数学发展史 此书记录了世界初等数学的发展与变迁。可大体分为“数的出现”、“数字与符号的起源与发展”、“分数”、“代数与方程”、“几何”、“数论”与“名著录”七大项,跨度千万年。可让读者了解数学的光辉历史与发展。是将历史与数学结合出的趣味百科读物。数的出现一、数的概念出现 人对于“数”的概念是与身俱来的。从原始人开始,人就能分出一与二与三的区别,从而,就有了对数的认识。而为了表示数,原始人就创造并使用了一种古老却笨拙且不太实用的方法——结绳计数。通过在绳子上打结来表示所指物体的数量,而为了辨认数量,也就出现了数数这一重要的方法。这一方法如今看来十分笨拙,但却是人对数学的认识由零到一的关键一步。从这笨拙的一步人们也意识到:对数学的阐述必须要尽量得简洁清楚。这是一个从那时开始便影响至今的人类第一个数学方面的认识,这也是人类为了解数学而迈出的关键性一步。数字与符号的起源与发展一、数的出现 很快,人类就又迈出了一大步。随着文字的出现,最原始的数字就出现了。且更令人高兴的是,人们将自己的认识代入了设计之中,他们想到了“以一个大的代替多个小的”这种方法来设计,而在字符表示之中,就是“进位制”。在众多的数码之中,有古巴比仑的二十进制数码、古罗马字符,但一直流传至今的,世界通用的阿拉伯数字。它们告诉了我们:简洁的,就是最好的。 而现在,又出现了“二进制数”、“三进制数”等低位进制数,有时人们会认为它们有些过度的“简洁”,使数据会过多得长,而不便书写,且熟悉了十进制的阿拉伯数字后,改变进制的换算也十分麻烦。其实,人是高等动物 ,理解能力强,从古至今都以十为整,所以习惯了十进制。可是,不是所有的东西都有智商,而且不可能智商高到能明显区分1-10,却能通过明显相反的方式表达两个数码。于是,人类创造了“二进制数”,不过它们不便书写,只适用于计算机和某些智能机器。但不可否认的是,它又创造了一种新的数码表示方法。二、符号的出现 加减乘除〈+、-、×(·)、÷(∶)〉等数学符号是我们每一个人最熟悉的符号,因为不光在数学学习中离不开它们,几乎每天的日常的生活也离不开它们。别看它们这么简单,直到17世纪中叶才全部形成。 法国数学家许凯在1484年写成的《算术三篇》中,使用了一些编写符号,如用D表示加法,用M表示减法。这两个符号最早出现在德国数学家维德曼写的《商业速算法》中,他用“+”表示超过,用“-”表示不足。1、加号(+)和减号(-) 加减号“+”,“-”,1489年德国数学家魏德曼在他的著作中首先使用了这两个符号,但正式为大家公认是从1514年荷兰数学家荷伊克开始。到1514年,荷兰的赫克首次用“+”表示加法,用“-”表示减法。1544年,德国数学家施蒂费尔在《整数算术》中正式用“+”和“-”表示加减,这两个符号逐渐被公认为真正的算术符号,广泛采用。2、乘号(×、·) 乘号“×”,英国数学家奥屈特于1631年提出用“×”表示相乘。英国数学家奥特雷德于1631年出版的《数学之钥》中引入这种记法。据说是由加法符号+变动而来,因为乘法运算是从相同数的连加运算发展而来的。另一乘号“·”是数学家赫锐奥特首创的。后来,莱布尼兹认为“×”容易与“X”相混淆,建议用“·”表示乘号,这样,“·”也得到了承认。3、除号(÷) 除法除号“÷”,最初这个符号是作为减号在欧洲大陆流行,奥屈特用“:”表示除或比.也有人用分数线表示比,后来有人把二者结合起来就变成了“÷”。瑞士的数学家拉哈的著作中正式把“÷”作为除号。符号“÷”是英国的瓦里斯最初使用的,后来在英国得到了推广。除的本意是分,符号“÷”的中间的横线把上、下两部分分开,形象地表示了“分”。 至此,四则运算符号齐备了,当时还远未达到被各国普遍采用的程度。4、等号(=) 等号“=”,最初是1540年由英国牛津大学教授瑞柯德开始使用。1591年法国数学家韦达在其著作中大量使用后,才逐渐为人们所接受。分数一、分数的产生与定义 人类历史上最早产生的数是自然数(正整数),以后在度量和均分时往往不能正好得到整数的结果,这样就产生了分数。 一个物体,一个图形,一个计量单位,都可看作单位“1”。把单位“1”平均分成几份,表示这样一份或几份的数叫做分数。在分数里,表示把单位“1”平均分成多少份的叫做分母,表示有这样多少份的叫做分子;其中的一份叫做分数单位。 分子,分母同时乘或除以一个相同的数〔0除外〕,分数的大小不变.这就是分数的基本性质.分数一般包括:真分数,假分数,带分数. 真分数小于1. 假分数大于1,或者等于1. 带分数大于1而又是最简分数.带分数是由一个整数和一个真分数组成的。 注意 :①分母和分子中不能有0,否则无意义。 ②分数中的分子或分母不能出现无理数(如2的平方根),否则就不是分数。 ③一个最简分数的分母中只有2和5两个质因数就能化成有限小数;如果最简分数的分母中只含有2和5以外的质因数那么就能化成纯循环小数;如果最简分数的分母中既含有2或5两个质因数也含有2和5以外的质因数那么就能化成混循环小数。(注:如果不是一个最简分数就要先化成最简分数再判断;分母是2或5的最简分数一定能化成有限小数,分母是其他质数的最简分数一定能化成纯循环小数)二、分数的历史与演变 分数在我们中国很早就有了,最初分数的表现形式跟现在不一样。后来,印度出现了和我国相似的分数表示法。再往后,阿拉伯人发明了分数线,分数的表示法就成为现在这样了。 在历史上,分数几乎与自然数一样古老。早在人类文化发明的初期,由于进行测量和均分的需要,引入并使用了分数。 在许多民族的古代文献中都有关于分数的记载和各种不同的分数制度。早在公元前2100多年,古代巴比伦人(现处伊拉克一带)就使用了分母是60的分数。 公元前1850年左右的埃及算学文献中,也开始使用分数。200多年前,瑞士数学家欧拉,在《通用算术》一书中说,要想把7米长的一根绳子分成三等份是不可能的,因为找不到一个合适的数来表示它.如果我们把它分成三等份,每份是3/7 米.像3/7 就是一种新的数,我们把它叫做分数. 为什么叫它分数呢?分数这个名称直观而生动地表示这种数的特征.例如,一只西瓜四个人平均分,不把它分成相等的四块行吗?从这个例子就可以看出,分数是度量和数学本身的需要——除法运算的需要而产生的. 最早使用分数的国家是中国.我国春秋时代(公元前770年~前476年)的《左传》中,规定了诸侯的都城大小:最大不可超过周文王国都的三分之一,中等的不可超过五分之一,小的不可超过九分之一。