一篇有关数学史的论文(网上搜索不到)研究数学发展历史的学科,是数学的一个分支,也是自然科学史研究下属的一个重要分支。和所有的自然科学史一样,数学史也是自然科学和历史科学之间的交叉学科。数学史研究所使用的方法主要是历史科学的方法,在这一点上,它与通常的数学研究方法不同。它研究的对象是数学发展的历史,因此它与通常历史科学研究的对象又不相同。具体地说,它所研究的内容是:①数学史研究方法论问题;②总的学科发展史——数学史通史;③数学各分支的分科史(包括细小分支的历史);④不同国家、民族、地区的数学史及其比较;⑤不同时期的断代数学史;⑥数学家传记;⑦数学思想、数学概念、数学方法发展的历史;⑧数学发展与其他科学、社会现象之间的关系;⑨数学教育史;⑩数学史文献学;等等。按其研究的范围又可分为内史和外史。内史 从数学内在的原因(包括和其他自然科学之间的关系)来研究数学发展的历史;外史 从外在的社会原因(包括政治、经济、哲学思潮等原因)来研究数学发展与其他社会因素间的关系。数学史和数学研究的各个分支,和社会史与文化史的各个方面都有着密切的联系,这表明数学史具有多学科交叉与综合性强的性质。人们研究数学史的历史,由来甚早。古希腊时就曾有人写过一部《几何学史》,可惜未能流传下来,但在5世纪普罗克洛斯对欧几里得《几何原本》第一卷的注文中还保留有一部分资料。中世纪阿拉伯国家的一些传记作品和数学著作中,曾讲述到一些数学家的生平以及其他有关数学史的材料。12世纪时,大量的古希腊和中世纪阿拉伯数学书籍传入西欧。这些著作的翻译既是当时的数学研究,也是对古典数学著作的整理和保存。近代西欧各国的数学史研究,是从18世纪,由J.É.蒙蒂克拉、C.博絮埃、.克斯特纳同时开始,而以蒙蒂克拉1758年出版的《数学史》(1799~1802年又经拉朗德增补)为代表。从19世纪末叶起,研究数学史的人逐渐增多,断代史和分科史的研究也逐渐展开,1945年以后,更有了新的发展。19世纪末叶以后的数学史研究可以分为下述几个方面。①通史研究 代表作可以举出.康托尔的《数学史讲义》(4卷,1880~1908)以及.博耶(1894、1919)、.史密斯(2卷,1923~1925)、洛里亚(3卷,1929~1933)等人的著作。法国的布尔巴基学派也写了一部数学史收入《数学原理》丛书之中。以尤什凯维奇为代表的苏联学者和以弥永昌吉、伊东俊太郎为代表的日本学者也都有多卷本数学通史出版。1972年美国M.克莱因所著《古今数学思想》一书,被认为是70年代以来的一部佳作。②古希腊数学史 许多古希腊数学家的著作被译成现代文字,在这方面作出了成绩的有.海贝格、胡尔奇、.希思等人。洛里亚和希思还写出了古希腊数学通史。20世纪30年代起,著名的代数学家范?德?瓦尔登在古希腊数学史方面也作出成绩。60年代以来匈牙利的A.萨博的工作则更为突出,他从哲学史出发论述了欧几里得公理体系的起源。③古埃及和巴比伦数学史 把巴比伦楔形文字泥板算书和古埃及纸草算书译成现代文字是艰难的工作。查斯和阿奇博尔德等人都译过纸草算书,而诺伊格鲍尔锲而不舍数十年对楔形文字泥板算书的研究则更为有名。他所著的《楔形文字数学史料研究》(1935、1937)、《楔形文字数学书》(与萨克斯合著,1945)都是这方面的权威性著作。他所著《古代精密科学》(1951)一书,汇集了半个世纪以来关于古埃及和巴比伦数学史研究成果。范?德?瓦尔登的《科学的觉醒》(1954)一书,则又加进古希腊数学史,成为古代世界数学史的权威性著作之一。④断代史和分科史研究 德国数学家(C.)F.克莱因著的《19世纪数学发展史讲义》(1926~1927)一书,是断代体近现代数学史研究的开始,它成书于20世纪,但其中所反映的对数学的看法却大都是19世纪的。直到1978年法国数学家J.迪厄多内所写的《1700~1900数学史概论》出版之前,断代体数学史专著并不多,但却有(.)H.外尔写的《半个世纪的数学》之类的著名论文。对数学各分支的历史,从数论、概率论,直到流形概念、希尔伯特23个数学问题的历史等,有多种专著出现,而且不乏名家手笔。许多著名数学家参预数学史的研究,可能是基于()H.庞加莱的如下信念,即:“如果我们想要预见数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状”,或是如H.外尔所说的:“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立的和发展的概念方法和结果,我们就不可能理解近50年来数学的目标,也不可能理解它的成就。”⑤历代数学家的传记以及他们的《全集》、《选集》的整理和出版 这是数学史研究的大量工作之一。此外还有多种《数学经典论著选读》出现,辑录了历代数学家成名之作的珍贵片断。⑥专业性学术杂志 最早出现于19世纪末,.康托尔(1877~1913,30卷)和洛里亚(1898~1922,21卷)都曾主编过数学史杂志,最有名的是埃内斯特勒姆主编的《数学宝藏》(1884~1915,30卷)。现代则有国际科学史协会数学史分会主编的《国际数学史杂志》。中国以历史传统悠久而著称于世界,在历代正史的《律历志》“备数”条内常常论述到数学的作用和数学的历史。例如较早的《汉书?律历志》说数学是“推历、生律、 制器、 规圆、矩方、权重、衡平、准绳、嘉量,探赜索稳,钩深致远,莫不用焉”。《隋书?律历志》记述了圆周率计算的历史,记载了祖冲之的光辉成就。历代正史《列传》中,有时也给出了数学家的传记。正史的《经籍志》则记载有数学书目。在中国古算书的序、跋中,经常出现数学史的内容。如刘徽注《九章算术》序 (263)中曾谈到《九章算术》形成的历史;王孝通“上缉古算经表”中曾对刘徽、祖冲之等人的数学工作进行评论;祖颐为《四元玉鉴》所写的序文中讲述了由天元术发展成四元术的历史。宋刊本《数术记遗》之后附录有“算学源流”,这是中国,也是世界上最早用印刷术保存下来的数学史资料。程大位 《算法统宗》(1592)书末附有“算经源流”,记录了宋明间的数学书目。以上所述属于零散的片断资料,对中国古代数学史进行较为系统的整理和研究,则是在乾嘉学派的影响下,在清代中晚期进行的。主要有:①对古算书的整理和研究,《算经十书》(汉唐间算书)和宋元算书的校订、注释和出版,参预此项工作的有戴震(1724~1777)、李潢(?~1811)、阮元(1764~1849)、沈钦裴(1829年校算《四元玉鉴》)、罗士琳(1789~1853)等人。②编辑出版了《畴人传》(数学家和天文学家的传记),它“肇自黄帝,迄于昭(清)代,凡为此学者,人为之传”,它是由阮元、李锐等编辑的(1795~1799)。其后,罗士琳作“补遗”(1840),诸可宝作《畴人传三编》(1886),黄钟骏又作《畴人传四编》(1898)。《畴人传》,实际上就是一部人物传记体裁的数学史。收入人物多,资料丰富,评论允当,它完全可以和蒙蒂克拉的数学史相媲美。利用现代数学概念,对中国数学史进行研究和整理,从而使中国数学史研究建立在现代科学方法之上的学科奠基人,是李俨和钱宝琮。他们都是从五四运动前后起,开始搜集古算书,进行考订、整理和开展研究工作的。经过半个多世纪,李俨的论文自编为《中算史论丛》(1~5集,1954~1955),钱宝琮则有《钱宝琮科学史论文集》(1984)行世。从20世纪30年代起,两人都有通史性中国数学史专著出版,李俨有《中国算学史》(1937)、《中国数学大纲》(1958);钱宝琮有《中国算学史》(上,1932)并主编了《中国数学史》(1964)。钱宝琮校点的《算经十书》(1963)和上述各种专著一道,都是权威性著作。从19世纪末,即有人(伟烈亚力、赫师慎等)用外文发表中国数学史方面的文章。20世纪初日本人三上义夫的《数学在中国和日本的发展》以及50年代李约瑟在其巨著《中国科学技术史》(第三卷)中对中国数学史进行了全面的介绍。有一些中国的古典算书已经有日、英、法、俄、德等文字的译本。在英、美、日、俄、法、比利时等国都有人直接利用中国古典文献进行中国数学史的研究以及和其他国家和地区数学史的比较研究。参考资料:数学史自建国以来,由於中算史专家李俨教授、钱宝琮教授、严敦杰教授的提倡,在国内有不少自发的人员从事于数学史研究,这些人员都是各自独立地进行研究,相互之间,在学术上很少进行磋商,但是,在中国数学史、外国数学史上确有许多急需解决的疑难问题,也就是由於当时形势的需要,急需把这些“个体户”组织起来,按“互助组”的形式进行研究。自1977年“互助组”成立以来,已有十五年了。在这期间,相互切磋、相互提携、相互支援、相互协助共同为中国科学、技术史作了不少可喜工作。例如,1984年受国家教委的委托,在北京师范大学举办了“中、外数学史讲习班”,除有百余所高等院校派员参加学习外,还有当代著名数学家江泽涵教授、吴文俊教授、王梓坤教授光临“讲习班”,进行指导并讲话,“讲习班”还邀请了全国十多名著名数学史家前来授课或作专题讲演;在“讲习班”期间,不但播放了中国数学古籍的幻灯片、故宫博物院库藏科、技文物幻灯片,而且有幸参观了故宫博物院库藏数百种科、技文物的实物。这次“讲习班”的活动,收到非常丰硕的效果,之后,有很多人对数学史产生了浓厚兴趣,加入了数学史的行列,从而对数学史进行学习、探讨、研究;也有人积极进行准备,拟开设数学史课,从而改变了全国只有十一所高校开设数学史课的极不相称之局面。在中国古典数学中,《九章算术》及《数书九章》是两部著名学术著作,其中有许多千古未解之谜及疑难问题,为了解决这些研究中以及教学中的难题,受国家教委的委托,于1986年在徐州师范学院举办了“《九章算术》暨《数书九章》暑期讲习班”,全国有四、五十所高等院校派员参加了这次“讲习班”。一致认为这次“讲习班”解决了在中国数学史的研究中、教学中的实际困惑和难点。“讲习班”期间,除讲授课程、专题报告外,还组织了多次“专题讨论”;在“专题讨论”中,可以自由发言,讲述个人的不同观点,并可以进行辩论和答问;因而“专题讨论”收到了意想不到的效果。之后,还参观了徐州地区的古迹和出土文物展览。原先,由开设数学史课程的十一所高校,后来逐渐扩展为六十多所高校,但是这种大范围的扩展,使得数学史的教材成了当务之亟的问题,因而组织有关人员进行教材的编撰工作;于1986年、1987年分别出版了《中国数学简史》、《外国数学简史》两部高校教材,不止解决了一些高校缺少数学史教材问题,也可供给某些研究生作为业余的读物,这两部教材现已被广大高校所采用。为了统一各高校数学史的教学要求,为了划一数学史研究生的培养方案,受国家教委的委托,于1984年在北京师范大学召集了八所高等学校,共同制定了《高校中、外数学史教学大纲(草案)》、《数学史研究生培养方案(草案)》,并呈报给国家教委备案。在培养研究生方面,不但使研究生互访“互助组”各校的有关人员,而且还相互邀请“互助组”各校的有关人员前来授课,从而促进各校之间对研究生培养的联系;至於前来北京师大进修的德国慕尼黑大学进修生、日本东海大学高级进修生、日本东北大学进修生,也得到“互助组”各校有关人员的支持。为了深入探讨中国古典数学名著,制定了《中国数学史研究丛书》的规划,于1982年、1987年分别出版了两部学术专著,即《〈九章算术〉与刘徽》、《秦九韶与〈数书九章〉》。这两部书出版后,在国内、外引起强烈反应,得到国内、外许多专家的高度评价,认为中国数学史的研究,不但不是没有可深入研究的问题,而相反的是,认为中国数学史的研究前景,是非常广阔而大有作为的。因之,使得国内、外许多学者从事于中国数学史的研究。由於这两部专著的专题性很强,有些其他方面的学术论文不便收录,所以于差不多同时,先后出版了《中国数学史论文集(一)》、《中国数学史论文集(二)》、《中国数学史论文集(三)》;从而为广大学者和读者,提供了学术园地。为了弘扬中国古代优秀科技文化,经国家教委批准,并经国家自然科学基金委两次资助以及其他五单位资助,分别于1987年、1991年在北京师范大学举办了“秦九韶《数书九章》成书740周年纪念暨学术研讨国际会议”、“《九章算术》暨刘徽学术思想国际研讨会”,像这样的专题性学术研讨会在国际上并不多见,因而受到国际学术界的重视,会前收到不少国际学术界知名人士的贺电,会后分别寄赠会议论文集,前来参加会议的学者,包括十多个国籍,分别为50余人、60余人;这两次专题性的国际会议,在国际学术界产生了巨大影响。为了深入钻研中国古典数学,原拟计划先后出版《中国数学史论文集(四)》、《刘徽研究》、《中国数学史大系》、《南北朝数学》以及《隋唐数学》等书。其中《中国数学史论文集(四)》,早已发稿,由於技术上的原因,推迟了发排的时间;《中国数学史大系》,正在加紧撰写稿件;是国家“八五”期间重点图书,任重而道远,各位执笔者有信心完成任务。《刘徽研究》一书,是《〈九战算术〉与刘徽》一书的继续和发展。经过六年准备,克服了许多困难,终至与读者见面,由于种种原因,还有许多不尽人意的地方,请作者和读者们谅解和批评、指正。《刘徽研究》能得以出版,还是与台湾九章出版社、陕西人民教育出版社、孙文先先生、杨益先生的鼎力相助和大力支持分不开的,在此,特致以由衷的谢意。原来计划全面而深入地探讨刘徽的各项成就,但是,由於发稿较晚、发排较迟、校对也费了不少时日,在这里特向读者致以深切的歉意。到现在,“互助组”已不适合当前形势的需要,乃代替以“才团”,我们实事求是,继续前进,争取新的成绩。
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中国数学历史 数学古称算学,是中国古代科学中一门重要的学科,根据中国古代数学发展的特点,可以分为五个时期:萌芽;体系的形成;发展;繁荣和中西方数学的融合。 中国古代数学的萌芽 原始公社末期,私有制和货物交换产生以后,数与形的概念有了进一步的发展,仰韶文化时期出土的陶器,上面已刻有表示1234的符号。到原始公社末期,已开始用文字符号取代结绳记事了。 西安半坡出土的陶器有用1~8个圆点组成的等边三角形和分正方形为100个小正方形的图案,半坡遗址的房屋基址都是圆形和方形。为了画圆作方,确定平直,人们还创造了规、矩、准、绳等作图与测量工具。据《史记·夏本纪》记载,夏禹治水时已使用了这些工具。 商代中期,在甲骨文中已产生一套十进制数字和记数法,其中最大的数字为三万;与此同时,殷人用十个天干和十二个地支组成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60个名称来记60天的日期;在周代,又把以前用阴、阳符号构成的八卦表示八种事物发展为六十四卦,表示64种事物。 公元前一世纪的《周髀算经》提到西周初期用矩测量高、深、广、远的方法,并举出勾股形的勾三、股四、弦五以及环矩可以为圆等例子。《礼记·内则》篇提到西周贵族子弟从九岁开始便要学习数目和记数方法,他们要受礼、乐、射、驭、书、数的训练,作为“六艺”之一的数已经开始成为专门的课程。 春秋战国之际,筹算已得到普遍的应用,筹算记数法已使用十进位值制,这种记数法对世界数学的发展是有划时代意义的。这个时期的测量数学在生产上有了广泛应用,在数学上亦有相应的提高。 战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,尤其是对于正名和一些命题的争论直接与数学有关。名家认为经过抽象以后的名词概念与它们原来的实体不同,他们提出“矩不方,规不可以为圆”,把“大一”(无穷大)定义为“至大无外”,“小一”(无穷小)定义为“至小无内”。还提出了“一尺之棰,日取其半,万世不竭”等命题。 而墨家则认为名来源于物,名可以从不同方面和不同深度反映物。墨家给出一些数学定义。例如圆、方、平、直、次(相切)、端(点)等等。 墨家不同意“一尺之棰”的命题,提出一个“非半”的命题来进行反驳:将一线段按一半一半地无限分割下去,就必将出现一个不能再分割的“非半”,这个“非半”就是点。 名家的命题论述了有限长度可分割成一个无穷序列,墨家的命题则指出了这种无限分割的变化和结果。名家和墨家的数学定义和数学命题的讨论,对中国古代数学理论的发展是很有意义的。 中国古代数学体系的形成 秦汉是封建社会的上升时期,经济和文化均得到迅速发展。中国古代数学体系正是形成于这个时期,它的主要标志是算术已成为一个专门的学科,以及以《九章算术》为代表的数学著作的出现。 《九章算术》是战国、秦、汉封建社会创立并巩固时期数学发展的总结,就其数学成就来说,堪称是世界数学名著。