟面有时针、分针和秒针，明白了钟面上有12个数字，均匀地分割了整个钟面.学会了你做一部分，我做一部分，再整合成一个钟面的合作过程.在这个过程中既有知识的渗透，也有合作中人际关系的处理，学会在小组中发表见解和倾听小组同学的意见.儿童心理学的研究表明，操作不是单纯的身体动作，它应该是与大脑的思维活动紧密联系着的，能让他们亲手接触、亲自动手的事情记忆会更深刻.操作学习中和同伴的交流也会更加自由，而同伴或老师的不同看法和解决问题的不同方式能促进学生不断思考，完善自己的想法或建构新策略

.因此我们应给学生更多自己动手操作的机会来经历数学，例如可以通过制作长方体、正方体等感知几何图形，通过剪纸学习对称，通过制作年历感知和学习年、月、日的相关概念等.操作中学习，能帮助学生更深刻主动地经历数学，提高学习的有效性.

二、生活中学习———经验迁移

陶行知说过：“生活即教育.”生活本身就是一个巨大的数学课堂，小学数学教育理应回归到儿童的生活中去.荷兰教育家弗赖登塔尔说：“数学来源于生活，也必须植根于生活.”紧密联系学生的生活实际，让数学从生活中来，到生活中去，是数学课程改革的重要理念之一.我们不妨结合课堂教学内容捕捉生活现象，采撷生活实例，把学习与儿童自己的生活充分地融合起来，让学生感受到数学处处与生活同在.同时新课程标准强调数学与现实生活的联系，而且要求“数学教学必须从学生熟悉的生活情境和感兴趣的事物出发”，因此我们必须关注学生的生活，他们在学校之内、之外都做些什么事情，对什么比较感兴趣.

1．在生活中发现数学

让学生根据自己现有的知识水平在生活中经历“数学发现”，会使抽象的数学变得通俗易懂，让课本上的“数学”和孩子们变得更加贴近，使学生们更加主动地去学习数学，会发现一些新的数学内容.作为教学主导者的教师也要善于发现生活中的数学素材.如教室排列的座位、体育课上的队列、本教室在学校各个教室中的相对位置等；生活中到处可见的几何形体，门、柱子、柜子、各种球等；人们生活中的吃穿住行包含着许许多多的数学问题.假如能把这些生活中的数学问题搬进课堂，学生们就会感到非常真实、有趣，同时学生们也会充分地认识到数学并非枯燥无味，会感到数学就在他们身边.生活中的数学发现不仅是一种数学学习的“预习”或者“复习”，它更是数学知识建构的桥梁.如寻找生活中的几何图形，联系生活中实际事物的过程使几何表象更加清楚，有利于建立对应的几何概念.

2．在生活中解决问题

让学生运用学到的数学知识解决生活中的实际问题，是数学教学的目的.华罗庚说过：“宇宙之大，粒子之微；火箭之速，化工之巧；地球之变，生物之谜；日用之繁，无处不用数学.”数学源于生活，课本上的数学知识都可以在生活中找到它的蓝本.在生活中解决数学问题，使得单一的数学练习更富有现实意义，也更加有综合性，可以说是更多地还原了数学的本质.如让学生记录自己和家人的一次超市购物过程：买了哪些东西，单价多少，每种物品花了多少钱，总共花了多少，什么东西最贵／便宜，吃的物品有几种，用的有几种，等等.这样一个过程涵盖了多个数学知识点，不仅是加减乘除的练习，也是统计等概念的渗透.另外，我们也可以让学生计算家里一年的`水电费，了解水电费的计费方式；记录并计算出行、旅游的交通费用；学习比例时，将自己家房屋结构平面图画出来；学习平均数，可以统计班级各科考试的平均分等.如下面两道题就是很好地利用生活资源来进行数学学习的案例：

（1）在下面的括号里选择合适的单位、数或词语填在横线上.你的身高是138（米、分米、厘米），体重是36（吨、千克、克），你每天步行去上学从家到学校要走20（时、秒、分），你每分钟走50（千米、分米、米），你的家到学校有（100、1000）米，来回一趟要走2（千米、分米、米）.如果学校8：45上课，你8：30离家去上学，你（一定、可能、不可能）会迟到，因为.

（2）请你计算一下你家客厅的面积.如果客厅用边长为5分米的正方形地砖铺设需要多少块？

3．在生活中养成数学眼光

在新课程中体现了这样一种理念：学生不是为了学习而学习.因此我们在数学教学中，不能仅仅关注学生对于数学概念的掌握，或者是学生解决习题的能力，我们同时也应该有意识地培养学生尝试用数学思维方式去观察生活.在学习数学的过程中，如果不能及时地提出问题，不会恰当地提出问题，数学就会枯竭.使学生从小就学会用数学的眼光来看待周围的事物，是把数学学习更多的内化为学生的一种主动意识，这是我们不能遗忘的一项数学教学任务.

数学本身是一门抽象的科学，小学生由于自己的生活经验的缺乏会觉得数学离自己很遥远，很陌生.当我们把数学学习的方式变成有趣的情境、可以动手操作的实物，或他们所熟悉的生活情节和事物，让他们在经历数学的过程中感受到学习数学的乐趣和成就感，体验到数学就在自己每天的生活中之后，他们对数学的学习就能以更轻松和喜欢的态度参与、建构、获得提升.