秦始皇时代的历法规定:一年的天数为三百六十五又四分之一。这说明:分数在我国很早就出现了,并且用于社会生产和生活。 《九章算术》是我国1800多年前的一本数学专著,其中第一章《方田》里就讲了分数四则算法. 在古代,中国使用分数比其他国家要早出一千多年.所以说中国有着悠久的历史,灿烂的文化 。几何一、公式1、平面图形正方形: S=a² C=4a三角形: S=ah/2 a=2S/h h=2S/a平行四边形:S=ah a=S/h h=S/a梯形: S=(a+b)h/2 h=2S/(a+b) a=2S/h-b b=2S/h-a圆形: S=∏r² C=2r∏=∏d r=d/2=C/∏/2r²=S/∏ d=C/∏半圆: S=∏r²/2 C=∏r+d= 顶点数+面数-块数=12、立体图形正方体: V=a³=S底·a S表=6a² S底=a² S侧=4a² 棱长和=12a长方体: V=abh=S底·h S表=2(ab+ac+bc) S侧=2(a+b)h 棱长和=4(a+b+h)圆柱: V=∏r²h S表=2∏r²+∏r²h=S底(h+2) S侧=∏r²h S底=∏r² 其它柱体:V=S底h锥体: V=V柱体/3球: V=4/3∏r³ S表=4∏r²顶点数+面数-棱数=2数论一、数论概述 人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们合起来叫做整数。(现在,自然数的概念有了改变,包括正整数和0) 对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。 人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。 数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。 二、数论的发展简况 自古以来,数学家对于整数性质的研究一直十分重视,但是直到十九世纪,这些研究成果还只是孤立地记载在各个时期的算术著作中,也就是说还没有形成完整统一的学科。 自我国古代,许多著名的数学著作中都关于数论内容的论述,比如求最大公约数、勾股数组、某些不定方程整数解的问题等等。在国外,古希腊时代的数学家对于数论中一个最基本的问题——整除性问题就有系统的研究,关于质数、和数、约数、倍数等一系列概念也已经被提出来应用了。后来的各个时代的数学家也都对整数性质的研究做出过重大的贡献,使数论的基本理论逐步得到完善。 在整数性质的研究中,人们发现质数是构成正整数的基本“材料”,要深入研究整数的性质就必须研究质数的性质。因此关于质数性质的有关问题,一直受到数学家的关注。 到了十八世纪末,历代数学家积累的关于整数性质零散的知识已经十分丰富了,把它们整理加工成为一门系统的学科的条件已经完全成熟了。德国数学家高斯集中前人的大成,写了一本书叫做《算术探讨》,1800年寄给了法国科学院,但是法国科学院拒绝了高斯的这部杰作,高斯只好在1801年自己发表了这部著作。这部书开始了现代数论的新纪元。 在《算术探讨》中,高斯把过去研究整数性质所用的符号标准化了,把当时现存的定理系统化并进行了推广,把要研究的问题和意志的方法进行了分类,还引进了新的方法。 由于近代计算机科学和应用数学的发展,数论得到了广泛的应用。比如在计算方法、代数编码、组合论等方面都广泛使用了初等数论范围内的许多研究成果;又文献报道,现在有些国家应用“孙子定理”来进行测距,用原根和指数来计算离散傅立叶变换等。此外,数论的许多比较深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速变换等方面得到了应用。特别是现在由于计算机的发展,用离散量的计算去逼近连续量而达到所要求的精度已成为可能。三、数论的分类初等数论 意指使用不超过高中程度的初等代数处理的数论问题,最主要的工具包括整数的整除性与同余。重要的结论包括中国剩余定理、费马小定理、二次互逆律等等。解析数论 借助微积分及复分析的技术来研究关于整数的问题,主要又可以分为积性数论与加性数论两类。积性数论藉由研究积性生成函数的性质来探讨质数分布的问题,其中质数定理与狄利克雷定理为这个领域中最著名的古典成果。加性数论则是研究整数的加法分解之可能性与表示的问题,华林问题是该领域最著名的课题。此外例如筛法、圆法等等都是属于这个范畴的重要议题。我国数学家陈景润在解决“哥德巴赫猜想”问题中使用的是解析数论中的筛法。 代数数论 是把整数的概念推广到代数整数的一个分支。关于代数整数的研究,主要的研究目标是为了更一般地解决不定方程的问题,而为了达到此目的,这个领域与代数几何之间的关联尤其紧密。建立了素整数、可除性等概念。 几何数论是由德国数学家、物理学家闵可夫斯基等人开创和奠基的。主要在于透过几何观点研究整数(在此即格子点)的分布情形。几何数论研究的基本对象是“空间格网”。在给定的直角坐标系上,坐标全是整数的点,叫做整点;全部整点构成的组就叫做空间格网。空间格网对几何学和结晶学有着重大的意义。最著名的定理为Minkowski 定理。由于几何数论涉及的问题比较复杂,必须具有相当的数学基础才能深入研究。 计算数论 借助电脑的算法帮助数论的问题,例如素数测试和因数分解等和密码学息息相关的话题。 超越数论 研究数的超越性,其中对于欧拉常数与特定的 Zeta 函数值之研究尤其令人感到兴趣。 组合数论 利用组合和机率的技巧,非构造性地证明某些无法用初等方式处理的复杂结论。这是由艾狄胥开创的思路。四、皇冠上的明珠 数论在数学中的地位是独特的,高斯曾经说过“数学是科学的皇后,数论是数学中的皇冠”。因此,数学家都喜欢把数论中一些悬而未决的疑难问题,叫做“皇冠上的明珠”,以鼓励人们去“摘取”。 简要列出几颗“明珠”:费尔马大定理、孪生素数问题、歌德巴赫猜想、角谷猜想、圆内整点问题、完全数问题…… 五、中国人的成绩 在我国近代,数论也是发展最早的数学分支之一。从二十世纪三十年代开始,在解析数论、刁藩都方程、一致分布等方面都有过重要的贡献,出现了华罗庚、闵嗣鹤、柯召等第一流的数论专家。其中华罗庚教授在三角和估值、堆砌素数论方面的研究是享有盛名的。1949年以后,数论的研究的得到了更大的发展。特别是在“筛法”和“歌德巴赫猜想”方面的研究,已取得世界领先的优秀成绩。 特别是陈景润在1966年证明“歌德巴赫猜想”的“一个大偶数可以表示为一个素数和一个不超过两个素数的乘积之和”以后,在国际数学引起了强烈的反响,盛赞陈景润的论文是解析数学的名作,是筛法的光辉顶点。至今,这仍是“歌德巴赫猜想”的最好结果。名著录《几何原本》 欧几里得 约公元前300年 《周髀算经》 作者不详 时间早于公元前一世纪 《九章算术》 作者不详 约公元一世纪 《孙子算经》 作者不详 南北朝时期 《几何学》 笛卡儿 1637年 《自然哲学之数学原理》 牛顿 1687年 《无穷分析引论》 欧拉 1748年 《微分学》 欧拉 1755年 《积分学》(共三卷) 欧拉 1768-1770年 《算术探究》 高斯 1801年 《堆垒素数论》 华罗庚 1940年左右 任意选一段吧!!!