例如分数四则运算、今有术(西方称三率法)、开平方与开立方(包括二次方程数值解法)、盈不足术(西方称双设法)、各种面积和体积公式、线性方程组解法、正负数运算的加减法则、勾股形解法(特别是勾股定理和求勾股数的方法)等,水平都是很高的。其中方程组解法和正负数加减法则在世界数学发展上是遥遥领先的。就其特点来说,它形成了一个以筹算为中心、与古希腊数学完全不同的独立体系。 《九章算术》有几个显著的特点:采用按类分章的数学问题集的形式;算式都是从筹算记数法发展起来的;以算术、代数为主,很少涉及图形性质;重视应用,缺乏理论阐述等。 这些特点是同当时社会条件与学术思想密切相关的。秦汉时期,一切科学技术都要为当时确立和巩固封建制度,以及发展社会生产服务,强调数学的应用性。最后成书于东汉初年的《九章算术》,排除了战国时期在百家争鸣中出现的名家和墨家重视名词定义与逻辑的讨论,偏重于与当时生产、生活密切相结合的数学问题及其解法,这与当时社会的发展情况是完全一致的。 《九章算术》在隋唐时期曾传到朝鲜、日本,并成为这些国家当时的数学教科书。它的一些成就如十进位值制、今有术、盈不足术等还传到印度和阿拉伯,并通过印度、阿拉伯传到欧洲,促进了世界数学的发展。 中国古代数学的发展 魏、晋时期出现的玄学,不为汉儒经学束缚,思想比较活跃;它诘辩求胜,又能运用逻辑思维,分析义理,这些都有利于数学从理论上加以提高。吴国赵爽注《周髀算经》,汉末魏初徐岳撰《九章算术》注,魏末晋初刘徽撰《九章算术》注、《九章重差图》都是出现在这个时期。赵爽与刘徽的工作为中国古代数学体系奠定了理论基础。 赵爽是中国古代对数学定理和公式进行证明与推导的最早的数学家之一。他在《周髀算经》书中补充的“勾股圆方图及注”和“日高图及注”是十分重要的数学文献。在“勾股圆方图及注”中他提出用弦图证明勾股定理和解勾股形的五个公式;在“日高图及注”中,他用图形面积证明汉代普遍应用的重差公式,赵爽的工作是带有开创性的,在中国古代数学发展中占有重要地位。 刘徽约与赵爽同时,他继承和发展了战国时期名家和墨家的思想,主张对一些数学名词特别是重要的数学概念给以严格的定义,认为对数学知识必须进行“析理”,才能使数学著作简明严密,利于读者。他的《九章算术》注不仅是对《九章算术》的方法、公式和定理进行一般的解释和推导,而且在论述的过程中有很大的发展。刘徽创造割圆术,利用极限的思想证明圆的面积公式,并首次用理论的方法算得圆周率为 157/50和 3927/1250。 刘徽用无穷分割的方法证明了直角方锥与直角四面体的体积比恒为2:1,解决了一般立体体积的关键问题。在证明方锥、圆柱、圆锥、圆台的体积时,刘徽为彻底解决球的体积提出了正确途径。 东晋以后,中国长期处于战争和南北分裂的状态。祖冲之父子的工作就是经济文化南移以后,南方数学发展的具有代表性的工作,他们在刘徽注《九章算术》的基础上,把传统数学大大向前推进了一步。他们的数学工作主要有:计算出圆周率在~之间;提出祖(日恒)原理;提出二次与三次方程的解法等。 据推测,祖冲之在刘徽割圆术的基础上,算出圆内接正6144边形和正12288边形的面积,从而得到了这个结果。他又用新的方法得到圆周率两个分数值,即约率22/7和密率355/113。祖冲之这一工作,使中国在圆周率计算方面,比西方领先约一千年之久; 祖冲之之子祖(日恒)总结了刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,即等高的两立体,若其任意高处的水平截面积相等,则这两立体体积相等,这就是著名的祖(日恒)公理。祖(日恒)应用这个公理,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。 隋炀帝好大喜功,大兴土木,客观上促进了数学的发展。唐初王孝通的《缉古算经》,主要讨论土木工程中计算土方、工程分工、验收以及仓库和地窖的计算问题,反映了这个时期数学的情况。王孝通在不用数学符号的情况下,立出数字三次方程,不仅解决了当时社会的需要,也为后来天元术的建立打下基础。此外,对传统的勾股形解法,王孝通也是用数字三次方程解决的。 唐初封建统治者继承隋制,656年在国子监设立算学馆,设有算学博士和助教,学生30人。由太史令李淳风等编纂注释《算经十书》,作为算学馆学生用的课本,明算科考试亦以这些算书为准。李淳风等编纂的《算经十书》,对保存数学经典著作、为数学研究提供文献资料方面是很有意义的。他们给《周髀算经》、《九章算术》以及《海岛算经》所作的注解,对读者是有帮助的。隋唐时期,由于历法的需要,天算学家创立了二次函数的内插法,丰富了中国古代数学的内容。 算筹是中国古代的主要计算工具,它具有简单、形象、具体等优点,但也存在布筹占用面积大,运筹速度加快时容易摆弄不正而造成错误等缺点,因此很早就开始进行改革。其中太乙算、两仪算、三才算和珠算都是用珠的槽算盘,在技术上是重要的改革。尤其是“珠算”,它继承了筹算五升十进与位值制的优点,又克服了筹算纵横记数与置筹不便的缺点,优越性十分明显。但由于当时乘除算法仍然不能在一个横列中进行。算珠还没有穿档,携带不方便,因此仍没有普遍应用。 唐中期以后,商业繁荣,数字计算增多,迫切要求改革计算方法,从《新唐书》等文献留下来的算书书目,可以看出这次算法改革主要是简化乘、除算法,唐代的算法改革使乘除法可以在一个横列中进行运算,它既适用于筹算,也适用于珠算。 中国古代数学的繁荣 960年,北宋王朝的建立结束了五代十国割据的局面。北宋的农业、手工业、商业空前繁荣,科学技术突飞猛进,火药、指南针、印刷术三大发明就是在这种经济高涨的情况下得到广泛应用。1084年秘书省第一次印刷出版了《算经十书》,1213年鲍擀之又进行翻刻。这些都为数学发展创造了良好的条件。 从11~14世纪约300年期间,出现了一批著名的数学家和数学著作,如贾宪的《黄帝九章算法细草》,刘益的《议古根源》,秦九韶的《数书九章》,李冶的《测圆海镜》和《益古演段》,杨辉的《详解九章算法》《日用算法》和《杨辉算法》,朱世杰的《算学启蒙》《四元玉鉴》等,很多领域都达到古代数学的高峰,其中一些成就也是当时世界数学的高峰。 从开平方、开立方到四次以上的开方,在认识上是一个飞跃,实现这个飞跃的就是贾宪。杨辉在《九章算法纂类》中载有贾宪“增乘开平方法”、“增乘开立方法”;在《详解九章算法》中载有贾宪的“开方作法本源”图、“增乘方法求廉草”和用增乘开方法开四次方的例子。根据这些记录可以确定贾宪已发现二项系数表,创造了增乘开方法。这两项成就对整个宋元数学发生重大的影响,其中贾宪三角比西方的帕斯卡三角形早提出600多年。 把增乘开方法推广到数字高次方程(包括系数为负的情形)解法的是刘益。《杨辉算法》中“田亩比类乘除捷法”卷,介绍了原书中22个二次方程和 1个四次方程,后者是用增乘开方法解三次以上的高次方程的最早例子。 秦九韶是高次方程解法的集大成者,他在《数书九章》中收集了21个用增乘开方法解高次方程(最高次数为10)的问题。为了适应增乘开方法的计算程序,奏九韶把常数项规定为负数,把高次方程解法分成各种类型。当方程的根为非整数时,秦九韶采取继续求根的小数,或用减根变换方程各次幂的系数之和为分母,常数为分子来表示根的非整数部分,这是《九章算术》和刘徽注处理无理数方法的发展。在求根的第二位数时,秦九韶还提出以一次项系数除常数项为根的第二位数的试除法,这比西方最早的霍纳方法早500多年。 元代天文学家王恂、郭守敬等在《授时历》中解决了三次函数的内插值问题。秦九韶在“缀术推星”题、朱世杰在《四元玉鉴》“如象招数”题都提到内插法(他们称为招差术),朱世杰得到一个四次函数的内插公式。 用天元(相当于x)作为未知数符号,立出高次方程,古代称为天元术,这是中国数学史上首次引入符号,并用符号运算来解决建立高次方程的问题。现存最早的天元术著作是李冶的《测圆海镜》。 从天元术推广到二元、三元和四元的高次联立方程组,是宋元数学家的又一项杰出的创造。留传至今,并对这一杰出创造进行系统论述的是朱世杰的《四元玉鉴》。 朱世杰的四元高次联立方程组表示法是在天元术的基础上发展起来的,他把常数放在中央,四元的各次幂放在上、下、左、右四个方向上,其他各项放在四个象限中。朱世杰的最大贡献是提出四元消元法,其方法是先择一元为未知数,其他元组成的多项式作为这未知数的系数,列成若干个一元高次方程式,然后应用互乘相消法逐步消去这一未知数。重复这一步骤便可消去其他未知数,最后用增乘开方法求解。这是线性方法组解法的重大发展,比西方同类方法早400多年。 勾股形解法在宋元时期有新的发展,朱世杰在《算学启蒙》卷下提出已知勾弦和、股弦和求解勾股形的方法,补充了《九章算术》的不足。李冶在《测圆海镜》对勾股容圆问题进行了详细的研究,得到九个容圆公式,大大丰富了中国古代几何学的内容。 已知黄道与赤道的夹角和太阳从冬至点向春分点运行的黄经余弧,求赤经余弧和赤纬度数,是一个解球面直角三角形的问题,传统历法都是用内插法进行计算。元代王恂、郭守敬等则用传统的勾股形解法、沈括用会圆术和天元术解决了这个问题。不过他们得到的是一个近似公式,结果不够精确。但他们的整个推算步骤是正确无误的,从数学意义上讲,这个方法开辟了通往球面三角法的途径。 中国古代计算技术改革的高潮也是出现在宋元时期。宋元明的历史文献中载有大量这个时期的实用算术书目,其数量远比唐代为多,改革的主要内容仍是乘除法。与算法改革的同时,穿珠算盘在北宋可能已出现。但如果把现代珠算看成是既有穿珠算盘,又有一套完善的算法和口诀,那么应该说它最后完成于元代。 宋元数学的繁荣,是社会经济发展和科学技术发展的必然结果,是传统数学发展的必然结果。此外,数学家们的科学思想与数学思想也是十分重要的。宋元数学家都在不同程度上反对理学家的象数神秘主义。秦九韶虽曾主张数学与道学同出一源,但他后来认识到,“通神明”的数学是不存在的,只有“经世务类万物”的数学;莫若在《四元玉鉴》序文中提出的“用假象真,以虚问实”则代表了高度抽象思维的思想方法;杨辉对纵横图结构进行研究,揭示出洛书的本质,有力地批判了象数神秘主义。所有这些,无疑是促进数学发展的重要因素。 中西方数学的融合 中国从明代开始进入了封建社会的晚期,封建统治者实行极权统治,宣传唯心主义哲学,施行八股考试制度。在这种情况下,除珠算外,数学发展逐渐衰落。 16世纪末以后,西方初等数学陆续传入中国,使中国数学研究出现一个中西融合贯通的局面;鸦片战争以后,近代数学开始传入中国,中国数学便转入一个以学习西方数学为主的时期;到19世纪末20世纪初,近代数学研究才真正开始。
从算法教学管窥中国古代数学史俞 昕( 浙江湖州市第二中学 313000) 关于算法的涵义, 人们有着不同的界定. 普通高中数学课程标准( 实验) 在学生算法目标达成度上,重在算法思想的理解与应用,界定现代算法的意义就是解决某一类问题的办法. 确切地说,就是对于某一类特定的问题,算法给出了解决问题的一系列(有穷) 操作, 即每一操作都有它的确定性的意义( 使计算机能够按照它的指令工作) ,并在有限时间( 有穷步骤)内计算出结果.普通高中数学课程标准( 实验) 对! 算法部分∀进行说明时,突出强调! 需要特别指出的是, 中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想∀. 吴文俊先生曾经说过! 我们崇拜中国传统数学,决非泥古迷古、 为古而古. 复古是没有出路的. 我们的目的不仅是要显示中国古算的真实面貌, 也不仅是为了破除对西算的盲从,端正对中算的认识,我们主要的也是真正的目的, 是在于古为今用. ∀算法教学中蕴涵着丰富的数学史教育价值, 作为新时代的高中数学教师是有必要了解这一点的.1 中国古代数学的特点古代数学思想分为两大体系, 一个是以欧几里得的几何原本 为代表的西方数学思想体系,这个体系以公理化的思想、 抽象化的方法、 封闭的演绎体系为特色. 另一个则是以我国的九章算术 为代表的东方数学思想体系,这个体系以算法化的思想、 构造性的方法、 开放的归纳体系为特色.我国传统数学在从问题出发,以解决问题为主旨的发展过程中, 建立了以构造性与机械化为其特色的算法体系, 这与西方数学以欧几里得几何原本 为代表的所谓公理化演绎体系正好遥遥相对.中国古代数学中的! 术∀相当于现代数学术语中的! 公式∀,两者虽有相同点(都可以用来解决一类有关问题) , 其差异也非常之大. 主要表现在,! 公式∀只提供了几个有关的量之间的关系, 指明通过哪些运算可由已知量求出未知量,但并没有列出具体的运算程序,一般地,认为这种程序是已知的了. 但! 术∀则由怎样运算的详细程序构成的,可以说它是为完成公式所指出的各种运算的具体程序,即把! 公式∀展开为使用某种计算工具的具体操作步骤. 从这点看, ! 术∀正是现代意义上的算法, 是用一套! 程序语言∀所描写的程序化算法,可以照搬到现代计算机上去. 我国古代数学包括了今天初等数学中的算术、 代数、 集合和三角等多方面的内容.由于受实用价值观的影响, 中国传统数学的研究遵循着一种算法化思想,这种思想从九章算术 开始一直是中国古代数学著作大都沿袭的模式:实际问题# # # 归类# # # 筹式模型化# # # 程序化算法即将社会生产生活中的问题,先编成应用问题,按问题性质分类, 然后概括地近似地表述出一种数学模型, 借助于算筹, 得到这一类问题的一般解法. 把算法综合起来, 得到一般原理, 分别隶属于各章,人们按照书中的方法、 原理和实例来解决各种实际问题. 可以说,中国传统数学以确定算法为基本内容,又以创造和改进算法为其发展的方向.受九章算术 的影响,在之后的几个世纪,一些数学家的著作都以算法为主要特点,包括王孝通的辑古算经 、 贾宪的黄帝九章算法细草 、 刘益的议古根源 、 秦九韶的数书九章 、 李冶的测圆海镜 和益古演段 、 杨辉的详解九章算法 、 日用算法 和杨辉算法 , 这些著作中包括了增乘开方术、 贾宪三角、 高次方程数值解法、 内插法、 一次同余式组解法等一些著名的算法,进一步发展了中国古代数学算法化的特点,使得算法的特点得到了进一步的强化和发展.1 1 中国古代数学的算法化思想算法化的思想是中国古代数学的重要特点,并贯穿于中国古算整个发展过程之中.即使是与24 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期图形有关的几何问题也不例外,中算家们将几何方法与算法有机地结合起来,实现了几何问题的算法化.这样,从问题出发建立程序化的算法一直是古代中国数学研究的传统,也是中算家们努力的方向.这种算法化的思想着重构造实践,更强调! 经验∀、 ! 发现∀和构造性思维方式下从无到有的发明,对今天的算法教学与研究具有重要的启迪作用.中国古代数学算法化的思想具体表现如下:第一步,把实际中提出的各种问题转化为数学模型;第二步,把各种数学模型转化为代数方程; 第三步,把代数方程转化为一种程序化的算法; 第四步,设计( 并逐步改进)、 归纳、 推导(寓推理于算法之中)出各种算法; 第五步,通过计算回溯逐步达到解决原来的问题.1 2 中国古代数学的构造性方法所谓构造性方法是解决数学问题的一种方法,是创造性思维方式直接作用的结果.按照现代直觉主义者,特别是构造主义者的观点,对于一个数学对象,只有当它可以通过有限次的操作而获得,并且在每步操作之后都能有效地确定下一步所需要采取的操作, 才能说它是存在的.按照这种思维方式,可以使概念和方法按固定的方式在有限步骤内进行定义或得以实施,或给出一个行之有效的过程使之在有限步骤内将结果确定地构造出来.换言之,就是能用有限的手段刻画数学对象并针对问题提出具体的解法.中国古代数学的算法化思想与构造性的方法紧密相连.由于古代中算家所关心的大多是较为实用的问题,他们在解决问题时首先考虑是如何得到可以直接应用的、 可以方便操作的解,而不会满足于仅仅知道解在理论上的存在性. 因为这种纯粹的理论解对于受实用价值观影响的中算家来说是没有多大意义的.从而我们推断,构造性方法的产生是算法化思想直接作用的结果.从我国许多经典算书中可以发现, 数学构造性方法在算法中有许多精彩的体现. 例如就! 方程∀的筹算图阵及其程序设计而言,首先, ! 群物总杂,各列有数,总言其实∀,这是对每行中未知数的系数和常数项的安排,其次, ! 令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之∀,这是对诸行关系的安排, ! 并列为行∀又说明了什么叫! 方程∀. 这为中国古代数学的构造性方法提供了一个具有说服力的样板.由于构造性的方法特别强调运算的可操作程度, 所以构造出的! 术∀可以通过一系列有限的运算求出解来, 具有一般性.时至今日我国古算家所设计的许多算法几乎都可以整套照搬到现代的电子计算机上实现.这也是我国古算在算法上长期居于领先地位的一个重要原因.2 中国古代数学中的优秀算法案例2. 1 中国古代的代数学代数学是中国传统数学中一个值得骄傲和自豪的领域.中小学数学中的算术、 代数内容, 从记数以至解联立的线性方程组, 实质上都是中国古代数学家的发明创造.结合新课程的算法教学,笔者选取我国古代著名算法进行分析.2. 1. 1 求最大公约数的算法(更相减损术)中国古代数学中,未曾出现素数、 因数分解等概念,但是发明了求两整数的最大公约数的方法# # # 更相减损术: ! 可半者半之,不可半者,副置分母子之数, 以少减多, 更相减损,求其等也.以等数约之. ∀事实上此术中包含了三个步骤:第一步, ! 可半者半之∀, 即进行观察, 若分子、分母都是偶数,可先取其半;第二步, ! 不可半者, 副置分母、 子之数, 以少减多,更相减损,求其等也∀;第三步, ! 以等数约之∀.其中第二步! 以少减多, 更相减损∀是关键,又是典型的机械化程序.在中国古代数学中, 将最大公约数称作! 等∀.由于! 更相减损∀过程终可以在有限步骤内实现, 所以它是一种构造性的方法.若用现代语言翻译即为:第一步,任意给定两个正整数, 判断它们是否都是偶数. 若是,用2 约减,若不是, 执行第二步. 第二步, 以较大的数减去较小的数, 接着把所得的差与较小的数比较, 并以大数减小数.继续这个操作, 直到所得的数相等为止, 则这个数( 等数)或这个数与约简的数的乘积就是所求的最大公约数.下面运用 QBA SIC 语言来编写相应的程序( 见程序1) .25 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报程序 1INPUT! m, n= ∀ ; m, nIF m< n T HEN a= m m= n n= aEND IFk= 0WHILE m MOD 2= 0 AND n MOD2= 0 m= m/ 2 n= n/ 2 k= k+ 1WENDd= m- nWHILE d< > n IF d> n TH EN m= d ELSE m= n n= d END IF d = m- nWENDd= 2 ∃ k * dPRINT dEND程序 2INPUT A, BWHILE A < > B IF A> B T H EN A = A- B ELSE B= B - A END IFWENDPRINT BEND程序 3INPUT ! M, N (M> N )∀ ; M, NDOR= M- N IF R> N TH EN M= R ELSE M= N N= R END IFLOOP UNTIL R= 0PRINT MEND程序 4INPUT ! n= ∀ ; nINPUT! an= ∀; aINPUT! x= ∀ ; xv= ai= n- 1WH ILE i> = 0 PRINT ! i= ∀; i INPUT! ai= ∀ ; a v= v * x+ a i= i- 1WENDPRINT vEND程序 2和 3 是两个简化的参考程序, 是从不同的角度来实现更相减损的过程.! 更相减损术∀提供了一种求两数最大公约数的算法, 这是九章算术 的一个重要成就, 与古希腊欧几里得的几何原本 中用来求最大公约数的! 欧几里得算法∀, 即辗转相除法, 有异曲同工之妙. 欧几里得在几何原本 中针对这个问题引入了许多概念, 给出了冗长的逻辑证明. 尽管如此,他还是暗用了一条未加说明的公理, 即如果 a, b都被c 整除, 则a- mb也能被c 整除.中国古算采用的! 更相减损∀方法,实际上也暗用了一条未加说明的公理, 即若 a- b 可以被c 整除,则 a, b 都能被c 整除. 正如刘徽在九章算术注 中! 其所以相减者, 皆等数之重叠∀. 从形式上看! 更相减损术∀比! 辗转相除法∀更复杂, 循环次数要比辗转相除法多, 但对于计算机来说, 作乘除运算要比作加减运算慢得多, 因此更相减损术在计算机上更为好用.26 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期2. 1. 2 求一元 n 次多项式值的算法(秦九韶算法)秦九韶,南宋著名数学家,其学术思想充分体现在数书九章 这一光辉名著中,该著作不仅继承了九章算术 的传统模式, 对中算的固有特点发扬光大,而且完全符合宋元社会的历史背景, 是中世纪世界数学史上的光辉篇章. 书中记载了! 正负开方术∀、 ! 大衍求一术∀等著名算法.在数书九章 卷五第 17 个问题以! 尖田求积∀为例的算法程序中,可以看出秦九韶对于求一元n 次多项式f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x+ a0 的值所提出的算法.秦九韶算法的特点在于通过反复计算n 个一次多项式,逐步得到原多项式的值. 在欧洲, 英国数学家霍纳( Horner ) 在1819 年才创造了类似的方法, 比秦九韶晚了572年.秦九韶算法把求f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x + a0 的 值 转 化 为 求 递 推 公 式v0= anvk= vk- 1x+ an- k k= 1, 2, %, n中 v n 的值. 通过这种转化, 把运算的次数由至多( 1+ n) n2次乘法运算和n 次加法运算,减少为至多 n 次乘法运算和n 次加法运算,大大提高了运算效率.这种算法的QBASIC 语言程序如程序 4 所示.算法步骤是如下的五步: 第一步, 输入多项式次数 n、 最高次项的系数an 和x 的值;第二步,将 v 的值初始化为a v ,将i 的值初始化为n- 1; 第三步, 输入 i次项的系数ai ;第四步, v= v x+ ai , i= i- 1; 第五步,判断i 是否大于或等于 0, 若是, 则返回第三步,否则输出多项式的值v .2. 2 中国古代的几何学中国古代的几何学从田亩丈量等生产生活中的一些实际问题中产生, 并为生产生活服务. 基于传统实用价值观的影响, 中国古代的几何学并没有发展成为像欧氏几何那样严密的公理化演绎体系,所以中国古代几何学在整个数学史上的地位并不突出,但在许多几何问题的处理上也突出了算法化这一特色. 下面以! 割圆术∀为例作简要分析.中国古代数学家刘徽创立! 割圆术∀来求圆的面积及其相关问题. 刘徽! 瓤而裁之∀,即对与圆周合体的正多边形进行无穷小分割,分成无穷多个以正多边形每边为底、 圆心为顶点的小等腰三角形, 这无穷多个小三角形的面积之和就是圆的面积. 这样通过对直线形的无穷小分割, 然后求其极限状态的和的方式证明了圆的面积公式.刘徽的算法! 割之弥细,所失弥少,割之又割, 以至于不可割, 则与圆合体而无所失矣∀体现出程序化的过程, 可以看出圆内接正多边形逐渐逼近圆的变化趋势,并且刘徽依此开创了求圆周率精确近似值的方法, 将这种极限思想用于近似计算.其中包含有迭代过程和子程序,是一种典型的循环算法,充分体现了程序化的特点.中算家的几何学,并不追求逻辑论证的完美,而是着重于实际计算问题的解决, ! 析理以辞, 解体用图∀, 以建立解决问题的一般方法和一般原则. 但另一方面,这种几何学又是以面积、 体积、 勾股相似等为基本概念,以长方形面积算法、 长方形体积算法、 相似勾股形的性质为出发点的, 整个几何理论建立在! 出入相补原理∀等基本原理之上.例如,由勾股定理自然地引起平方根的计算问题,而求平方根和立方根的方法, 其步骤就是以出入相补原理为几何背景逐步索骥而得.这方面内容的介绍, 不仅可以丰富学生的算法知识,而且可以通过揭示蕴藏其中的数学背景和文化内涵, 激发学生学习算法的兴趣,体会算法在人类发展史中的作用.3 中国古代数学算法的教学价值3. 1 培养正确数学观的良好平台中国传统算法尽管与现代算法在具体形式上差别很大,但是重要的是形式后面的认识论发展线索可以为现代算法教学的体系、 教学层次提供依据.它的具体数学知识载体也是现代算法教学的重要源泉. 各种算法的创立就是创造性劳动的产物,即是创造思维的一种! 凝固∀和! 外化∀. 其次, 通过把一部分问题的求解归结为对于现成算法的! 机械应用∀, 这就为人们积极地去从事新的创造性劳动提供了更大的可能性. 从而算法化也就意味着由一个平台向更高点的跳跃.吴文俊先生的研究使中国传统数学的算法重见天日, 开拓了数学机械化的新领域, 吴先生提出! 数学教育的现代化就是机械化∀.他在研究中这样写道: 数学问题的机械化, 就要求在运算和证明过程中, 每前进一步之后,都有一个确定的必须选27 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报择的下一步, 这样沿着一条有规律的, 刻板的道路,一直达到结论.证明机械化的实质在于, 把通常数学证明中所固有的质的困难,转化为计算的量的复杂性.计算的量的复杂性在过去是人力不可能解决的,而计算机的出现解决了这种复杂性.吴先生的理论和实践已经表明,证明和计算是数学的两个方面, 且又是统一的,这在数学教育中具有重要意义.我们应当引导学生了解古人对问题思考的角度,学会站在巨人的肩膀上,比如按照中国古代开方术的思路就可以编造程序在现代计算机上实现开方.培养学生在学习数学知识的同时更多地关心所学知识的社会意义和历史意义,力图在面向未来的同时,通过同传统上的哲学、 历史和社会学的思想结合起来, 形成正确的数学观.算法教学就为此搭建了一个良好的平台, 并且承载丰富的历史底蕴.3. 2 渗透爱国主义教育的最佳契机与西方相比, 中算理论具有高度概括与精练的特征, 中算家经常将其依据的算理蕴涵于演算的步骤之中, 起到! 不言而喻, 不证自明∀的作用,可以认为中国传统数学乃是为建立那些在实际中有直接应用的数学方法而构造的最为简单, 精巧的理论建筑物. 因此, 中算理论可以说是一种! 纲目结构∀:目是组成理论之网的眼孔;纲是联结细目的总绳.以术为目, 以率为纲,即是依算法划分理论单元,而用基本的数量关系把它们连结成一个整体. 纲举目张,只有抓住贯串其中的基本理论与原理, 才能看清算法的来龙去脉.下面是吴文俊先生总结的! 关于算术代数部分发明创造的一张中外对照表∀.从算法教学管窥中国古代数学史中国 外国位值制十进位记 最迟在九章算术 成书时已十分成熟 印度最早在 6 世纪末才出现分数运算 周髀算经 中已有, 在九章算术 成书时已成熟 印度最早在 7 世纪才出现十进位小数 刘徽注中引入, 宋秦九韶 1247年时已通行 西欧 16 世纪时始有之, 印度无开平方、 立方 周髀算经 中已有开平方, 九章算术 中开平、 立方已成熟西方在 4 世纪末始有开平方, 但还无开立方, 印度最早在 7 世纪算术应用 九章算术 中有各种类型的应用问题 印度 7 世纪后的数学书中有某些与中国类似的问题与方法正负数 九章算术 中已成熟 印度最早见于 7 世纪,西欧至 16 世纪始有之联立一次方程组 九章算术 中已成熟 印度 7 世纪后开始有一些特殊类型的方程组, 西方迟至 16 世纪始有之二次方程 九章算术 中已隐含了求数值解法,三国时有一般解求法 印度在 7 世纪后,阿拉伯在 9世纪有一般解求法三次方程 唐初( 公元 7 世纪初) 有列方程法, 求数值解已成熟西欧至 16 世纪有一般解求法, 阿拉伯 10 世纪有几何解高次方程 宋时( 12 # 13 世纪)已有数值解法 西欧至 19 世纪初始有同样方法联立高次方程组与消元法 元时( 14 世纪初) 已有之 西欧甚迟,估计在 19 世纪28 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期3. 3 品位数学美学思想的美妙境界中国古代数学不但具有实用性特征, 还蕴涵着丰富的美学思想. 比如九章算术 中列方程的方式,相当于列出其增广矩阵,其消元过程相当于矩阵变换,而矩阵是数学美学方法中对称最典型的表现形式之一; 九章算术 中用几何方法巧妙地解决了很多代数问题, 这是数形结合的统一: 把数学问题改编成歌诀,以便于掌握和传授,这是文学艺术与数学的统一. 总之, 在算法教学中, 应努力把握和利用自己文化传统中的积极因素进行教学,这对数学教育的发展具有重要的意义.参考文献1 中学数学课程教材研究开发中心. 普通高中课程标准实验教材书(数学) [ M] . 北京: 人民教育出版社, 20072 中华人民共和国教育部. 普通高中数学课程标准(实验) [ M] .北京: 人民教育出版社, 20033 李文林. 数学史概论(第二版) [ M ] . 北京: 高等教育出版社, 20024 王鸿钧, 孙宏安. 中国古代数学思想方法[ M] . 南京: 江苏教育出版社, 19885 张维忠. 数学, 文化与数学课程[ M] . 上海: 上海教育出版社, 19996 吴文俊. 吴文俊论数学机械化[ M ] . 济南: 山东教育出版社, 19957 代钦. 儒家思想与中国传统数学[ M] . 北京: 商务印书馆, 20038 费泰生. 算法及其特征[ J] . 数学通讯, 2004, 79 张奠宙. 算法[ J] . 科学, 2003, 55( 2)10 李建华. 算法及其教育价值[ J ] . 数学教育学报, 2004, 311 李亚玲. 算法及其学习的意义[ J ] . 数学通报, 2004, 2(上接第23 页) 实验教师对课改实验进行探索、 总结、 反思、 调整, 推广比较成熟的经验,同时纠正实验过程中的偏颇与极端行为,教学过程逐步进入新的稳定阶段.教学过程逐步过渡到以问题为主线、 以活动为主线的! 无环节∀模式.( 2)受不同的教学理念影响, 教师角色、 学生角色、 教学目标、 教学过程关注点等方面, 在教学过程中有很大差异.教师角色 学生角色 教学目标 教学过程关注领导者(权威)接 受 者(被动)让 学 生 掌握 数 学 知识技能知识 引入, 讲 解本质, 巩固练习主导者(决定)观 察 者(协助)让 学 生 观摩 数 学 产生过程展示 过程, 注 重建构, 强化训练引导者(组织)参 与 者(主动)让 学 生 参与 探 究 数学 生 成 过程问题 情境, 提 出问题, 学生活动( 3) 2004 年高中数学课程改革后, 课堂教学发生一定的变化,广泛地进行! 创设情境∀! 提出问题∀!引导学生探究探索∀, 出现了以! 问题主线∀、! 活动主线∀为主的课堂, 出现了! 问题情境学生活动建立数学运用数学同顾反思∀的整体课堂构思.这些改变对于揭示数学的内在本质, 发展学生的思维能力起到积极的作用.( 4) 由于受多种因素制约(特别是高考) ,与初中相比, 本次课改后高中数学课堂教学变化幅度不大,近半数的课堂教学模式仍然以五环节为主.对于课改倡导的教学理念, 只是渗透在传统的教学模式中,目前高中数学课堂教学改革的力度、 深度与课改的预期目标还有一定的距离.我们看到2008 年的赛课教案的创新、 探索力度, 远没有1990 年的名师授课录 大, 那时还没有明确提出课改理念,但他们却进行积极的探索, 关注学生主体. 而今天,课改的理念已经系统培训 5 年, 许多教师仍停留在形式层面,未能变成自觉的行为.参考文献1 李善良. 我国数学教学设计的探索与评析# # # 兼及十年初中数学教师说课评比活动[ J ] . 中国数学教育(初中版) , 2007, 92 编委会. 名师授课录(中学数学高中版) [ M] , 上海教育出版社, 19913 2000 年全国首届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)4 2008 年全国第四届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)5 李善良. 关于数学教学中问题的设计[ J] . 高中数学教与学,2008, 129 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!