数学离不开生活,生活中处处有数学,它来源于生活又应用于生活。把数学教学与生活联系起来,使学生在不知不觉中感悟数学的真谛。下面是我为大家整理的小学 六年级数学 教学论文,希望对大家有所帮助! 小学六年级数学教学论文篇1:培养数学应用意识及实践 培养学生的数学应用意识和实践能力 《数学课程标准》指出:“数学教学,应从学生已有的知识 经验 出发,让学生亲身经历参与特定的教学活动,获得一些体验,并且通过自主探索,合作交流,将实际问题抽象成数学模型,并对此进行解释和应用。”基于此认识,我认为在新教材的教学中,应体现以下几点: 一、 源于生活,创设轻松愉快的学习情境 苏霍姆林斯基指出,教师在教学中如果不想方设法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态,而只是不动情感的脑力劳动,就会带来疲倦。因此,我们的教学应营造一种轻松愉快的情境,使学生乐此不疲地致力于学习内容。 数学离不开生活,生活中处处有数学。在教学中,以教材为蓝本,注重密切数学与现实生活的联系,创设轻松愉快的数学情境。 现实的学习情境,可以激发学生学习数学的兴趣,充分调动学生学习的积极性和主动性,诱导学生积极思维,使其产生内在学习动机,并主动参与教学活动。如教学“认位置”,以学生眼前的教室为情境,为学生提供了一个观察生活中人与人、人与物、物与物之间位置关系的场景,让学生在从指定观察到自由观察、换位观察的过程中不断加深对知识的认识和理解,使他们不光会表述物体间的位置关系,还能感受到物体间位置关系的相对性,从而使学习变成一种主动探索的过程。 心理学研究表明:比起现实情境来,幻想的情境更能激发学生丰富的情感,给他们带来深刻的内心体验。 儿童 最富于想象和幻想,儿童的世界最是千奇百怪、色彩斑澜。儿童感兴趣的“现实生活”,成人常常不可理喻,就像教材中的“小兔采蘑菇”、“青蛙跳伞”、“小蜜蜂采蜜”等,我们认为不合逻辑常理,孩子们却兴趣盎然。因此,我们需要保有一颗纯真的童心,善于从儿童的生活经验和心理特点出发,努力避免成人化的说教,这样,才能捕捉到一幅幅令他们心动的画面,设计出一个个可亲可近的情境。 例如教学“比一比”通过学生喜爱的卡通形象――蓝猫邀请大家参观客厅来导入新课,学生兴趣盎然;引导学生发现猫大哥客厅里的数学秘密,学生兴趣高涨。又如教学“统计”,借助媒体创设大象过生日的情境,并以此为线索展开学习活动,提高学生的学习兴趣。 二、 用于生活,培养学生的应用意识和实践能力 新课程强调人人学有价值的数学,人人学有用的数学。因此,数学学习必须加强与生活实际的联系,让学生感受到生活中处处有数学。 数学只有回到生活中,才会显示其价值和魅力,学生只有回到生活中运用数学,才能真实地显现其数学学习水平。 如在教学“比一比”时,通过找教室周围的物体的长短高矮的比较,使学生学会用数学的眼光观察周围事物。 如在学习“认位置”后,回家观察一下自己的卧室,并用上下、前后、左右描述一下卧室内物体的相对位置关系,然后说给爸爸妈妈听。观察一下自家房屋周围、村庄周围都有些什么,到学校后,和小伙伴交流。 又如在学习了“统计”后,问学生你准备统计什么?这一环节充分利用学生已有的生活经验,把所学的知识应用到生活中去,解决身边的数学问题,了解数学在现实生活中的作用,从而使学生体会到学习数学的重要性,学而有用的喜悦感,数学与生活的联系得到了最好的体现。 使学生感受数学与生活的密切联系,能运用生活经验对有关的数字信息作出解释并初步学会用具体的数描述现实世界中的简单现象,是课程标准中规定的第一学段的教学目标之一。一年级的小孩子正如他们在课堂上所说的那样,“我把我的书包分类清理好了”、“我学会了数数,上次家里来了好多客人,我就知道摆多少双筷子了”、“我学了加减法,就可以帮助妈妈上街买菜,不会算错钱了”,也就像家长说的那样,“我的孩子回家把他的玩具和他书包里的书都分类收拾好了,真不错!”“我的孩子现在都会自己看钟去上学了”。可见,新教材在培养学生数感和应用意识,培养学生的自理能力和劳动意识,体现学习有价值的数学等方面取得了初步的成效。 总之,数学离不开生活,生活中处处有数学,它来源于生活又应用于生活。来于生活、归于生活的知识才是有价值的知识。把数学与生活联系起来,使学生在不知不觉中感悟数学的真谛。 小学六年级数学教学论文篇2:浅谈数学的创造性学习 什么是数? 开天辟地之初,人类就开始与数打交道。数即是数目的意思。正如《汉书·律历志上》云:“数者,一十百千万也。” 数进入数学体系就成为它的最基本概念之一,数的概念是随着人类的生产和生活实践的不断发展而逐渐形成的,并且永无止境地发展着。从古至今,以自然数为开端,接着是有理数与无理数、正数与负数、实数与虚数,直至复数,共同构成数的概念不断拓展的系列。每一次拓展都是一次创造思维的跃升。 什么是数学? 数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。古时候,人类在生产和生活实践中便获得了数的概念和一些简单几何形体的概念。自此开始,到16世纪,创立了包括算术、初等代数、初等几何和三角的初等数学。17世纪引入变量概念是数学发展史中的转折点,这使得运动和辩证法进入数学,开始研究变化中的量与量之间相互制约关系和图形间的相互变换。近年来,由于数学在自然科学和技术领域的广泛应用,又由于计算技术的迅猛发展,数学对人类认识自然和改造自然的重要作用也显示得更加清楚了。至今,现代数学已经形成了包括数理逻辑、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、泛函分析、微分方程、概率论、数理统计、计算数学及边缘学科运筹学、控制论等在内的庞大体系。 