数学史的教育功能
摘要数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以引导学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。
关键词数学史教育功能创新思维功能体现
1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣
兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的激情。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取引导与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来引导学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。
例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。
2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识
数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中最具前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。
例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;
又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池中央长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。
再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。
从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。
3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养
对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的中国,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;中国的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。
4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知
从数学悠久的历史来看,中国从古至今涌现出了一批优秀的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为中国的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有责任、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。
总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。
参考文献
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数学史在大学数学教学中的意义与价值
摘 要: 如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。
关键词: 数学史 高等数学 教学改革
1.数学史
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到政治、宗教等各种社会因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难最终探索出来的。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。
2.数学史在大学数学教学中的意义与价值
我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在中国召开了“第一届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。
数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。
(1)数学史是数学文化的最佳载体
传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的最佳载体。
(2)数学史是激发兴趣的有效途径
几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在著名数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为第一位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是最好的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。
纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。
数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。
(3)数学史是理解数学的必由之路
数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到最终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着社会生活。
从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。
(4)数学史是思想教育的良好素材
数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。
欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。
3.结语
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。数学史可以将逻辑推理还原为合情推理,将逻辑演绎追溯到归纳演绎,通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。最后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”
参考文献
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论文参考题目
1、非10进制记数的利和弊。
2、数的概念的发展与人类认识能力提高的关系。
3、比较古代埃及人和古代巴比伦人解方程的方法,探讨他们各自对后来的数学发展的启迪作用。
4、为什么毕达哥拉斯学派关于不可公度量的发现会在数学中产生危机?
5、欧几里得《原本》中的代数。
6、欧几里德《几何原本》与公理化思想;
7、在几何学中有没有“王者之路”。
8、无所不在的斐波那契数列。
9、文艺复兴时期数学发展的重要因素。
10、达•芬奇与数学。
11、十进制小数的历史。
12、圆周率的历史作用。
13、“圆”中的数学文化。
14、明代中国商业算术处于突出地位的原因。
15、近代中国数学落后的原因。
16、芝诺悖论与微积分的关系。
17、未解决的问题在数学中的重要性。
17、黄金分割引出的数学问题。
18、试论数学悖论对数学发展的影响。
19、第一次数学危机及其克服。
20、第二次数学危机及其克服。
21、第三次数学危机及其克服。
22、数学对当代社会文化的影响。
23、试论数学的发展对人类社会的进步的推动作用。
24、从历史观看数学。
25、数学符号的价值。
26、谈对数学本质的认识。
27、试论数学科学的价值。
28、函数概念的发展。
29、空间概念的发展。
30、曲线概念的发展。
31、数学对天文学的推动。
32、数学中无穷思想的发展。
33、数学中的美。
34、音乐中的数学。
35、艺术中的数学。
36、浅谈数学语言的特点。
37、论数学的抽象性。
38、关于数学的严谨性。
39、关于数学的真理性。
40、数学家的不幸。
41、数学家的幸运。
42、从数学史中扩展的数学知识。
43、从程大位的《算法统宗》“首篇”河图、洛书等看《易经》与珠算之联44、梵语的盛行——十进制的发明之谜 45、中国古代数学发展缓慢的启示
46、从矩阵的萌芽论中国传统数学的文化底蕴
47、《九章算术》刘徽注中的算法分析工作与算法分析思想
48、《费马大定理》读后感 49、黎曼猜想浅谈
50、再论《巧排九方》——一个传统的数字推理趣题之详解及其推广
51.、数学史上的三次危机
52、笛卡儿解析几何思想的文化内涵 53、理性数学的哲学起源
54、中国数学教育史研究进展
希望对你有帮助。
牛顿、莱布尼茨和微积分微积分的产生是数学上的伟大创造。它从生产技术和理论科学的需要中产生,又反过来广泛影响着生产技术和科学的发展。如今,微积分已是广大科学工作 者以及技术人员不可缺少的工具。 从微积分成为一门学科来说,是在十七世纪,但是,微分和积分的思想在古代就已经产生了。 公元前三世纪,古希腊的阿基米德在研究解决抛物弓形的面积、球和球冠面积、螺线下面积和旋转双曲体的体积的问题中,就隐含着近代积分学的思想。作为微分学基础的极限理论来说,早在古代以有比较清楚的论述。比如我国的庄周所著的《庄子》一书的“天下篇”中,记有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。三国时期的刘徽在他的割圆术中提到“割之弥细,所失弥小,割之又割,以至于不可割,则与圆周和体而无所失矣。”这些都是朴素的、也是很典型的极限概念。 到了十七世纪,有许多科学问题需要解决,这些问题也就成了促使微积分产生的因素。归结起来,大约有四种主要类型的问题:第一类是研究运动的时候直接出现的,也就是求即时速度的问题。第二类问题是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的最大值和最小值问题。第四类问题是求曲线长、曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相当大的物体作用于另一物体上的引力。 十七世纪的许多著名的数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作,如法国的费尔玛、笛卡尔、罗伯瓦、笛沙格;英国的巴罗、瓦里士;德国的开普勒;意大利的卡瓦列利等人都提出许多很有建树的理论。为微积分的创立做出了贡献。 十七世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作。他们的最大功绩是把两个貌似毫不相关的问题联系在一起,一个是切线问题(微分学的中心问题),一个是求积问题(积分学的中心问题)。 1605 年 5 月 20 日,在牛顿手写的一面文件中开始有 “ 流数术 ” 的记载,微积分的诞生不妨以这一天为标志。牛顿关于微积分的著作很多写于 1665 - 1676 年间,但这些著作发表很迟。他完整地提出微积分是一对互逆运算,并且给出换算的公式,就是后来著名的牛顿-莱而尼茨公式。 牛顿是那个时代的科学巨人。在他之前,已有了许多积累:哥伦布发现新大陆,哥白尼创立日心说,伽利略出版《力学对话》,开普勒发现行星运动规律--航海的需要,矿山的开发,火松制造提出了一系列的力学和数学的问题,微积分在这样的条件下诞生是必然的。 牛顿于 1642 年出生于一个贫穷的农民家庭,艰苦的成长环境造就了人类历史上的一位伟大的科学天才,他对物理问题的洞察力和他用数学方法处理物理问题的能力,都是空前卓越的。尽管取得无数成就,他仍保持谦逊的美德。 如果说牛顿从力学导致 “ 流数术 ” ,那莱布尼茨则是从几何学上考察切线问题得出微分法。他的第一篇论文刊登于 1684 年的《都市期刊》上,这比牛顿公开发表微积分著作早 3 年,这篇文章给一阶微分以明确的定义。 莱布尼茨 1646 年生于莱比锡。 15 岁进入莱比锡大学攻读法律,勤奋地学习各门科学,不到 20 岁就熟练地掌握了一般课本上的数学、哲学、神学和法学知识。莱布尼茨对数学有超人的直觉,并且对于设计符号很第三。他的微积分符号 “dx\" 和 ”∫” 已被证明是很发用的。 牛顿和莱布尼茨总结了前人的工作,经过各自独立的研究,掌握了微分法和积分法,并洞悉了二者之间的联系。因而将他们两人并列为微积分的创始人是完全正确的,尽管牛顿的研究比莱布尼茨早 10 年,但论文的发表要晚 3 年,由于彼此都是独立发现的,曾经长期争论谁是最早的发明者就毫无意义。牛顿和莱尼茨的晚年就是在这场不幸的争论中度过的。 牛顿的“流数术” 数学史的另一次飞跃就是研究“形”的变化。17世纪生产力的发展推动了自然科学和技术的发展,不但已有的数学成果得到进一步巩固、充实和扩大,而且由于实践的需要,开始研究运动着的物体和变化的量,这样就获得了变量的概念,研究变化着的量的一般性和它们之间的依赖关系。到了17世纪下半叶,在前人创造性研究的基础上,英国大数学家、物理学家艾萨克?牛顿(1642~1727)是从物理学的角度研究微积分的,他为了解决运动问题,创立了一种和物理概念 直接联系的数学理论,即牛顿称之为“流数术”的理论,这实际上就是微积分理论。牛顿的有关“流数术”的主要著作是《求曲边形面积》、《运用无穷多项方程的计算法》和《流数术和无穷极数》。这些概念是力不概念的数学反映。牛顿认为任何运动存在于空间,依赖于时间,因而他把时间作为自变量,把和时间有关的固变量作为流量,不仅这样,他还把几何图形――线、角、体,都看作力学位移的结果。因而,一切变量都是流量。 牛顿指出,“流数术”基本上包括三类问题。 (1)已知流量之间的关系,求它们的流数的关系,这相当于微分学。 (2)已知表示流数之间的关系的方程,求相应的流量间的关系。这相当于积分学,牛顿意义下的积分法不仅包括求原函数,还包括解微分方程。 (3)“流数术”应用范围包括计算曲线的极大值、极小值,求曲线的切线和曲率,求曲线长度及计算曲边形面积等。 牛顿已完全清楚上述(1)与(2)两类问题中运算是互逆的运算,于是建立起微分学和积分学之间的联系。 牛顿在1665年5月20日的一份手稿中提到“流数术”,因而有人把这一天作为诞生微积分的标志。 莱布尼茨使微积分更加简洁和准确 而德国数学家莱布尼茨(. Leibniz 1646~1716)则是从几何方面独立发现了微积分,在牛顿和莱布尼茨之前至少有数十位数学家研究过,他们为微积分的诞生作了开创性贡献。但是他们这些工作是零碎的,不连贯的,缺乏统一性。莱布尼茨创立微积分的途径与方法与牛顿是不同的。莱布尼茨是经过研究曲线的切线和曲线包围的面积,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则的。牛顿在微积分的应用上更多地结合了运动学,造诣较莱布尼茨高一等,但莱布尼茨的表达形式采用数学符号却又远远优于牛顿一筹,既简洁又准确地揭示出微积分的实质,强有力地促进了高等数学的发展。 莱布尼茨创造的微积分符号,正像印度――阿拉伯数码促进了算术与代数发展一样,促进了微积分学的发展。莱布尼茨是数学史上最杰出的符号创造者之一。 牛顿当时采用的微分和积分符号现在不用了,而莱布尼茨所采用的符号现今仍在使用。莱布尼茨比别人更早更明确地认识到,好的符号能大大节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。 牛顿和莱布尼茨建立微积分的出发点是直观的无穷小量,因此这门学科早期也称为无穷小分析,这正是现在数学中分析学这一大分支名称的来源。牛顿研究微积分着重于从运动学来考虑,莱布尼茨却是侧重于几何学来考虑的。 牛顿在1671年写了《流数法和无穷级数》,这本书直到1736年才出版,它在这本书里指出,变量是由点、线、面的连续运动产生的,否定了以前自己认为的变量是无穷小元素的静止集合。他把连续变量叫做流动量,把这些流动量的导数叫做流数。牛顿在流数术中所提出的中心问题是:已知连续运动的路径,求给定时刻的速度(微分法);已知运动的速度求给定时间内经过的路程(积分法)。 德国的莱布尼茨是一个博才多学的学者,1684年,他发表了现在世界上认为是最早的微积分文献,这篇文章有一个很长而且很古怪的名字《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》。就是这样一片说理也颇含糊的文章,却有划时代的意义。他以含有现代的微分符号和基本微分法则。1686年,莱布尼茨发表了第一篇积分学的文献。他是历史上最伟大的符号学者之一,他所创设的微积分符号,远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展有极大的影响。现在我们使用的微积分通用符号就是当时莱布尼茨精心选用的。 微积分学的创立,极大地推动了数学的发展,过去很多初等数学束手无策的问题,运用微积分,往往迎刃而解,显示出微积分学的非凡威力。 前面已经提到,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,他必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样。不幸的事,由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。 其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的。比较特殊的是牛顿创立微积分要比莱布尼词早10年左右,但是整是公开发表微积分这一理论,莱布尼茨却要比牛顿发表早三年。他们的研究各有长处,也都各有短处。那时候,由于民族偏见,关于发明优先权的争论竟从1699年始延续了一百多年。 应该指出,这是和历史上任何一项重大理论的完成都要经历一段时间一样,牛顿和莱布尼茨的工作也都是很不完善的。他们在无穷和无穷小量这个问题上,其说不一,十分含糊。牛顿的无穷小量,有时候是零,有时候不是零而是有限的小量;莱布尼茨的也不能自圆其说。这些基础方面的缺陷,最终导致了第二次数学危机的产生。 直到19世纪初,法国科学学院的科学家以柯西为首,对微积分的理论进行了认真研究,建立了极限理论,后来又经过德国数学家维尔斯特拉斯进一步的严格化,使极限理论成为了微积分的坚定基础。才使微积分进一步的发展开来。任何新兴的、具有无量前途的科学成就都吸引着广大的科学工作者。在微积分的历史上也闪烁着这样的一些明星:瑞士的雅科布·贝努利和他的兄弟约翰·贝努利、欧拉、法国的拉格朗日、…… 欧氏几何也好,上古和中世纪的代数学也好,都是一种常量数学,微积分才是真正的变量数学,是数学中的大革命。微积分是高等数学的主要分支,不只是局限在解决力学中的变速问题,它驰骋在近代和现代科学技术园地里,建立了数不清的丰功伟绩。 留给后人的思考 从始创微积分的时间说牛顿比莱布尼茨大约早10年,但从正式公开发表的时间说牛顿却比莱布尼茨要晚。牛顿系统论述“流数术”的重要著作《流数术和无穷极数》是1671年写成的,但因1676年伦敦大火殃及印刷厂,致使该书1736年才发表,这比莱布尼茨的论文要晚半个世纪。另外也有书中记载:牛顿于1687年7月,用拉丁文发表了他的巨著《自然哲学的数学原理》,在此文中提出了微积分的思想。他用“0”表示无限小增量,求出瞬时变化率,后来他把变量X称为流量,X的瞬时变化率称为流数,整个微积分学称为“流数学”,事实上,他们二人是各自独立地建立了微积分。最后还应当指出的是,牛顿的“流数术”,在概念上是不够清晰的,理论上也不够严密,在运算步骤中具有神秘的色彩,还没有形成无穷小及极限概念。牛顿和莱布尼茨的特殊功绩在于,他们站在更高的角度,分析和综合了前人的工作,将前人解决各种具体问题的特殊技巧,统一为两类普通的算法――微分与积分,并发现了微分和积分互为逆运算,建立了所谓的微积分基本定理(现今称为牛顿――莱布尼茨公式),从而完成了微积分发明中最关键的一步,并为其深入发展和广泛应用铺平了道路。由于受当时历史条件的限制,牛顿和莱布尼茨建立的微积分的理论基础还不十分牢靠,有些概念比较模糊,因此引发了长期关于微积分的逻辑基础的争论和探讨。经过18、19世纪一大批数学家的努力,特别是在法国数学家柯西首先成功地建立了极限理论之后,以极限的观点定义了微积分的基本概念,并简洁而严格地证定理即牛顿―莱布尼茨公式,才给微积分建立了一个基本严格的完整体系。 不幸的是牛顿和莱布尼茨各自创立了微积分之后,历史上发生了优先权的争论,从而使数学家分为两派,欧洲大陆数学家两派,欧洲大陆的数学家,尤其是瑞士数学家雅科布?贝努利(1654~1705)和约翰?贝努利(1667~1748)兄弟支持莱布尼茨,而英国数学家捍卫牛顿,两派争吵激烈,甚至尖锐到互相敌对、嘲笑。牛顿死后,经过调查核实,事实上,他们各自独立地创立了微积分。这件事的结果致使英国和欧洲大陆的数学家停止了思想交流,使英国人在数学上落后了一百多年,因为牛顿在《自然哲学的数学原理》中使用的是几何方法,英国人差不多在一百多年中照旧使用几何工具,而大陆的数学家继续使用莱布尼茨的分析方法,并使微积分更加完善,在这100年中英国甚至连大陆通用的微积分都不认识。虽然如此,科学家对待科学谨慎和刻苦的精神还是值得我们学习的。 莱布尼兹 莱布尼兹 (1646-1716) 莱布尼兹是17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。 生平事迹莱布尼兹出生于德国东部莱比锡的一个书香之家,广泛接触古希腊罗马文化,阅读了许多著名学者的著作,由此而获得了坚实的文化功底和明确的学术目标。15岁时,他进了莱比锡大学学习法律,还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略、等人的著作,并对他们的著述进行深入的思考和评价。在听了教授讲授欧几里德的《几何原本》的课程后,莱布尼兹对数学产生了浓厚的兴趣。17岁时他在耶拿大学学习了短时期的数学,并获得了哲学硕士学位。 20岁时他发表了第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章,其基本思想是出于想把理论的真理性论证归结于一种计算的结果。这篇论文虽不够成熟,但却闪耀着创新的智慧和数学才华。 莱布尼兹在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。在出访巴黎时,莱布尼兹深受帕斯卡事迹的鼓舞,决心钻研高等数学,并研究了笛卡儿、费尔马、帕斯卡等人的著作。他的兴趣已明显地朝向了数学和自然科学,开始了对无穷小算法的研究,独立地创立了微积分的基本概念与算法,和牛顿并蒂双辉共同奠定了微积分学。1700年被选为巴黎科学院院士,促成建立了柏林科学院并任首任院长。 始创微积分 17世纪下半叶,欧洲科学技术迅猛发展,由于生产力的提高和社会各方面的迫切需要,经各国科学家的努力与历史的积累,建立在函数与极限概念基础上的微积分理论应运而生了。微积分思想,最早可以追溯到希腊由阿基米德等人提出的计算面积和体积的方法。1665年牛顿创始了微积分,莱布尼兹在1673-1676年间也发表了微积分思想的论著。以前,微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题,是分别加以研究的。卡瓦列里、巴罗、沃利斯等人得到了一系列求面积(积分)、求切线斜率(导数)的重要结果,但这些结果都是孤立的,不连贯的。只有莱布尼兹和牛顿将积分和微分真正沟通起来,明确地找到了两者内在的直接联系:微分和积分是互逆的两种运算。而这是微积分建立的关键所在。只有确立了这一基本关系,才能在此基础上构建系统的微积分学。并从对各种函数的微分和求积公式中,总结出共同的算法程序,使微积分方法普遍化,发展成用符号表明了微积分基本 示的微积分运算法则。 然而关于微积分创立的优先权,数学上曾掀起了一场激烈的争论。实际上,牛顿在微积分方面的研究虽早于莱布尼兹,但莱布尼兹成果的发表则早于牛顿。莱布尼兹在1684年10月发表的《教师学报》上的论文,“一种求极大极小的奇妙类型的计算”,在数学史上被认为是最早发表的微积分文献。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版也写道:“十年前在我和最杰出的几何学家G、W莱布尼兹的通信中,我表明我已经知道确定极大值和极小值的方法、作切线的方法以及类似的方法,但我在交换的信件中隐瞒了这方法,……这位最卓越的科学家在回信中写道,他也发现了一种同样的方法。他并诉述了他的方法,它与我的方法几乎没有什么不同,除了他的措词和符号而外。”因此,后来人们公认牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分的。牛顿从物理学出发,运用集合方法研究微积分,其应用上更多地结合了运动学,造诣高于莱布尼兹。莱布尼兹则从几何问题出发,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则,其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。莱布尼兹认识到好的数学符号能节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此,他发明了一套适用的符号系统,如,引入dx 表示x的微分,∫表示积分,dnx表示n阶微分等等。这些符号进一步促进了微积分学的发展。 1713年,莱布尼兹发表了《微积分的历史和起源》一文,总结了自己创立微积分学的思路,说明了自己成就的独立性。 莱布尼兹在数学方面的成就是巨大的,他的研究及成果渗透到高等数学的许多领域。他的一系列重要数学理论的提出,为后来的数学理论奠定了基础。莱布尼兹曾讨论过负数和复数的性质,得出复数的对数并不存在,共扼复数的和是实数的结论。在后来的研究中,莱布尼兹证明了自己结论是正确的。他还对线性方程组进行研究,对消元法从理论上进行了探讨,并首先引入了行列式的概念,提出行列式的某些理论。此外,莱布尼兹还创立了符号逻辑学的基本概念,发明了能够进行加、减、乘、除及开方运算的计算机和二进制,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。 丰硕的物理学成果 莱布尼兹的物理学成就也是非凡的。他发表了《物理学新假说》,提出了具体运动原理和抽象运动原理,认为运动着的物体,不论多么渺小,他将带着处于完全静止状态的物体的部分一起运动。他还对笛卡儿提出的动量守恒原理进行了认真的探讨,提出了能量守恒原理的雏型,并在《教师学报》上发表了“关于笛卡儿和其他人在自然定律方面的显著错误的简短证明”,提出了运动的量的问题,证明了动量不能作为运动的度量单位,并引入动能概念,第一次认为动能守恒是一个普通的物理原理。他又充分地证明了“永动机是不可能”的观点。他也反对牛顿的绝对时空观,认为“没有物质也就没有空见,空间本身不是绝对的实在性”,“空间和物质的区别就象时间和运动的区别一样,可是这些东西虽有区别,却是不可分离的”。在光学方面,莱布尼兹也有所建树,他利用微积分中的求极值方法,推导出了折射定律,并尝试用求极值的方法解释光学基本定律。可以说莱布尼兹的物理学研究一直是朝着为物理学建立一个类似欧氏几何的公理系统的目标前进的。 发明乘法计算机 德国人莱布尼兹发明了乘法计算机,他受中国易经八卦的影响最早提出二进 制运算法则。莱布尼兹对帕斯卡的加法机很感兴趣。于是,莱布尼兹也开始了对计算机的研究。1672年1月,莱布尼兹搞出了一个木制的机器模型,向英国皇家学会会员们做了演示。但这个模型只能说明原理,不能正常运行。 1674年,最后定型的那台机器,就是由奥利韦一人装配而成的。莱布尼兹的这台乘法机长约1米,宽30厘米,高25厘米。它由不动的计数器和可动的定位机构两部分组成。整个机器由一套齿轮系统来传动,它的重要部件是阶梯形轴,便于实现简单的乘除运算。莱布尼兹设计的样机,先后在巴黎、伦敦展出。由于他在计算设备上的出色成就,被选为英国皇家学会会员。 中西文化交流之倡导者 莱布尼兹对中国的科学、文化和哲学思想十分关注,是最早研究中国文化和中国哲学的德国人。他向耶酥会来华传教士格里马尔迪了解到了许多有关中国的情况,包括养蚕纺织、造纸印染、冶金矿产、天文地理、数学文字等等,并将这些资料编辑成册出版。他认为中西相互之间应建立一种交流认识的新型关系。在《中国近况》一书的绪论中,莱布尼兹写道:“全人类最伟大的文化和最发达的文明仿佛今天汇集在我们大陆的两端,即汇集在欧洲和位于地球另一端的东方的欧洲——中国。”“中国这一文明古国与欧洲相比,面积相当,但人口数量则已超过。”“在日常生活以及经验地应付自然的技能方面,我们是不分伯仲的。我们双方各自都具备通过相互交流使对方受益的技能。在思考的缜密和理性的思辩方面,显然我们要略胜一筹”,但“在时间哲学,即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面,我们实在是相形见拙了。”在这里,莱布尼兹不仅显示出了不带“欧洲中心论”色彩的虚心好学精神,而且为中西文化双向交流描绘了宏伟的蓝图,极力推动这种交流向纵深发展,是东西方人民相互学习,取长补短,共同繁荣进步。莱布尼兹为促进中西文化交流做出了毕生的努力,产生了广泛而深远的影响。 由于莱布尼茨在牛顿完成其前两段工作之后曾访问巴黎(1672年)和伦敦(1673年),并且和了解牛顿微积分工作的科学家们通过信,因而被指责为“剽窃者”。这使他起而为自己的名誉辨护,因而使这场争论达到了相当激烈的地步。许多数学家都被牵扯了进来,直到使欧洲数学家分成两派,大陆的数学家们为莱布尼茨辩护,英国的数学家们则捍卫牛顿,以至长期对立,形成学术上的门户之见,达到双方停止了学术思想交流的程度,影响了此后一段时间的数学进展。在牛顿和莱布尼茨都已逝世之后进行的调查表明:虽然牛顿的大部分工作是在莱布尼茨之前做的,但莱布尼茨也是微积分主要思想的独立创立者,他们都同样地接受了前辈数学家的启发,同样地作出了自己的独立贡献。在以前的科学史上我们已经看到,在以后的科学史上我们还将一再地看到这种同一发现在大致相同的时间被完全不同甚至互不相识的人们独立完成的现象。这种现象的大量出现,最好不过地说明:是科学的发展造就了杰出的科学家,而不是杰出科学家的个人天赋决定了科学的发展。
“数学小论文”是让学生以 日记 的形式描述他们发现的数学问题及其解决,是学生数学学习经历的一种书面写作记录。下面是我整理的关于小学六年级的数学小论文,供大家参阅,希望对你的学习有帮助!
小学 六年级数学 小论文
“数学来源于生活,也服务于生活。”数学,经常从人们身边走过,生活中人们都离不开它,它为人们的生活作出了巨大的贡献。在我们的班级中经常要使用到数学,例如算单元平均分、统计校园电费……等等数不胜数,和我们的生活息息相关。
有一次,我和爸爸妈妈去购物,买过年吃的糖。超市里糖的花样可多了,有脆皮糖元一斤,牛皮糖元一斤,牛奶糖元一斤,酥酥糖元一斤,巧克力糖元一斤……但主要分为散称和包装。爸爸妈妈问我:“儿子,你希望买什么糖呢?”我望着玲琅满目的“糖果世界”,不知如何抉择是好,但我自幼喜好巧克力,所以我就选了巧克力糖。这时妈妈又给我出题了,他说:“那儿子,你说我们是买散称的呢,还是买包装的呢?”这我就摸不着头脑了,立即心算起来:散称的巧克力糖元一斤,包装的则一盒。散称的巧克力糖一包才10克,包装的巧克力糖一盒就有1000克呢!不过,单单看重量还不能决出胜负,就让我仔细算算——其实算这个并不难,直接用1000克=1千克 1千克=2斤 ÷2=(元) 元>元 所以散称比包装更划算!我高兴的把我得出的结果告诉妈妈,妈妈高兴的点了点头,夸我爱动脑筋,因此我也就成为了妈妈的"小会计"。
在生活中,各式各样的事情都能从一个普普通通毫不起眼的小事变成一个个生动的数学题。我们常做的应用题,就是在生活中取材,再稍加改编而成的题目。这不,我又在做数学题时发现了一道趣题:
大河上有一座东西向横跨江面的桥,人通过需要五分钟。桥中间有一个 亭子。亭子里有一个看守者,他每隔三分钟出来一次。看到有人通过,就叫 他回去,不准通过。有一个从东向西过桥的聪明人,想了一个巧妙的办法, 终于通过了大桥。
我初看这道题,一点头绪也没有,难不成坐船过去?这是不可能的。难道走了一会往回走?唉,这好像行得通……
我经过反复的计算,先想到了走到2分59秒的时候把头转回去,看守的人就会让我往回走,这样不就过去了吗?后来又想了一会,得出只要在走了2分30秒至2分59秒的时候往回走(最好不要到2分59秒的时候走,因为可能你还没转过头来,看守的人就发现了。),就可以成功过桥。
大家肯定都会说这么容易的题谁都会做,我拿出来吹嘘什么?不,这样子你就错了,我并没有在炫耀自己,我是在告诉大家数学在于联系生活思考,在于全心全意去领悟,而不是拿着别人的成果炫耀。
小学数学论文可以怎么写
数学小论文通过学生对生活中数学问题的观察和发现,引起学生的好奇心和求知欲,使学生体会到数学贴近他们的生活,从而对数学产生亲切感,激发起他们学习数学的热情和兴趣;通过引导学生对课堂中学习的数学知识进行实践运用,让学生感受到数学的实用性,提高数学学习的实效;通过探究趣味题和智慧题,开拓学生的视野,培养学生思维的灵活性和深刻性。现结合笔者的教学实际谈谈数学小论文的几种具体写法。
1.一道数学题的解答。主要是学生对某一道有挑战性的题目简便的或与众不同的解法(包括一题多解)。例如,书后的思考题,奥数题,教师或家长布置的智慧题,数学刊物上的挑战题,平时自己在做题时遇到的有一定难度的题目等。学生通过对这些问题的解决,不但发展了思维,而且体验到一种强烈的成就感,这对他以后数学的学习将是一个巨大的动力。
2.用数学的眼光去分析现实问题。主要指学生用数学的眼光去观察、计算、分析现实问题,获得一种理性的思考。比如,有学生写道:如果每人每天节约1克水,那全国13亿人口每天可以节约1300吨水,发出了“人人节约一滴水,沙漠也能变绿洲”的感慨!还有学生写道:如果每个去银行储蓄的人每次都能为“希望工程”捐1角钱的话,全国那么多储蓄点捐到的钱可以资助多少贫困学生实现上学的梦想呀!学生能从这些角度通过数学的计算去思考社会意义,它的价值就能远远超过数学研究本身。
3.生活中的数学问题。主要用来记录学生在生活中遇到的感兴趣并有亲身体验的有关数学的情境记录。写这种数学小论文的题材特别多,比如,有学生写到了人民币为什么只有1元、2元、5元而没有3元、4元、6元、7元、8元、9元的;再如,有学生写到了他家住的楼房每层有24级楼梯,那么他从1楼到5楼要爬多少级楼梯。这些都是生活中每天要经历的很平常的事,但学生一旦用数学的眼光来观察和思考这些看似平常的生活问题,就在数学和生活之间架起了一座桥梁,能够感受到生活中处处有数学。
4.课堂上的数学问题。主要指学生在课堂数学学习过程中自己的一些思考和发现。这对学生数学学习非常有帮助,比如,有个学生在学习画三角形的高时,发现书上介绍了锐角三角形和直角三角形的三条高,而钝角三角形只介绍了一条高。她在课后通过自己的思考和尝试,画出了钝角三角形的另外两条高,在得到老师的肯定后,欣喜万分,连忙写下了《我发现了钝角三角形的另外两条高》这篇数学小论文。
5.数学实践活动中遇到的问题。主要指学生通过自己亲自动手实践,在实践活动的过程中产生的疑惑、获得的启示和得到的结论等。比如,有个学生在教师还没有上实践活动课“可能性”之前,自己看书并根据书上的内容用红、蓝铅笔去摸,自己动手去探索并验证规律,事后写了一篇 心得体会 ,写出了她在动手实践过程中的想法和体会,让她觉得其乐无穷。
6.数学童话。主要指学生发挥丰富的 想象力 ,用童话的形式(其中包含着数学论述)来记录看到的数学世界。这是语文学科和数学学科一种很好的整合,那种独特的视角,生动的语言描述,让教师耳目一新。
教育 教学的最终目的就是实现课堂教学的有效性,培养学生的综合能力。小学数学学科是小学阶段的基础学科,学好小学数学对于学生的发展具有至关重要的作用。下面是我为大家整理的小学数学论文,供大家参考。
摘要:回归生活的小学数学启蒙教育为小学生提供一个极其有效的教育途径,当学生在生活中发现疑问之时,便可以运用自己已经掌握的数学知识与概念来解除生活中的疑难,数学便随之而出现。因此,数学教师要引领学生于生活中去发现、去感受、去运用数学。