与数的发展一样,数学发展史也是创造思维不断发展的历史。 数学是中小学生的主科。数学学习是中小学生增长学习能力和创造能力的广阔天地。 一.驴唇怎能对得上马嘴呢 阴错阳差的巧事,张冠李戴的误会,在大千世界,这等笑话,时有发生。可是,在数学课上,难道也会发生驴唇不对马嘴的事情吗? (一)平地起风雪 话题是从一道浅显的代数题引发的。这是一个发生在某中学初一新生的一节数学课上的小 故事 。快下课时,老师出了一道题:“若a为自然数,说出a以后的7个连续自然数。”一个小女孩举手抢答:“a,b,c,d,e,f,g。”话音刚落,便引起哄堂大笑,老师也愕然了。女孩觉察到,自己的答案,驴唇不对马嘴。出了笑话,落个满脸通红。 接着,一个男孩起来补正:“a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7。”尔后,下课铃响了。 事情平平常常。一个女孩答错了题,一个男孩纠正过来,全班同学都明白了正确答案。下课,大家就都散了。 那么,这件事是否到此就算了结了呢? 请思考10分钟,然后,发表你的见解。 单兵——我看是了结了。老师完成了教学任务,学生也完成了学习任务。 焦小敏——如果说没有了结,那就是老师还得 教育 同学们,不要把这事当成奚落那位小姑娘的笑柄。 张娟——还有,班上的同学也有义务鼓励那位小姑娘。 赵老师——直截了当地说,我认为没有了结。因为任何结果都有原因。小姑娘答成“a,b,c,d,e,f,g”这是她思维的结果。那么,她一定有个由此及彼的思维过程,其中深藏着错误的原因。老师与那个小姑娘的任务是找出原因,避免再错。如若不然,再遇类似问题,也许她又答成“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚” 呢。 肖冬春——我同意这种看法。换句话说,知道男孩答案正确,并不等于找到自己的错误原因。 韩小彧——前面几位同学的发言,从不同的角度,各有各的道理。但是,又都有一个绝对化的框框束缚着。这就是姑娘的答案一无是处;小男孩的答案绝对正确,天衣无缝。这个框框正是上面5个发言的潜在的共同前提。当然,错误答案之正确部分及正确答案之不足部分,如果真有,我现在还未想出。 赫峰——她提出的问题,是一条崭新的思路,很有启发。我发现小姑娘的答案中有一个合理的因素,7个字母与题目要求的7个自然数合得上。 曹博——这么说来,错误答案中的合理因素,可不止这一个。题目要求“a以后”,按照英语字母表由b到g都在a以后。 姚树——题目要求“连续”,按英语字母表,从a到g是连续的,并没断开,也没跳跃。 祝越——7个符号都可以表示自然数。这一点。也是符合题目要求的。 李河——这么说来,“a以后”、“7个”、 “连续”、“自然数”4大要素都合乎题目要求,错在哪里呢? 讨论至此,真是平地起风云。看来已经结束的问题,却又引出一片新话题。况且本来被公认为绝对错误的答案,现在却找不到一点破绽了。 (二)罕见的对话 正像大家的看法一样,当堂听课的主任觉察到:这件事并未结束。 下课后主任与老师讨论,老师认为“a+1”到“a+7”是唯一正确的答案,全班已懂,教学任务已告完成。主任又去问学生。大家说那个小女孩在小学时,特别喜欢英语。主任领悟了:小学时只是在 英语学习 中才见到过a,题目似乎要求写出“a以后的7个”来,自然,a,b,c,d,e,f,g”在头脑中出现了,又在口中说出了。这正是心理学上所说的副定势起了作用。 尔后,主任将女孩找到办公室。先肯定她喜欢英语,大胆举手的优点,接着是双方一连串的对话。 “那题明白了吗?” “明白了。” “你的答案呢?” “全错了。” “一点对的地方也没有?” “没有。” “一丁点儿都没有?” “没有。” “真的吗?” “我没想过。”(唉!没有想过就坚定地认为自已全错了!) “现在想想看。” “想不出。” “b,c,d,e,f,g,不是在a以后吗?” “是”。 “字母不是说了7个吗?” “是”。 “7个字母,排列有序,为什么不跳着说呢。” “题目上说……” “你看,‘a以后’、‘7个’、‘连续’,都有了。这些字母又都能表示自然数。那么,哪有错的地方呢?” “咦,怎么没有错的地方了呢?” 最后,在主任启发下,发现了错误:对于这些字母,没有给出符合题意的数学含义。一句话,把英语字母转化为数学符号的任务,没有完成。 找出错误原因,就能纠正错误。简单说,将7个英语字母赋予符合题意的数学含意就是了。这样,找到了与众不同的答案:若a为自然数,令a'=a+1,b=a+2,c=a+3,d=a+4,e=a+5,f=a+6,g=a+7,则a',b,c,d,e,f,g”便是正确答案。 就是这样,正确与错误之间,只有一小撇之差。 还应指出,运用这种灵活变通的 思维方式 ,求解此题,正确答案是无穷尽的。即使是“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚”,只要将其赋予符合题意的数学含义,也能成为正确答案。这么看来,把“a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7”看成唯一正确答案,失之于思维呆板,并且导致片面性和绝对化。 (三)深刻的启示 中小学生在数学学习中,错误常见,改错也常见。但是,这样的改错方式从未见过。 这样的改错方式给我们的启示是深刻的,是多方面的。 1.在变通性的动态思考中更深刻地掌握数学新原理 掌握数学概念和原理,运用相关概念、原理解答数学问题,从而获得系统的数学知识,提高思维能力,这是数学学习的基本任务。 用符号表示数是代数学的根本特点。在小学算术中只用阿拉伯数字表示固定的具体数目。而在中学代数中,就要用抽象符号表示多种多样的数学含义。用符号表示数的课题,是代数起始课的重点和难点。上面的题,正是为了使学生掌握这个代数原理而设计的。 两种改错方式对理解原理的作用是不同的。先看一般方式: a,b,c,d,e,f,g→a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7 再看变通方式: a,b,c,d,e,f,g→令a'=a+1,b=a+2,c=a+3,d=c+4,e=a+5,f=a+6,g=a+7→a',b,c,d,e,f,g 后者增加“令a'=a+1,……,g=a+7”的一步,同时也就增加了“a'~g”的新的答案形式,最后回到“a+1,……,a+7”的答案。