关键词:小学数学;启蒙教育;回归生活
一、引领学生于生活中去发现数学
我们这个生活大环境中,处处留有数学的身影,身边多彩的事物都可为我们提供所需的数学信息。例如,背书包回家途中会发现车、行人、植物、建筑的数量信息,在教室中学生会发现桌、椅、黑板、同学的数量信息。这些信息就在我们的身边,只要我们老师注意去引导学生,让他们亲身去体验、去观察,就会让学生得到锻炼,他们的注意力、观察力及 记忆力 都将得到非常有效的锻炼。学生在锻炼的同时,也就切切实实地寻找到他们自己身边实实在在的数学,这就会使学生对身边的数学产生学习兴趣,真正地体验到学习数学的乐趣所在。
二、引领学生于生活中去感受数学
引领学生去建立数学的概念,让学生从另外的一个角度,从不同的出发点去观察、描述身边的事物。因为生活是万象的、多彩的,数学也是同样的,并是具体而抽象的。例如,数字1可以指新的一天,又可以指一间房、一朵花、一道题。数学自身就没有较具体的实际意义,可是当他与其他事物相互结合,就会有较为全新的意义。在学生的眼中,他们目睹的生活中的事物如房子、鲜花、汽车等等,当变为数学概念之时,就成了3间房子、4朵鲜花、5辆汽车,生活中较为常见的事物就有了新的意义,学生观察周围世界的角度或方式都将发生改变,数学就会随之而进入学生的大脑之中,成了学生观察与动脑思考的主要方式,使小学生在生活中充分感受数学的存在。
三、引领学生于生活中去运用数学
当我们的学生如能将较为抽象的数学概念与他们身边的事物结合在一起,进行有意的观察,许多数学问题就会呈现在学生的面前。例如,怎样在公路两旁安装路灯、在路旁植树、给教室的墙壁进行粉刷等等。这时,我们教师就要引导学生利用数学概念进行分析、理解,进行简单的实际运用,去解决简单的问题。同时,数学概念也能随之而定下来,让我们的学生完全有能力独立去解决这些实际问题,在应用数学概念及其简单运算解决学生自己所面临的问题时,真正的数学便产生了。所以,数学来源于生活,产生于生活,数学的产生总是伴随着解决问题而产生,这是学习过程中一件较为美好的事情。数学的规律不是以人们的意志为转移的,我们的发现规律便是自身的一个个体验。
教育部门倡导的新课标的实施,使小学学校教育的方方面面都有了很多的变化。这次改革给学校的教学带来了曙光,像是一盏指路灯,让教育有了方向和目标。数学教学从中得到了许多启发,最重要的是使其教学方法有了很大的转变。小学数学在小学教育阶段是一门任务很重的学科,而且也是教授起来有一定难度的学科。因为数学语言很抽象,没有感情色彩,而小学阶段的学生还不具备深层理解的能力,学习起来很容易没有热情。新课标的颁布,让教师得到了很多适合学生自主学习的方法,这也给他们提供了一个新的体验。
一、开展以学生为主的课堂教学,采用分组教学
新课标背景下的课堂教学,教师首先应该改变的是旧式的教学思想,努力培养学生学习的主动性,这是改变教学方法的基础和根本。课堂上,教师应当扮演的是协助学生进行主动学习的“伙伴”,而不是学习的监督人,给予学生更多主动学习的信心。比如,在进行小学数学教学时,教师应当与学生一同进入和感受数学的神奇,而不是当一个旁观者,让他们主动地去学习,成为课堂的小主人。从教学方法角度来看,分组教学是一种十分实用、简单的教学方法,在小学数学教学中,可以组织学生自愿结成一个小团队,以此为单位来参加教学活动。教师运用提问答题的形式,将学生分成若干小组,选择几个关于本节课相关的问题,让学生进行讨论。在讨论的过程中,学生可以整合大家的想法来对知识有一个更深的理解,帮助学生学会合作学习。通过别人的意见,打开自己的未知一面,促使学生能够多面发展。
二、加强师生合作交流,增强课堂的和谐氛围
上面说到开展小组合作的讨论形式,增进学生相互交流,在小学数学的教学中,师生之间的交流也同样重要,融洽的师生交流可以解除学生的焦虑情绪,让他们在遇到学习困难时轻而易举地解决问题。虽然在课堂中教师不再是主导者,但是教师仍然是课堂活动的重要参与人,是学生自主学习的最佳助手。在学生小组讨论的时候,教师也可以加入其中,抛掉原有身份,把自己当成学生的朋友,走进他们的世界,才能帮助自己了解学生的真实想法。教师在互动中应当鼓励学生勇于表达自己的想法,不要因为不确定或是被取笑,而将自己隔离在活动外。教师多与学生互动,建立友好的关系,为课堂的和谐气氛构建打下良好的基础,学生只有在和谐的氛围里才能没有压力地学习,能够快乐地学习。
三、要看到学生的多面特质,对学生进行积极评价
人的发展是分阶段的,每个人的发展都不相同。教师要能够认清这一点,不能要求每一个人都达到完美,要试着看到学生的不同特质,在尊重学生个性发展的基础上,采用更加灵活的教学方法,才能真正提升教学效果,与此同时,学生如果能够得到教师的肯定,对增加他们的自信心有很大的帮助。在日常的教学中,通过一些有针对性的教学活动,多发现学生的不同面,真正实现因材施教。比如,当教师发现有的学生对画图很有感觉,说明这些学生的 想象力 强于他人;有的学生对算数题特别在行,能够很准确地得出答案,而且比别的学生计算快;有的学生对应用题擅长,说明他很有逻辑头脑。对于学生自己擅长的一面,教师要给予积极正面的评价,学生得到教师的肯定,能增加学习数学的动力,自信心也会得到提升。
四、开展实践教学,促使学生数学思维的发展
小学数学的教学课堂可以带入到生活当中,换句话说,学校教育要同实际生活相结合,很多数学的定理都是在生活实践中获得的。有一个很著名的从生活实践中找到解决方法的 故事 。 传说 有一个国王召见阿基米德,让他来鉴定金子的纯度,苦想多日也找不到解决方法,在他洗澡时,发现身体进入水盆里的水位高于身体未进入时的水位。他联想到可以把东西放到水里,通过计算溢出的水得到答案,从这个生活实践中得到了检验金子真假的方法,不仅完成了任务,还得到了伟大的发现。所以,小学数学教师可以适当地给学生布置一些动手的作业,增强数学学习的实践性,而不只是学习抽象的数学课本文字。比如,安排一个帮助家长购买盐的课外作业,规定一定的数量,让学生计算需要花费的金额。或是收集家里的水电收费存单,根据金额算出家里使用水电的情况,还能够算出一年的用电用水数量。通过家庭生活中的一些点滴事情,培养学生数学思维的发展。
五、运用先进技术教学,提高教学效率
在数学课堂中,教师可以运用多媒体技术进行教学活动,以前的教学工具,像挂图、卡片都是静态的,对数学教学起不到太大的作用。但是教师通过运用多媒体软件制作设计,可以给学生带来有声音有动画的学习体验,能将枯燥的数学课堂变得有活力。这种氛围的营造下,学生能够自主去学习知识,教师也能高质量地轻松地完成授课任务。在认识三角形这节课时,教师可以事先搜集一些三角形形状的多样图形,像道路两边上车辆提示牌、一些房屋的屋顶、埃及的金字塔等,通过大家熟悉的一些事物形状,再加上多媒体动画的设计来认识和学习三角形。教师有效地应用先进技术能够帮助自己的教学,让学生快乐地学习,教师轻松地教授。综上所述,教师仅有教学和学科专业知识是不够的,更要有适合让学习者接受知识的教学方法。最可怕的是教师空有学识却不能传授给学生,某种意义上讲,这也就不能称之为教师了。新课标下,教师要摒弃以前的落后教学方法,学习其他优秀的教师的教学 经验 ,再结合自己班级学生的特点,适当地运用多媒体教学,得到属于自己的一套教学方法。教师要跟着发展的要求一起向前进步,这样才能把我国的学校教育做得更加优秀,学生们学到真的本领。
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无论是在学习还是在工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。还是对论文一筹莫展吗?以下是我收集整理的数学小论文作文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
前言
在数学里有着许多解不开的秘密,在数学里也有着让人眼花缭乱的事情!
问题
为什么说数学起源于结绳记数和土地丈量?
为什么世界各国都把数学列为中小学的必修课?
研究资料
为什么说数学起源于结绳记数和土地丈量?
这种对于土地的测量,最终产生了几何学。实际上,几何学本来就是“土地测量”的意思。
数学就是从“结绳记数”和“土地测量”开始的。距今两千多年前,在欧洲东南部生活的古希腊人,继承和发展了这些数学知识,并将数学发展成为一门科学。古希腊文明毁灭后,阿拉伯人将他们的文化保存下来并加以发展,后来又传回欧洲,数学重新得到繁荣,并最终导致了近代数学的创立。
为什么世界各国都把数学列为中小学的必修课?
数学和语文、外语在中小学课程中并称为三大主课,世界各国都是一样,从小学一年级到高中三年级的每个年级都有数学课。为什么在世界各国,数学都被列为中小学的必修课呢?
首先,和语文、英语一样,数学也是语言。数学是科学的语言,它由数字、符号、公式、图像、概念、命题和论证等构成,简练地表达了世界万物间的数量关系和空间中的位置关系。不懂数学,就无法理解科学。其次,数学能够发展人的理性思维。其三,数学的用途广泛,在个人、国家和社会的各种活动中都发挥着重要的作用。所以,我们应该从小学数学。这就是数学!
启发
原来,数学在世界上有着那么重要的关系,假如没有了数学,人们就不会记数,譬如:做了多少件衣服,买(卖)东西买(卖)了多少钱,等等。以后我一定要学好数学,长大为人们做出伟大的贡献!
妈妈说,外公家养的两只母狗“格格”和“花花”最近一前一后生了两只小狗,于是我缠着妈妈带我去看。
星期天,我们来到了外公家,看到了这2只小狗,它们都非常有特点。一只长得胖嘟嘟的,象个小肉球,灰色的皮毛在太阳光的照耀下闪闪发光;另一只则长得比较“秀气”,浑身雪白,象穿了一件洁白的外衣,依偎在“狗”妈妈的怀里,好可爱哦!根据出生的时间和颜色,外公分别给它们取名为老大灰灰,老二白白。一到“狗屋”旁,我就被调皮可爱的小狗们吸引住了,全然不觉外公已经来到我的身边。外公说:“媛媛,你快要上四年级了,今天外公考你个问题,看你能否答出来?”“没问题!”我自信地回答。外公指着小狗说:“这2只小狗出生的日期非常有趣,老大和老二出生在相邻月份的1号,这两个1号分别是星期三和星期四,你知道是哪两个月的1号吗?”咋一听,这个问题挺难的,但不服输的我还是积极动起脑来,我不由联系起三年级时学过的年月日知识:由相邻两个月的1号是星期几,如果只差一天,说明第一个月的天数除以7余1天,哪个月的天数是这样的呢?哦,有了,29除以7余1天,一年中只有二月份有可能出现29天,由此可以断定老大、老二分别出生在二月、三月的1号。
我把想法告诉了外公,外公高兴地夸我真聪明,那2只可爱的小狗好象也为我猜出了它们的生日而欢快地跳来跳去呢!
一天,数学老师提出了一个问题:1+2+3+4+5+6……一直加到100的得数是多少?那么,一直加到1000和10000呢?用简便方法计算。
算式:1+2+3+4+5+6+7……+100=5050 5050×10=50500 50500×10=505000
答:1一直加到100的得数是5050,一直加到1000和10000各是50500和505000.
简便算法:或许有些同学会觉得这个算是太长,需要计算器!no,那就错了。只要仔细看看就可以发现1和99可以凑成100,2和98可以凑成100,3和97也可以凑成100,4和96,5和95,6和94 ,7和93,8和92,9和91,10和90,11和89……一直这样凑成100,结果可以得到能凑成50个100,就是5000,但是还剩下一个50单独一个数字,就可以拿5000 + 50 =5050,得出1一直加到100的得数。但有人会问了,1一直加到1000和10000为什么不着要算呢?因为100和1000的进率是10倍,1000和10000的进率也是10倍,所以可以拿1一直加到100的得数5050乘10倍等于50500,再拿50500乘10倍等于5050000。行对应的,1一直加到100000、1000000、10000000......以此类推,都可以这样算,当然,你也可以更深的理解这道题的规律哦!
在圣诞节来临之际,许多商场都采取了各种各样的促销手段。什么满“12减6、5”全场五折起“”满500减50“,看的我眼花缭乱。
我跟着妈妈在新世纪商场里穿梭,琳琅满目的商品搭建了一座百转千回的迷宫。逛了好长时间,妈妈才看中了一双鞋子,标价996,妈妈觉得这双鞋非常精致,很是中意,而且正值商场搞活动,这款鞋”满12减4“,比平时买便宜多了。妈妈让我帮她算一下,一双鞋打折下来多少钱?我想:996÷12=83,83x4=332,996——332=664。”妈妈,这款鞋打折下来可以便宜332元,只需664元。“”664啊?还是有点小贵啊!宝贝,你再陪妈妈转转。“说着,妈妈拉着我的手离开了新世纪。
接着,我和妈妈来到了泰富百货商场,这里人头攒动,比起新世纪商场来,可是有过之而无不及。妈妈拉着我的手在人流中正艰难地前行。”妈妈,这儿有专柜,打6。5折,一次性消费满500就可以减50,要不,你再进去看看。“”嗯,这儿也有这款鞋。宝贝,你在帮妈妈算算,这儿需要多少钱?便宜的话,我就在这买了。“996x6。5≈647,647 >500,这样的话,还可以减去50,647——50=597,妈妈这鞋只要597元,比刚才新世纪的便宜多了,你就在这买吧。”“嗯,就听你的。”
回家的路上,我在想原来“打折”也有学问,生活可处处都有数学啊!
大千世界,数学无处不在。真的,只要你留心观察,善于动脑,你就觉得自己好像置身于数学的海洋。是的,数学无处不在,这个假期,我就深深地感到了这一点。
我的肚子莫名其妙地奏起了狂响曲,“好饿啊――”我呻吟道。“来,吃个苹果吧!”还是妈妈好,“但是……”“但是什么?吃个苹果,哪有什么但是啊?”我笑问道,伸手向一个又大又红的苹果抓去。谁知,妈妈一把抓住苹果,夺了过去,神秘兮兮的。我一脸茫然,妈妈这是卖哪门子的药啊?我不耐烦了“妈,别闹了,还让不让人吃啦?”妈妈还是微笑着,洗起苹果来“吃,谁说不让你吃啦,我这不是洗了吗?”“哦!”我还是一脸疑惑。“但是,我还是有一个要求。”终于说出来了,我就知道不对劲了吗。“什么要求啊?”我有点生气了,不就是吃一个苹果嘛,怎么有那么多要求啊。“你不是学过体积了吗?”“是啊,怎么了?”这根吃苹果有关吗?我心想。“那你能不能把数学知识,带到生活中去,算算这个苹果的体积呢?”妈妈又笑了笑,好像小瞧我似的,我的心里升起了一股力量,恩,我一定要做给你看!一定!
于是,我赶忙把这个令人馋涎欲滴的红苹果,拿在手里,琢磨起怎样算体积来。苹果既不是长方体,也不是正方体,更不是圆柱体,怎么算它的体积呢?我摆来摆去,没有头绪了,此时的肚子还在咕咕作响,我可不能不遵守承诺,就吃了呀,我可不能让妈妈瞧不起我呀,加油,一定还有什么好方法。于是我又鼓起勇气,忍住饥饿,继续埋头考虑起来。
今天,我们全家去超市购物。
我们来到超市,看着琳琅满目的商品,我的眼睛都花了。突然,我看见货架上摆着我最爱吃的奥利奥小饼干。其中,一种是用塑料袋子装的,一种是用小纸桶装的。我看了看,发现每袋只要1。8元,而小桶装的一桶却要元。于是,我毫不犹豫,随手拿了两袋元的那种,放进了购物车。我推着小车,边走边美滋滋地想着:这两袋小饼干才元,而那一桶就元,这种袋装奥利奥小饼干实在太便宜了!
这时,妈妈走了过来。我迫不及待地把刚才的事告诉了她。妈妈一听,笑了,她提醒我说:“萌萌,你再算一算,看看到底是哪种便宜?”我不解地问:“袋装的只要元,桶装的要元,买一桶的价格可以买两袋还多呢,难道不是袋装的便宜吗?”妈妈耐心地说:“便宜不便宜可不能光看价钱,还要看重量的呀!你们不是学过小数吗?应该会算的!你算算吧!”于是我看了看两种饼干的重量,喃喃自语了起来:“袋装的,净重20克,用元除以20,那一克就是元。桶装的,净含量55克,用元除以55,那一克就是多元。”“我知道了!我知道了!”我兴奋得大叫起来,急忙对妈妈说:“应该是桶装的便宜!”接着我把算的过程讲给了妈妈听,妈妈听了直夸我聪明,我心里比吃了蜜还甜。
在一个遥远的森林里,有许许多多友善而又可爱的小动物幸福快乐的生活着。可是因为一个入侵者,打破了这个宁静。那是一只大灰狼,它掠夺这小动物们的食物,于是,小动物们决定在夜里离开这个地方,去到河对岸,开始新的生活。
但是在渡河时,他们遇到了一个大麻烦。因为他们有八只动物,可是只有小狗会划船,但是岸上只有一只船,而且这只船只能载三只动物。小动物们都不知如何是好,这时,小动物中的智多星——小猩猩,想到了方法。已知小狗的划船速度为每分钟10千米,这条河宽36千米,为了最快速地让所有动物都安全抵达对岸,先让小狗把猫妹妹和狐狸奶奶载到对岸,再回来,可因为在过去时,受到了大灰狼的帮凶——鳄鱼,的影响,速度降到每分钟6千米,而又因为船上的重量减轻了,所以速度提升原来速度的百分之二十。于是这一个来回就耗费了9分钟。这八只动物已有两只上了岸,还有一只负责划船,所以说仅剩下五只动物。五除以二等于二余一,那么1+2=3(次),小狗需要划三次来回,加一次去。那么,三成九加六等于三十三分钟。他们仅需要三十三分钟,而大灰狼追到这里需要四十分钟,小动物们可以安全到达对岸。
听完了小猩猩分析,小动物们顿时燃起了希望,他们按照小猩猩说的方法去做,果不其然,他们都安全地渡过了河。看着大灰狼在河对岸急的抓狂,小动物们既对自己能够顺利渡河而庆幸,也对小猩猩的智慧和冷静发出由衷的赞叹。所以说,学好数学是一件多么重要的事呀,这个看似十分死板的学科,说不定可以在关键时刻可以就自己,或别人一命。
大千世界,数学无处不在。真的,只要你留心观察,善于动脑,你就觉得自己好像置身于数学的海洋。是的,数学无处不在,这个假期,我就深深地感到了这一点。
我的肚子莫名其妙地奏起了狂响曲,“好饿啊――”我呻吟道。“来,吃个苹果吧!”还是妈妈好,“但是……”“但是什么?吃个苹果,哪有什么但是啊?”我笑问道,伸手向一个又大又红的苹果抓去。谁知,妈妈一把抓住苹果,夺了过去,神秘兮兮的。我一脸茫然,妈妈这是卖哪门子的药啊?我不耐烦了“妈,别闹了,还让不让人吃啦?”妈妈还是微笑着,洗起苹果来“吃,谁说不让你吃啦,我这不是洗了吗?”“哦!”我还是一脸疑惑。“但是,我还是有一个要求。”终于说出来了,我就知道不对劲了吗。“什么要求啊?”我有点生气了,不就是吃一个苹果嘛,怎么有那么多要求啊。“你不是学过体积了吗?”“是啊,怎么了?”这根吃苹果有关吗?我心想。“那你能不能把数学知识,带到生活中去,算算这个苹果的体积呢?”妈妈又笑了笑,好像小瞧我似的,我的心里升起了一股力量,恩,我一定要做给你看!一定!
于是,我赶忙把这个令人馋涎欲滴的红苹果,拿在手里,琢磨起怎样算体积来。苹果既不是长方体,也不是正方体,更不是圆柱体,怎么算它的体积呢?我摆来摆去,没有头绪了,此时的肚子还在咕咕作响,我可不能不遵守承诺,就吃了呀,我可不能让妈妈瞧不起我呀,加油,一定还有什么好方法。于是我又鼓起勇气,忍住饥饿,继续埋头考虑起来。
关于速度一向学习成绩不好的我,在无意中发现了一道题,并且给做出来了,下面我给大家分享一下吧!在20xx年春运期间,我国南方出现大范围冰雪灾害,导致某地电路断电。该地供电局组织电工进行抢修供电局距离抢修工地15千米。抢修车装载着所需材料先从供电局出发,15分钟后电工乘吉昔车从同一地点出发,结果他们同时到达抢修工地,已知吉普车速度是抢修车速度的1。5倍,求这两种车的速度。
解:1。设抢修车的速度为x千米/时,则吉普车的速度为1。5x千米/时.由题意走相同路程15千米,吉普车比抢修车快15分钟(即0。25小时)得方程15/X-15/1。5X=0。25解得X=20千米/小时,则1。5X=30千米/小时
答:抢修车的的速度为20千米/时,吉普车的速度为30千米/时.
2。因为走的路程(S=15KM)一样,人用的时间是X。材料用的时间是X+15,即(15÷X)÷(15÷(X+15))=1。5,一元一次方程,得X=30分钟,即0。5小时,那么吉普车的速度就是30KM/H,抢修车20KM/H
答:抢修车的的速度为20千米/时,吉普车的速度为30千米/时.
3。设吉普车用的时间为x小时。
根据题意得:x+15=1。5x
大千世界,无奇不有,在我们数学王国里也有许多有趣的事情。
比如,在我爸爸给我买的一本数学拓展题中,有一题思考题是这样说的:”一辆客车从东城开向西城,每小时行45千米,行了2。5小时后停下,这时刚好离东西两城的中点18千米,东西两城相距多少千米?“ 这时,我就在数学草稿纸上这样写: 45×2。5=112。5(千米),112。5+18=130。5(千米),130。5×2=261(千米),答:东西两城相距261千米。
但我又看了看,发现有点不对劲。原来,我忽略了一个重要的东西,就是:这时刚好离东西两城的中点18千米,其中的”离“,这到底是没到中点呢?还是过了中点呢?如果是还没到中点,离中点还差18千米的话,就是我刚刚这么写。但如果是到了中点多了18千米,那就应该这么写:45×2。5=112。5(千米),112。5——18=94。5(千米),94。5×2=189(千米)。
那到底是怎么写呢?我便向爸爸求助,我跟爸爸讲了这件事后,又给爸爸看了看式子,结果,爸爸却说:”嗯……你写的这两个式子都对。都可以写。“
在日常学习中,往往有许多数学题目的答案是多个的,容易在练习或考试中被忽略,这就需要我们认真审题,根据生活经验,仔细推敲,全面正确理解题意。否则就容易忽略了另外的答案。
星期天,全家人在一起讨论清明节回老家扫墓的事。谈着谈着,我心里忽然冒出了一个疑问:这里离老家有多远呢?”我问妈妈,妈妈笑了,说:你说呢?你上了这么多年学,一定会有办法知道的,对吧?”
我想了想,灵光一闪,对了,可以用我们最近学的比例尺的知识来算。我立即拿来地图,找到了泰州市,却怎么也找不到老家所在地顾高镇。怎么办呢?我冥思苦想,突然灵机一动:我可以先找到离老家顾高镇最近的乡镇黄桥镇,量出地图上泰州到黄桥的距离,再减去一些,就是地图上泰州到老家的大约的距离了!说干就干,我立即量出地图上泰州到黄桥的距离,它是0。6cm。因为老家比黄桥离泰州更近些,我便把减去了,变成了。因为这份地图的.比例尺是1:6000000,我便用0。5×6000000=3000000cm,3000000cm=30km。
我立即向妈妈报出了我的答案:大约30千米,本以为会得到妈妈的表扬,可谁知妈妈却疑惑地说:好像没这么近吧?”听了妈妈的话,我也疑惑不解:怎么会这样?”我又来到地图前,重新量起来。量着量着,我突然发现了其中的奥秘:我量的是地图上两点间的直线距离,而实际的道路不是直线的,是绕来绕去的,所以实际路程一定比依据地图计算出来的远。
我把我的发现告诉了妈妈,妈妈也恍然大悟:对!就是这样!你真聪明!”
今天,数学老师在课上给同学们发了一张卷子,卷子上所有的算式都只有两个共同的特点,那就是都是乘法,第二点,也就是最重要的一点:其中的一个乘数都是由9组成的。然后,老师平淡的说了一句同学们习以为常的话:“请同学们把这张卷子写完。”说完这句话后,老师清了清嗓子,接着说:“大家要在五分钟内完成哟!”她话音刚落,全班所有的同学们都惊讶的张大了嘴巴,仿佛能装下十个鸡蛋,因为我们要在五分钟内完成三十道乘法计算是不可能的,就算是被我们公认的“计算高手”也倒抽了一口凉气。但事不宜迟,时间毕竟不等人,大家必须争分多秒,所以都拿起笔来进行计算。
五分钟后,这三十道令人望而生畏的乘法计算全班所有的同学竟没有一个同学做完。这时老师开口了:“大家先找找所有算式的规律。”大家都不知道老师葫芦里到底卖的什么药,但是都积极的开始找规律。几分钟后,同学们都只发现了一个规律——一个乘数的是由九组成的。但老师却若有所思的望着我们。“难道还有别的规律吗?”我疑惑的想。就在这时,老师又说:“其实,我们可以以9999×5846=58454154这道题为例,大家可以发现积中的5845其实就是5846减去1得到的,那么我们就可以得出积前面的几位是由不是9组成的乘数减去一而得到的。”我看了看,发现果真如此。“而后面的数是由9组成的那个数减去另一个乘数减一的差而得到的。最后再把两次得到的数放在一起就得到了最终的积。但是这种方法只能在一个乘数比9组成的乘数小时才行的通。”
今天,我们又学到了一个妙招——吠陀数学中的关于九的乘法算式。
今天,我们全家去超市购物。
我们来到超市,看着琳琅满目的商品,我的眼睛都花了。突然,我看见货架上摆着我最爱吃的奥利奥小饼干。其中,一种是用塑料袋子装的,一种是用小纸桶装的。我看了看,发现每袋只要1。8元,而小桶装的一桶却要4。5元。于是,我毫不犹豫,随手拿了两袋1。8元的那种,放进了购物车。我推着小车,边走边美滋滋地想着:这两袋小饼干才3。6元,而那一桶就4。5元,这种袋装奥利奥小饼干实在太便宜了!
这时,妈妈走了过来。我迫不及待地把刚才的事告诉了她。妈妈一听,笑了,她提醒我说:“萌萌,你再算一算,看看到底是哪种便宜?”我不解地问:“袋装的只要1。8元,桶装的要4。5元,买一桶的价格可以买两袋还多呢,难道不是袋装的便宜吗?”妈妈耐心地说:“便宜不便宜可不能光看价钱,还要看重量的呀!你们不是学过小数吗?应该会算的!你算算吧!”于是我看了看两种饼干的重量,喃喃自语了起来:“袋装的,净重20克,用1。8元除以20,那一克就是0。09元。桶装的,净含量55克,用4。5元除以55,那一克就是0。08多元。”“我知道了!我知道了!”我兴奋得大叫起来,急忙对妈妈说:“应该是桶装的便宜!”接着我把算的过程讲给了妈妈听,妈妈听了直夸我聪明,我心里比吃了蜜还甜。
我的数学成绩一向很好,素有“数学小神童”之称,我也常常引以为豪。
这天,我要去看电影,爸爸不同意,两人争执很久,最后爸爸说:?好,如果解决了我的问题,我就同意你去看电影!我想:为了看电影,花费点脑细胞,值!何况我的成绩很好,随爸爸什么问题,我解决的可能性还是很大的。于是,我信心十足地说:请出题!
题目是这样的,一辆货车去山里运矿石,晴天每天可运20次,雨天每天可运12次,它一共运了112次,平均每天运14次。这几天中有几天晴天,几天雨天?
我思索片刻,根据平均每天运14次,运了112次,可以列式112÷14=8(天),算出运了8天,假如这8天全是晴天,就能运20×8=160(次),比原来112次多运了160-112=48(次),晴天多一天,就多运20-12=8(次),一共多运了48次,就有48÷8=6(天)雨天被当成了晴天,实际晴天就有8-6=2(天)。我又验证了一下:20×2+12×6=112(次)。
于是,我把思路讲给爸爸听,爸爸听了直点头。
我得意地说:?假如全是雨天我也会做:[112-12×(112÷4)]÷(20-12)=2(天),这是晴天天数,雨天用112÷4-2=6(天)?。
爸爸看到我的思路如此清晰,脸上挂满了笑容,我见此情景撒腿就向电影院跑去。
在学校里,学了如何算体积的,急忙想算一下周围用品的体积。突然,我的目光集中在我的未开封清风面巾纸上,有了,就只算单张面巾纸的体积。
既然算单张的,就要先算整包的。我拿出尺子,分别量出了长,宽,高。
长:7。4厘米 体积为:7·4×5。6×2。5=103。6立方厘米
宽:5,6厘米 但是,我突然想到,面巾纸是可以压的扁一点的,这不
高:2。5厘米 就减少了体积吗?我思考了几分钟,想到既然是测量未开封的的,就应该是未压扁的。想到这,我又看到了我的数据。可能是量的是压得。最后仔仔细细量重新变动数据。
长:7。5厘米 体积为:7·5×5。5×2。5=立方厘米
宽:5,5厘米 眼看就要成功了,可我猛地发现,包装塑料纸也是有体
高:2。5厘米 积的,可是又有什么办法。思考许久,忽然,我想到了一个很原始的办法。我抽出里面的面巾纸,把塑料包装纸对折4着,这成了一个小正方体。
长:2。1厘米 体积为:2。1×1。8×0。3=1。134立方厘米
宽:1,8厘米 虽然可能有误,但是我也想不出其他办法了。
高:0。3厘米
最后算式:(103,125—1。134)÷10(一包面巾纸里有10张)=10。1991立方厘米
经过这次,我终于享受到写数学小论文的快乐。
数学与文化系别:中文系 专业:08新闻 学号:200830161010 姓名:李西淳 数学与经济学的关系内容摘要:经济学需要很好的逻辑能力,数学培养了这种能力,经济学还要有计算等方面的能力,这也是数学需要并培养的。高等数学主要是侧重于掌握数学知识,及培养应用数学的能力,而数学分析却对培养学生的逻辑分析能力和创造性思维能力大有作用,数学可以是研究经济学的一种方法但不是唯一的方法。关键词:数学 经济学 关系 意义 局限性 一、 数学与经济学关系概述数学与经济的关系在今天可以说是息息相关,任何一项经济学的研究、决策,几乎都不能离开数学的应用。比如,在宏观经济中的综合指标控制、价格控制,都有数学问题,在微观经济中数理统计的“实验设计”、“质量控制(QC)”、“多元分析”等,对提高产品的质量往往能起到重要的作用。当代西方经济认为,经济学的基本方法是分析经济变量之间的函数关系,建立经济模型,从中引申出经济原则和理论,进行决策和预测。 当今在经济学中使用数学方法的趋势越来越明显,领域越来越广泛。自从1969年诺贝尔经济学奖创设以来,利用数学工具分析经济问题的理论成果获奖不断。事实上,从1969年到1998年的30年中,有l9位诺贝尔经济学奖的获得者以数学作为主要研究方法,占总人数的%;而几乎所有的获奖者都运用数学方法来研究经济理论。在中国,最近几年对在经济学中使用数学方法的问题讨论比较热烈,数学的介入究竟是祸还是福,对此,可谓仁者见仁,智者见智。有的人认为,数学使经济学由乌托邦上升为科学;而另一些人则认为,数学就像魔鬼一样,会使经济学误入歧途。这说明我国经济学界在经历大力引进西方经济学的热潮后开始了独立自主的思考和探索。二、数学对现代经济学研究和发展的影响随着经济学发展以及研究的深化,经济学家们逐渐认识到,在考虑和研究问题时,要求具有逻辑严谨的理论分析模型和通过计量分析方法进行实证检验,需要完全弄清楚一个结论成立需要哪些具体条件。单纯依靠文字描述进行推理分、析,不能保证对所研究问题前提的规范性及推理逻辑的一致性和严密性,也不能保证其研究结论的准确性、易证实性和理论体系的严密。这样以数学和数理统计作为基本的分析工具就成为现代经济学研究中最重要的分析工具之一。每个学习现代经济学和从事现代经济学研究的人必须掌握必要的数学和数理统计知识。现代经济学中几乎每个领域或多或少都要用到数学、数理统计及计量经济学方面的知识,而且不了解相关的数学知识,就很难准确理解概念的内涵,也就无法对相关的问题进行讨论,更谈不上自己做研究,给出结论时所需要的边界条件或约束条件。理解概念是学习一门学科,分析某一问题的前提。如果想要学好现代经济学,从事现代经济学的研究,就需要掌握必要的数学。二、 数学在经济学应用中的意义 如果经济学没有采用数学,经济学就不可能成为现代经济学。许多经济学概念是需要用数学来定义,经济行为和经济现象也主要是通过运用数学语言来分析和研究的。用数学语言来表达关于经济环境和个人行为方式的假设,用数学表达式来表示每个经济变量和经济规则间的逻辑关系,通过建立数学模型来研究经济问题,并且按照数学的语言逻辑地推导结论。因此,不了解相关的数学知识,就很难准确理解概念的内涵,也就无法对相关的问题进行讨论。数学在理论分析中的作用是:(1)使得所用语言更加精确和精炼,假设前提条件的陈述更加清楚,这样可以减少许多由于定义不清所造成的争议;(2)分析的逻辑更加严谨,并且清楚地阐明了一个经济结论成立的边界和适应范围,给出了一个理论结论成立的确切条件;(3)利用数学有利于得到不是那么直观就得到的结果;(4)它可改进或推广已有的经济理论。四、数学在经济学中应用的局限性首先,经济学不是数学,数学在经济学中只是作为一种工具被用来考虑或研究经济行为和经济现象。数学作为工具和方法必须在经济理论的合理框架中才能真正发挥其应有作用而不能将之替代经济学。其次,经济理论的发展要从自身独有的研究视角出发去研究、分析现实经济活动内在的本质和规律。经济学中运用的任何数学方法,离不开一定的假设条件它不是无条件地适用于任何场所,而是有条件适用于特定的领域。再次,数学计量分析方法只是执行经济理论方法的工具之一,而不是惟一的工具。经济学过分对数学的依赖会导致经济研究的资源误置和经济研究向度的单一化从而不利于经济的发展。 数学在现代经济学中的作用数学现在已经成为现代经济学研究中最重要的工具。现代经济学中几乎每个领域或多或少都用到数学、统计及计量经济学方面的知识,因此数学与经济学的关系是相当密切的。参考文献:田国强 <<现代经济学的基本分析框架与研究方法>> 张真.投入产出经济学中运用数学方法的机理分析[J]. 林毅夫.关于经济学方法论的对话[J].东岳论丛 赵凌云.经济学数学化的是与非[J].经济学家
我有一本书电子版的 《数学的美》吴振奎 写的,次数比较系统介绍数学美。徐利治先生的书也不错 我的毕业论文题目是:数学奇异美现在正在写着呢。不要忘记给我加分
去论文拼凑一个吧 这类的论文比较少,主要是学的人比较少。
我可以写,私信
我可以写,私信
数学教学绝不是简单的知识传授,教师要认识到教学过程是一个创造过程,每个教师都要研究教与学的相互作用,将教学过程视为师生共在的探索真理的过程。本文是我为大家整理的数学教研论文 范文 ,欢迎阅读! 数学教研论文范文篇一:中专数学教学的研究与思考 一、中专数学教学的现状分析 由于中专 教育 主要是面向社会为社会培养人才,因此,在实际的教学中,教师需要对学生进行实践教学,但是,在中专数学教学中,教师主要进行理论知识的教学,实践教学课非常的少,这样就导致学生虽然具备一定的数学理论知识,但是却不能很好的进行实际的应用.由此可见,中专数学理论教学与实际操作的脱节,不利于学生的长远发展. 二、进一步优化数学教学的 措施 分析 1.明确教学目标 在中专数学教学中,教师应该明确教学的目标.教师进行数学教学的主要目的就是通过对学生进行系统的数学教育,使学生具有一定的数学能力,使学生通过数学的学习,能够解决生活中的实际问题,提高学生的生活能力.另外,在生活中,很多生活中的问题都需要数学知识进行解决,因此,教师对学生进行数学的教学,主要就是为了更好的培养学生的生活能力,促进学生的不断发展[2].例如,在进行函数教学的时候,教师在课堂教学的开始,就应该告知学生学习函数能够解决生活中的哪些问题,函数在生活中用途非常的广泛,函数能够解决纳税问题,票价问题,销售利润问题等. 2.更新教材内容 随着社会经济的发展和科学技术的不断进步,数学知识也在不断的发展,很多前沿的知识学生在中专数学课堂的学习中无法学到,由于中专教材不是一年一更新,需要五年到十年左右更新一次[3].因此,很多前沿的知识无法在教材上体现,因此,教师应该不断的对教材内容进行更新,将最先进的数学知识加入到教材中去,使学生能够学习到最前沿的知识,促进学生的不断发展和进步. 3.提高教师教学水平 在中专数学教学中,应该不断的提高教师的教学水平,不断的加强师资队伍建设,中专学校应该拥有一批专业知识过硬,专业技能扎实,教学水平高,具有创新精神的数学教师,教师在教学中能够及时的发现教学中不适于学生发展的因素,并且通过创新,提出合理化的建议,不断的促进学生学习上的进步.另外,中专数学教师还应该多参加培训和学习,提高自身的专业素质,为学生的学习提供最好的师资保证. 4.教学中注重激发学生的学习兴趣 教师只有在教学中不断的激发学生的学习兴趣,才能够收到最好的教学效果.传统的 教学 方法 主要就是教师在课堂上对学生进行提问,学生通过思考完成教师的提问,在这个过程中,由于学生无法提起学习的兴趣,在课堂上的暂时性记忆也随着时间淡忘,无法收到满意的教学效果,课堂教学效率不高,学生的学习水平也无法全面的提高.因此,教师应该采取相应的教学策略,激发学生的学习兴趣,使学生能够主动去学习,爱上学习,进而收获知识.在数学教学课堂上,教师可以从学生的兴趣出发,在列举教学案例的时候,教师可以列举一些学生感兴趣的教学案例,激发起学生学习的积极性,提高学生的课堂效率,促进学生学习上的进步.例如,在进行函数教学的时候,由于函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置.如何突破这个既重要又抽象的内容,其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机的结合起来,通过具有一定思考价值的问题,激发学生的求知欲望――持久的好奇心.因此,教师在教学中,学生在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式.并且在教学过程中努力做到生生对话、师生对话,在对话之后重视体会、 总结 、 反思 ,力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法,并且不断的激发学生的学习兴趣.总之,在教学中,教师应该树立正确的教学目标,掌握有效的教学方法,并且在教学中注意运用多种教学策略,才能够不断的提高学生的学习水平,培养学生的学习能力,促进学生的全面进步. 作者:张丽 工作单位:南京市玄武中等专业学校 数学教研论文范文篇二:高校数学信息技术整合方法研究 一、高校数学教学中使用多媒体的优势 有利于促使高校数学课堂教学实现因材施教。多媒体辅助高校数学教学过程中所使用的课件与传统教学中所使用的板书有本质的区别,在高校数学教学中以板书为核心的教学需要学生花费很大的精力做笔记,而多媒体辅助高校数学教学中的课件通过下载就能够查阅和利用,并且不会出现传统教学中因为笔记不全而难以顺利巩固和复习知识的情况。