中间增加两步推导,都运用了“符号表示数”的原理。这样,也就加深了对这一原理的理解。 总之,对比两种处理方式,后者更有利于数学知识的掌握和学习能力的提高。 2.创造思维能力在运用中得到增长 运用变通性方式改错,不仅有利于学习能力的提高,也有利于创造思维能力的增长。 变通性改错方式,加大了思维难度,是进行 发散思维 而获得的结果。当然,这也不是唯一的结果。更为重要的是:原来被认为解法唯一,现在变成无穷了。这就启发我们提出问题: (1)数学概念和数学原理统统都是永恒不变的吗?其表述方式是唯一的吗? (2)被认为只有一种解答 方法 的数学题是统统都不会有第2、第3种解决方法吗? 当我们对这两个问题得出“不见得”的结论时,那么对今后的数学学习产生的影响,也就在其中了。即不以固定方式掌握数学概念、原理和题目解法为满足,而还要运用创造思维的发散性、灵活性,对每一个数学课题予以审视,积极发掘可能蕴含着的新内容、新方法、新的推理和新的表达方式。 这样坚持下去,就会收到数学学习能力与创造思维能力同步超常增长的效果。 小学六年级数学教学论文篇3:小学数学活动课的开设原则 原则之一 小学数学活动课,必须以小学生的个性要素得到发展为宗旨,设计教学目标、教学内容与教学 方法。《课程方案》对小学阶段的教育提出了明确的培养目标,这个培养目标包括两方面内容:一方面是为体 现小学阶段性质和任务而设计的国家要求,也就是国家关于知识和能力的质量标准;另一方面是为体现小学生 身心发展规律的个性发展要求。落实到小学数学课,国家质量标准就是要求小学生具有初步的运算技能、逻辑 思维能力和空间观念,以及运用所学数学知识解决一些简单的实际问题的能力这四项,这个任务主要由小学数 学的学科课(或者叫必修课)来担当。至于发展小学生个性的要求,《课程方案》明确提出主要由活动课来担 当,其教学目标就是“增强兴趣,拓宽知识,增长才干,发展特长”。有人会提出,这个要求在学科课所包含 的实际活动中就能做到,或者开展课外活动就可以实现。我认为这是误解。诚然,小学数学学科课所包含的实 际活动,诸如观察、实验、练习等,也能培养学生某些个性要素,但它服务的目的不同,它只是为学科课的教 学目标而服务的一种教学手段,是学科课教学活动的一部分,没有具体教学时间的界限;而小学数学活动课应 是以发展学生个性要素为首要目标的课型,每节课教学时间与学科课的教学时间相配合。还有,活动课也不同 于课外活动:①活动课属于课程的范畴,课外活动则是“在教学大纲范围之外由学生自愿参加的各种教育活动 的总称”,它不属于课程的范畴;②活动课有一定的结构性,它有特定的教学目标、内容和活动方式,而且教 学内容的广度和深度随着年级的上升而具有层次性,而课外活动则没有这种有序的要求;③活动课的设计和实 施要具有一定的规范,那就是活动课必须有教学纲要和活动课指导书,并严格按此规范实施教学进程,而课外 活动则不具备这个要求。 原则之二 小学数学活动课,必须淡化选拔教育,做到“人人受益”。小学阶段的教育是义务教育的初级 阶段的教育,国家教委副主任柳斌同志指出:“义务教育是国民教育,普及教育,平等教育,应当强调其普及 性,淡化其选拔性。”这个要求不仅在小学阶段的教育活动中要落实,更要在各科的教学活动中落实。学科类 课程的教学活动做到人人受益,比较好操作,因为学科类课程所担负的国家关于知识和能力的各项规定,由统 一的大纲和教材所列举,由国家规范的教学、考查等计划予以落实和检查。而活动课是以培养个性特征为标志 的新课型,系统的操作硬件尚在建立之中,有一定的难处。但是,我们应当这样理解:小学数学活动课所说的 “人人受益”,不应当以分数、成绩的提高来理解,应当从学生的个性要素得到发展予以解释。从活动课参予 程度讲,不要像组织数学课外活动小组那样,只允许少数数学 爱好 者参加,而应要求每个学生都参加。从活动 课的课程设计讲,在学科课为每个学生打好共同基础的条件下,为发展学生的个性特长、 兴趣爱好 提供发展空 间;从活动课的教学效果讲,通过小学数学活动课,有的学生数学知识、能力和爱好都得到提高,这是受益。 通过小学数学活动课,有的学生数学知识和能力提高不甚明显,但是通过数学的橱窗对观察课外天地,观察实 际生活的兴趣产生了,这也是受益。更有甚者,通过小学数学活动课,虽然没有引起学习数学的兴趣,但这种 活动课教学尝试在学生记忆中留下思维印象,能成为今后处理问题的一种思维参考,这也应该说是受益。纵或 阻塞了他们对数学的爱好,但通过小学数学活动课促使他们去爱好 其它 学科,也同样属于受益之列。一言以蔽 之,小学数学活动课的受益,就是指小学生的个性要素,主要指兴趣和情感,通过数学的载体而得到发展。 原则之三 小学数学活动课,必须注意小学生身心发展的特点,充分保护“童心”。小学生的年龄阶段( 6~11、12岁), 在心理学上称为儿童期(或称学龄早期)。这一阶段,小学生不但身体发育进入了一个相对 平稳阶段,而且由于从一个备受家庭保护的幼儿变成必须独立完成学习任务、承担一定社会义务的小学生,这 就促使儿童心理特征产生质的飞跃,概括起来,就是产生了在幼儿期没有的“好奇、好动、好胜”的“童心” 。这三个“好”只有“好奇”“好动”充分得到发展,“好胜”的儿童价值特征才能得以建立。但是要注意, 要使“好奇”“好动”的心理状态健康成长,就必须从以下两个方面予以控制:①调控环境,促使小学生总是 保持向上振奋的心理状态。小学生向上振奋的心理状态的形成是立足于好奇感,而好奇感的永恒程度又依赖于 环境(包含教学环境)对小学生接受知识是否有一种愉快感。因此建立一种愉快接受教育的氛围是调控环境的 关键。小学数学活动课基于数学学科的抽象特点,愉快教育氛围的建立,特别要注意杜绝成人期望值的强加与 过量过高数学材料的灌输。就是说,不要设想通过小学数学活动课的教学,个个都成为数学神童;也不要认为 ,实施小学数学活动课教学,就是灌输小学数学之外使小学生难以接受的成人处理数学的材料。②树立模仿典 型,促使小学生形成稳固的知识、能力体系和健康的行为与习惯。小学生的“好动”,是建立在模仿基础上的 好动,通过模仿,一旦成为小学生稳定的心理成分,就左右小学生健康心理的形成。因此为了促使小学生形成 稳固的知识、能力体系和健康的行为习惯,我们的教学活动就应当提供学生认为有趣的、益于拓广知识的模仿 典型。小学数学活动课所提供的模仿典型,就是根据数学的特征以及小学生的知识、能力条件,通过游戏、观 察、拼图、制作、不完全归纳等思维及操作办法,让学生得到学科课内所没有的、又能激发学生求知兴趣的数 和形的一些结论(但是不要证明)。这些结论,要求学生都记住它是次要的,掌握得到的过程则是教会模仿的 本意。只有这样,“好动”的心理特点才可以说在数学活动课里得到健康地培育。 原则之四