在此过程中,教师也可以根据实际的教学效果对课件进行进一步的合理化与完善化并提供给学生,学生可以完全摆脱课程设置的限制并按照自身数学实际水平找出学习侧重点并自主安排学习进度,所以多媒体辅助高校数学教学与传统高校数学教学相比具有更强的教学针对性,对落实因材施教的教学理念具有重要的意义。 二、现代教育技术与高校数学教学整合的方法 与传统的高校数学课堂教学相比,多媒体辅助高校数学教学拥有很大的优势,但是如果在高校数学课堂教学中不能对多媒体进行合理利用,则容易产生事倍功半的效果,所以在多媒体辅助高校数学教学的优化过程中,教师要处理好多媒体辅助高校数学教学中的几种关系,从而在正确利用多媒体技术开展高校数学教学的基础上最大限度地发挥多媒体技术对高校数学教学质量提高所具有的推动作用。 1.确保教学手段与教学目的关系的协调。新课程理念下的高校数学教学的目的在于通过高校数学教育使学生具备良好的人文素质、创新精神、科学素养、思维能力等,所以多媒体辅助高校数学教学活动的目的在于通过对多媒体辅助教学技术的利用,使学生的智力以及思维能力得到良好的发展并实现高校数学教学的目标。在此目的的指导下,教师必须在多媒体辅助高校数学教学的过程中,以新课程教学目标为核心开展教学过程。而在实际教学中,一些教师由于不能做到合理使用多媒体教学技术而导致了事倍功半的效果,针对这一问题,教师首先要突出教学目的在教学过程中的主线作用,让多媒体辅助教学技术为教学目标的实现服务,如果二者存在冲突则应当舍弃这种教学手段;其次教师要以教学和学生的需求为依据对多媒体的表现手段做合理选择。如多媒体的表现手段包括声音、动画等,在高校数学教学中需要有针对性地选取高效率的表现手段,这里所说的针对性包括教学内容的针对性以及教学目标的针对性。 2.确保多媒体演示与教师讲授关系的协调。在高校数学课堂教学中,多媒体辅助教学有明显的优势,它能够提高学生自主学习、合作学习、探究性学习等方面的能力,同时也有利于课堂情境的塑造。但是在高校数学课堂教学过程中,师生之间的互动以及学生与学生之间的互动是不能舍弃的,所以有必要将多媒体演示和教师讲授良好地结合起来,让多媒体辅助教学技术发挥辅助教师授课的作用。在现代的教学理论中,高校数学教师被认为是高校数学教学活动中的主导,学生是高校数学教学活动中的主体,而多媒体是高校数学教学活动中的辅助工具,其中教师本身主导地位不容忽视的原因主要体现在两个方面:一是高校数学教学活动开展的过程也是学生与教师交流的过程,通过这种交流,教师可以向学生传授高校数学知识,也可以利用自身人格魅力影响学生以提高学生的综合素质,尤其是道德品质素质,教师的这一作用是多媒体教学技术不可取代的;二是多媒体辅助高校数学教学活动的开展依赖教师的操作,无论是可见设计,还是教学演示,都需要教师进行,所以教师的主导地位实质上没有变化。 3.确保情感交流与知识传授关系的协调。在高校数学课堂教学中,学生和教师的交流是双向的互动关系,这个过程既是传授知识和反馈信息的过程,也是情感交流的过程,而教师、学生与多媒体之间是单向的没有情感的交流,所以人际之间的交流是无法发挥与师生交流同等作用的。这就要求在多媒体辅助高校数学教学中教师首先要控制多媒体辅助教学技术的使用时间,从而突出教师在知识传授中的主导地位;其次要选择合理的多媒体辅助教学技术使用的时机和方式,从而突出学生在整个教学过程中的主体地位;最后教师要善于利用自身的激情调动学生学习的热情,通过充满情感的体态和话语将自己的情感体验传达给学生,在关注学生情绪变化的基础上对学生在体验教学内容中的情感和思想进行合理地引导。 作者:朱彦生 工作单位:吉林农业工程职业技术学院 数学教研论文范文篇三:高等数学教学现状探讨 1高等数学教学中渗透数学史的提出 数学史研究的任务在于,弄清数学发展过程中的基本史实,再现其本来面貌,同时透过这些历史现象对数学成就、理论体系与发展模式作出科学、合理的解释、说明与评价,进而探究数学科学发展的规律与 文化 本质。作为数学史研究的基本方法与手段,常有历史考证、数理分析、比较研究等方法。 高等数学教学中渗透数学史的提出背景 数学史主要是对数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展进行研究,并且与社会政治、经济和一般文化相联系的一门科学。数学史首先对于揭示数学知识的现实来源和应用有一定的意义;其次,对于引导学生体会真正的数学思维过程,激发学生对数学的兴趣,培养探索精神有一定的意义;最后,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,进而揭示其人文价值也有重要意义。对于高等数学教师来说,在教学过程中渗透数学史的内容,是一种极有意义的方法。数学史有很强的教育功能,将数学史融入高等数学的教学过程是必然的趋势。 高等数学教学中渗透数学史的存在意义 渗透数学史的科学意义 数学史既有其历史性又有其现实性。其现实性首先表现在科学概念与方法的延续性方面,今日的科学研究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发展,因此我们无法割裂科学现实与科学史之间的联系。诸如费尔马猜想、哥德巴赫猜想等历史上的难题,长期以来一直是现代数论领域中的研究 热点 ,比如古代文明中形成的十进位值制记数法和四则运算法则,我们今天仍在使用。总之,数学传统与数学史材料可以在现实的数学研究中获得发展。 数学史的文化意义 美国数学史家M.克莱因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显。”[1]毫不夸张地说,数学史可以从一个侧面反映人类的文化史。许多历史学家通过数学这面镜子,了解古代其他主要文化的特征与价值取向。例如,罗马数学史告诉我们,罗马文化是外来的,罗马人缺乏独创精神而注重实用。而古希腊数学家则强调严密的推理并由此得出的结论,这就十分容易理解,古希腊具有很难为后世超越的优美文学、极端理性化的哲学[2]。 数学史的教育意义 了解数学史的人,自然会有这样的感觉:数学发展的实际情况与我们今日所学的数学书不是很一致。我们今日中学所学的数学内容基本上属于17世纪微积分学以前的初等数学知识,而大学数学学习的大部分内容则是17—18世纪的高等数学。这些数学课本已经过千锤百炼,它们是将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以取舍编纂的知识体系,这样就必然舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、演化历程以及导致其发展的各种因素,因此仅凭数学教材的学习,难以获得数学的原貌和全景,而弥补这方面不足的最好途径就是进行数学史的学习。 2高等数学教学中渗透数学史的几点做法 通过数学史的渗透加深学生对数学的理解 数学史的渗入可以丰富我们的教学内容,为学生提供新的学习途径。因为历史上的问题是真实的,因而更有趣;历史知识的介绍一般都非常自然,它或者揭示了实质性的数学思想方法,或者直接提供了相应数学内容的现实背景,这对于学生理解数学内容和方法都是重要的,所以在教学上要有所创新。在教学中,适时结合数学史内容进行教学,可以帮助学生了解数学知识是怎样形成的,可以极大地调动学生学习数学的积极性,有的同学甚至自己去找数学家的 故事 书看;有的同学通过对数学史的了解,不仅更好地理解了数学知识,而且转变了学习数学的态度,对问题的探讨由不耐烦到独立解决,喜欢对问题追根究底。 通过数学史的渗透培养学生正确的数学 思维方式 首先,将数学家们获得重大发现的思想活动的历史记录以及经历的百感交集的体验引入课堂,是培养学生思维能力的最好教材;其次,还可以结合历史环境介绍一些数学史中的反例,让学生了解数学的发展并不是一帆风顺的,历史上任何一项数学成果的取得都是经历了重重曲折的;介绍数学的发展史,让学生了解数学家的思维方式,以此影响自己的思维方式。 通过数学史的渗透激发学生学习数学的兴趣 高等数学以其抽象的内容、广泛的应用、严谨的结构、连续的发展而别于其他学科;实际教学中,学生在学习高等数学时只注重字母、公式的记忆,对概念、定理的产生缺乏正确的认识,知识死记硬背,因而,乏味、枯燥、难理解成为学生对数学这门学科的印象,看不到活的数学,更不用说对这门学科产生浓厚的兴趣了,再加上学习过程中随着对理解和接受数学知识要求的不断提高,从而也加大了学生学习高数的难度,学习兴趣不可避免会受到影响,学习效果当然会大打折扣。如果教师在教学过程中能够把抽象的概念同具体的 历史故事 、数学人物有机结合起来,适时地穿插一些学生感兴趣又有知识性的历史事件或名人故事,充分调节课堂气氛、诱发学生学习兴致,增强数学的吸引力,就可以使枯燥的教学变得生动,消除学生对数学的恐惧感,从而有助于提高学生学习的兴趣和积极性。 通过数学史的渗透使学生以史为鉴 目前,德育教育不仅是政治、语文、历史学科的事了,数学史内容的加入使数学具有更强大的德育教育功能,通过介绍数学史让学生们以史为鉴。首先,通过数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的教材既有国外的数学成就,也有我国在数学史上的贡献,比如数学书中有:刘徽的“割圆术”、鸡兔同笼问题、秦九韶算法、更相减损之术等数学问题,还有我国的祖冲之、祖暅、秦九韶等一批优秀的数学家[3],还有很多具有世界影响力的数学成就,在我国很多问题的研究甚至比国外早很多年。在课程的要求下,除了增强学生的民族自豪感外,还可以培养学生的“国际意识”,了解更多的世界名家,就是让学生认识到爱国主义不是“以己之长,说人之短”,而是全人类互相借鉴、互 相学 习、共同提高。其次,通过介绍著名数学家的成长史和研究史,让学生学习数学家的优秀品质。数学家们的精神令人钦佩,他们坚持真理、不畏权威、努力追求的精神,很多人甚至付出毕生的精力。数学家的可贵精神对那些在平时学习中遇到稍微烦琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,是一个很好的榜样,对他们养成良好的数学品质有积极的作用。 3对高等数学教学过程中渗透数学史的启示 因为在高等数学中渗透数学史,有如此重大的意义,所以要求教师应加强数学史的学习与研究。然而,经研究发现大部分教师的实践效果并不是很好,原因并不是教师们不接受新的教育理念,也不是不愿意承认数学史的融入、落实文化渗透的理念,而是由于数学史的知识匮乏导致理念难以落实,因此数学教师应注意多方学习数学史知识,多方研究数学史。在数学史融入高等数学教学的行动研究中,发现对数学史的学习研究可以分为以下三个层次:了解性学习、掌握性学习、研究性学习。第一层次要求知道数学史的发展概况,了解起过重要作用的数学家,影响深远的数学思想、方法等。第二层次可以从数学史中适当提取相关内容,用于数学研究、教学、学习之中。第三个层次以文献资料为线索,研究不同时期的数学发展,数学家活动,数学思想、方法的进展等,并对数学的发展趋势提出预见性分析。 4结束语 总而言之,数学史在中学数学教学中的作用是非常重要的。因此我们需要把数学史融入高等数学教学中,并将文化理念落实于课堂教学。所以要把数学史融入课堂教学看成一种教学现象,用行动研究的理论来研究这种教育现象。在研究的过程中,要坚持学习行动研究的理论,并用行动研究的理论指导对数学史融入课堂教学的实践,在实践的过程,积累大量的问题,通过这些问题的解决,促进对行动研究理论的重新认识,提高对教育理论的应用。 作者:刘菊芬 吴芳 工作单位:铜仁学院教育科学系
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!
数学史的教育功能
摘要数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以引导学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。
关键词数学史教育功能创新思维功能体现
1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣
兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的激情。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取引导与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来引导学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。
例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。
2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识
数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中最具前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。
例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;
又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池中央长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。
再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。
从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。
3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养
对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的中国,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;中国的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。
4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知
从数学悠久的历史来看,中国从古至今涌现出了一批优秀的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为中国的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有责任、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。
总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。
参考文献
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数学史在大学数学教学中的意义与价值
摘 要: 如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。
关键词: 数学史 高等数学 教学改革
1.数学史
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到政治、宗教等各种社会因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难最终探索出来的。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。
2.数学史在大学数学教学中的意义与价值
我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在中国召开了“第一届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。
数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。
(1)数学史是数学文化的最佳载体
传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的最佳载体。
(2)数学史是激发兴趣的有效途径
几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在著名数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为第一位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是最好的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。
纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。
数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。
(3)数学史是理解数学的必由之路
数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到最终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着社会生活。
从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。
(4)数学史是思想教育的良好素材
数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。
欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。
3.结语
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。数学史可以将逻辑推理还原为合情推理,将逻辑演绎追溯到归纳演绎,通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。最后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”
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