刘 徽 刘徽(生于公元250年左右),是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产. 贾 宪 贾宪,中国古代北宋时期杰出的数学家。曾撰写的《黄帝九章算法细草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:数导)均已失传。 他的主要贡献是创造了"贾宪三角"和增乘开方法,增乘开方法即求高次幂的正根法。目前中学数学中的混合除法,其原理和程序均与此相仿,增乘开方法比传统的方法整齐简捷、又更程序化,所以在开高次方时,尤其显出它的优越性,这个方法的提出要比欧洲数学家霍纳的结论早七百多年。 秦九韶 秦九韶(约1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江苏,浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州,(今广东梅县),不久死于任所。他与李冶,杨辉,朱世杰并称宋元数学四大家。早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书凡18卷,81题,分为九大类。其最重要的数学成就----“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术"(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。 李冶 李冶(1192----1279),原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回乡。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的是说明用天元术列方程的方法。“天元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某“,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一步数学著作《益古演段》(1259)也是讲解天元术的。 朱世杰 朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法). 祖冲之 祖冲之(公元429~500年)祖籍是现今河北省涞源县,他是南北朝时代的一位杰出科学家。他不仅是一位数学家,同时还通晓天文历法、机械制造、音乐等领域,并且是一位天文学家。 祖冲之在数学方面的主要成就是关于圆周率的计算,他算出的圆周率为<π<,这一结果的重要意义在于指出误差的范围,是当时世界最杰出的成就。祖冲之确定了两个形式的π值,约率355/173(≈)密率22/7(≈),这两个数都是π的渐近分数。 祖 暅 祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。 杨辉 杨辉,中国南宋时期杰出的数学家和数学教育家。在13世纪中叶活动于苏杭一带,其著作甚多。 他著名的数学书共五种二十一卷。著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通变本末》三卷(1274年)、《田亩比类乘除算法》二卷(1275年)、《续古摘奇算法》二卷(1275年)。 他在《续古摘奇算法》中介绍了各种形式的"纵横图"及有关的构造方法,同时"垛积术"是杨辉继沈括"隙积术"后,关于高阶等差级数的研究。杨辉在"纂类"中,将《九章算术》246个题目按解题方法由浅入深的顺序,重新分为乘除、分率、合率、互换、二衰分、叠积、盈不足、方程、勾股等九类。 赵 爽 赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有云幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。 赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程 (其中a>0,A>0)的求根公式 在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了"重差术"的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。 明安图】(1692——1765) 清代蒙古族杰出数学家、天文学家。字静庵。蒙古正白旗(今内蒙古锡林郭勒盟正白旗)人,为蒙古族人。康熙九年(1670),被选入钦天监学习天文、历象和数学
中国古代是一个在世界上数学领先的国家大约在3000年以前中国已经知道自然数的四则运算,这些运算只是一些结果,被保存在古代的文字和典籍中。乘除的运算规则在后来的“孙子算经”(公元三世纪)内有了详细的记载。中国古代是用筹来计数的,在我们古代人民的计数中,己利用了和我们现在相同的位率,用筹记数的方法是以纵的筹表示单位数、百位数、万位数等;用横的筹表示十位数、千位数等,在运算过程中也很明显的表现出来。“孙子算经”用十六字来表明它,“一从十横,百立千僵,千十相望,万百相当。” ,“孙子算经”(公元三世纪)和“夏候阳算经”(公元六、七世纪)在论分数之前都开始讲度量衡,“夏侯阳算经”卷上在叙述度量衡后又记着:“十乘加一等,百乘加二等,千乘加三等,万乘加四等;十除退一等,百除退二等,千除退三等,万除退四等。”这种以十的方幂来表示位率无疑地也是中国最早发现的。
数学史选讲的新课标要求:通过生动、丰富的事例,了解数学发展过程中若干重要事件、重要人物与重要成果,初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用,提高学习数学的兴趣,加深对数学的理解,感受数学家的严谨态度和锲而不舍的探索精神。教师应鼓励学生对数学发展的历史轨迹、自己感兴趣的历史事件与人物,写自己的研究报告。为此,结合新课程内容,我简要总结了中国数学史的发展过程,主要分为以下七个阶段: 第一时期:中国数学的萌芽(远古~春秋) 古希腊学者毕达哥拉斯有这样一句名言:“凡物皆数”。在7000年以前,我们的祖先甚至连2以上的数字还数不上来,在逐步摸索中,先是结绳记数,然后又发展到“书契”,五六千年前就会写1~30的数字,到了2000多年前的春秋时代,祖先们不但能写3000以上的数学,还有了加法和乘法的意识。《周髀算经》是周代传下来有关测量的理论和方法,其中就有中国最早的勾股定理。 春秋时代,诸子百家中的墨家的思想《墨经》中的几何学与逻辑、无限分割思想,体现出理性思维。孔子修改过的古典书籍之一《周易》中含有组合学知识,坐标系思想,二进制思想,还出现了八卦,这神奇的八卦至今在中国和外国仍然是人们努力研究和对象,它在数学、天文、物理等多方面都发挥着不可低估和作用。 第二时期: 中国古代数学框架的形成(战国~秦汉) 到了战国时期,在算术、几何,甚至在现代应用数学的领域,都开始了耕耘播种。算术领域,四则运算在这一时期内得到了确立,乘法中诀已经在《管子》、《荀子》、《周逸书》等著作中零散出现,分数计算也开始被应用于种植土地、分配粮食等方面。几何领域,出现了勾股定理。代数领域,出现了负数概念的萌芽。 秦汉时期在算术方面乘除法算例明显增多,还出现了多步乘除法和趋于完整的九九乘法中诀。在几何方面,对于长方形面积的计算以及体积计算的知识也具备了。 《九章算术》集先秦到西汉数学知识之大成,确定了中国古代数学的框架、内容、形式、风格和思想方法的特点。全书有90余条抽象性算法、公使,246道例题及其解法,基本上采用算法统率应用题的形式,包括丰富的算术、代数和几何。从体系方面,归纳的,开放的,以计算为中心的算法体系,体现实用性,如“出南北门求邑方”。 第三时期:数学理论的奠基(魏晋~唐初) 在这一时期,数学教育的正规化和数学人才辈出,为数学理论奠定了基础。 赵爽,三国时代吴国人,全面注《周髀算经》,其中的“勾股圆方图注”是对勾股定理的最早证明。 刘徽,三国时代魏国人,是中国古代最伟大的数学家之一。他为《九章算术》做注,《九章算术注》集中了秦汉以来的创造发明,把中国古代数学提高到了一个新的水平,奠定了中国数学教育体系的坚实的基础.其中主要成果:(1)求得圆周率为157/50,(2)出入相补法,棋验法,齐同原理等;(3)数学概念的严格定义.例如幂,率,方程,正负数等;(4)割圆术,反映了数学的极限思想.(5)“重差”之法.他认为数学方法起源于空间形式和数量关系的统一,这正反映了中国古算的特色——几何与算术、代数的统一.他认为数学方法起源于空间形式和数量关系的统一,这正反映了中国古算的特色——几何与算术、代数的统一.祖冲之是我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践。他在数学上的杰出成就是关于圆周率的计算。祖冲之还与他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算.他们当时采用的一条原理是:"幂势既同,则积不容异."这一原理,在西文被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的.为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为"祖暅原理". 中国从隋建立起数学专科教育,开设算学馆.学习内容主要是算经十数;学制七年;三位一体(读书,考试,做官)的体制;学生来源整个大众,任何人可以报。 第四时期:中国传统数学的高潮(宋元时期) 数学内容在宋元达到高峰:数学教育家出现,专门研究数学教育制度。在日趋完善的数学教育制度下,涌现出了一代名垂青史的数学泰斗,如宋元五大数学家是:贾宪、秦九韶、杨辉、李冶、朱世杰。 贾宪,北宋数学家。他继承了《九章算术》以来的诸多方法,扬弃了他们的不足,在算法机械化方面做出了贡献。他构造贾宪三角的“增乘方求廉法”,把中国古代数学的程序化思想又提高到一个新的阶段。 秦九韶,南宋著名数学家。他在数学上的贡献主要有:1、一般高次方程的解法;2、建立一般线性方程组严整规范的算法;3、一次同余式组完整解法程序的建立;4、三斜求积公式(等价于海伦公式)。 杨辉,南宋末年著名的数学家和数学教育家。在教学过程中,他搜集、阅读了大量数学著作,先后完成数学著作15种21卷。为普及日常所用的数学知识,他专门写了《日用算法》一书,书中的题目全部取自社会生活,多为简单的商业问题,也有土地丈量、建筑和手工业问题。他还为初学者制定了《习算纲目》,主要数学教育思想有:由浅入深,循序渐进;重视解题能力的培养,强调精讲多练,举一反三;充分利用直观材料,抽象与具体相结合;理论结合实际,注重应用能力的培养;循循善诱,指导学生学法。他的现金的教育思想和数学方法对后世也有深刻的影响。 元代著名数学家李冶和朱世杰私人传授数学的教育实践。李冶以《益古演段》教材,从最简单的方程,不等式,算术一直到四元术;朱世杰著有《算学启蒙》和《四元玉鉴》传世。 第五时期:中国传统数学的衰落(明初~清中1840年) 满清统治者为了维护其部族的统治压抑民智,如同黑暗的欧洲中世纪一样,思想领域实行强控制,不光政治文化的书籍要禁,就连包括数学在内的科学技术也不放过。《几何原本》、《天工开物》大批明代的科技成果或毁或弃,只要和官方的程朱理学不统一的,都要禁止。满清统治不支持西方传教士向中国的学者介绍西方科学知识和数学知识,不鼓励中国学人参与中西文化交流。学习西方科技不是国策,也没有形成社会风气。中国数学日渐衰落。 第六时期:中西数学的合流(清中~清末1911年) 自明末西方数学开始大规模传入中国以来,直到20世纪初中国数学与西方数学合流,这300多年间中国数学的发展实际上就是中国数学由传统走向近代的过程。以三角学、天元术和垛积术为纲具体研究数学研究内容的西化过程,中国数学家对西方数学的“拒斥”与“吸纳”之间的微妙关系在改变。中国数学家在幂级数、尖锥术等方面已独立地得到了一些微积分成果,在不定分析和组合分析方面也获得了出色的成绩。然而,即使是这样,在世界的同行们之中,我国也仍然没达到领先的地位。 第七时期:现代数学的奠基与发展(公元1911年~公元1976年) 19世纪末20世纪初,中国数学界发生了很大的变化,派出大批留学生,创办新式学校,组织学术团体,有了专门的期刊,中国从此进入了现代数学研究阶段。从1847年,形成了一个出国留学的高潮。这样一批海外学子归来之后,在科研、教育、学术交流等方面都有了新转变。其中在数学方面做出突出成就的有:苏步青、陈建功、陈省身、周炜良、许宝、华罗庚、林家翘等人。 1949年,新中国成立之初,国家虽然正处于资金匮乏、百废待兴的困境,然而政府却对科学事业给予了极大关注。1949年11月成立了中国科学院,1952年7月数学研究所正式成立,接着,中国数学会及其创办的学报恢复并增创了其他数学专刊,一些科学家的专著也竞相出版,这一切都为数学研究铺平了道路。正当数学家们奋起直追,力图恢复中国数学在世界上的先进地位时,一场无情的风暴席卷了中国。在文化大革命的十年中,社会失控,人心混乱,科学衰落,在数学的园地里除了陈景润、华罗庚、张广厚等几个数学家挣扎着开了几朵花,几乎是满目凋零,一片空白。 中华民族历来就有自强不息的光荣传统和坚韧不拔的耐力。浩劫以后,随着郭沫若先生那篇文采横溢的《科学的春天》的发表,数学园地里又迎来了万物复苏的春天。1977年,在北京制订了新的数学发展规划,恢复数学学会工作,复刊、创刊学术杂志,加强数学教育,加强基础理论研究…
数学的发展史世界数学发展史 数学,起源于人类早期的生产活动,为中国古代六艺之一,亦被古希腊学者视为哲学之起点。数学的希腊语Μαθηματικ? mathematikós)意思是“学问的基础”,源于ματθημα(máthema)(“科学,知识,学问”)。 数学的演进大约可以看成是抽象化的持续发展,或是题材的延展。第一个被抽象化的概念大概是数字,其对两个苹果及两个橘子之间有某样相同事物的认知是人类思想的一大突破。 除了认知到如何去数实际物质的数量,史前的人类亦了解如何去数抽象物质的数量,如时间-日、季节和年。算术(加减乘除)也自然而然地产生了。古代的石碑亦证实了当时已有几何的知识。 更进一步则需要写作或其他可记录数字的系统,如符木或于印加帝国内用来储存数据的奇普。历史上曾有过许多且分歧的记数系统。 从历史时代的一开始,数学内的主要原理是为了做税务和贸易等相关多计算,为了了解数字间的关系,为了测量土地,以及为了预测天文事件而形成的。这些需要可以简单地被概括为数学对数量、结构、空间及时间方面的研究。 到了16世纪,算术、初等代数、以及三角学等初等数学已大体完备。17世纪变量概念的产生使人们开始研究变化中的量与量的互相关系和图形间的互相变换。在研究经典力学的过程中,微积分的方法被发明。随着自然科学和技术的进一步发展,为研究数学基础而产生的集合论和数理逻辑等也开始慢慢发展。 数学从古至今便一直不断地延展,且与科学有丰富的相互作用,并使两者都得到好处。数学在历史上有着许多的发现,并且直至今日都还不断地发现中。依据Mikhail B. Sevryuk于美国数学会通报2006年1月的期刊中所说,“存在于数学评论数据库中论文和书籍的数量自1940年(数学评论的创刊年份)现已超过了一百九十万份,而且每年还增加超过七万五千份的细目。此一学海的绝大部分为新的数学定理及其证明。”就这些了!O(∩_∩)O~
浅谈数学文化中的和合思想和合是我国传统文化的一个重要概念。“和”是平和、和谐、祥和、协调的意思。“合”是合作、对称、结合、统一的意思。和合思想认为,整个物质世界是一个和谐的整体,宇宙、自然、社会、精神各元素都处在一个和谐的优化结构中。而数学文化系统就是一个完美的和谐优化结构。数学文化中的数学发展史、数学哲学思想、数学方法、数学美育等重要内容蕴含着丰富的和合思想。其具体体现是整体系统性、平衡稳定性、有序对称性。一、整体系统性1.数学公理系统的相容性数学的公理化系统具有相容性、独立性和完备性。在这三项基本要求中,最主要的是相容性。相容性就是不矛盾性或和谐性,是指各公理不能互相抵触,它们推导的真命题也不能互相矛盾,公理系统的相容性是数学系统和谐的基础,也是基本要求。除了数学各分支自身要形成相容的公理系统之外,数学还要求各分支之间互相协调,不能互相抵触。有的系统之间,还形成密切的同构关系,在不同的数学系统之间,相容性是一致的。例如欧氏几何与非欧几何(罗式几何、黎曼几何)中平行公理是互否的命题,可在欧氏几何中构造非欧几何的模型,所以可以这样说只要欧氏几何无矛盾,那么非欧几何也是无矛盾的。2.数学运算系统的完整性数学的运算法则、运算公式、运算结论都是完整的、准确的。特别是数学的运算语言,它把文字语言、符号语言、图像语言完全融合到一个统一体中,互相印证、互相诠释、互相转化,达到了天衣无缝的完美。当扩充数系时,要建立新的理论和运算拓广原有运算和关系时,要尽量保持原有的运算、关系的一致性,如有不一致,必须作一规定,使新系统与原有系统和谐。3.数学推理系统的严密性在我们日常的数学活动中,常常用到反证法,在这种方法中,往往不仅要用到系统的公理和定理,而且要用到其他分支的知识。在整个推理过程中要和谐。例如古希腊三大著名问题之一化圆为方,即作一个与给定圆面积相等的正方形。要证明用圆规和直尺不能作出等面积的正方形就需要用到数“=”的超越性。在数学上的等式、解析式中出现“=”是和谐的体现。二、平衡稳定性“和合思想”认为天地自然万物处于平衡、和谐、有序的状态。各个事物、要素互依、互涵、互补,处于全面的、立体的相互作用的过程之中。而数学的平衡稳定性很好地体现了和合思想。1.数学发展的平衡稳定数学科学与其它学科相比,一个重要的特点就是历史的累积性、发展的平衡稳定性。也就是说重大的数学理论总是在继承和发展原有理论的基础上建立起来的,他们不仅不会推翻原有的理论,而且总是包容原有的理论。比如天文学的“地心说”被“日心说”所代替,物理学中关于光的“粒子说”被“波动说”代替,化学中的“燃素说”被“氧化说”代替等等,而数学从来没有发生过这样的情况。这正如一位数学史家H?汉科尔所说:“在大多数学科里,一代人的建筑为下一代人所拆毁,一个人的创造被另一个人所破坏,唯独数学,每一代人都在古老的大厦上添加一层楼”。数学的这一平衡稳定性,正是数学学科能不断焕发出无限活力和强大生命力根源。2.数学学习过程的平衡稳定人们对知识的学习过程都含有一定的认知结构。而学生学习数学知识的过程不外乎“同化—顺应—平衡”这样一个相对稳定的过程。同化就是把新的知识纳入已有的认知结构,使原有的知识体系不断得到充实丰富。顺应就是新的知识不能纳入原有的认知结构,就要对原有认知结构进行改造和提高,从而建立新的认知结构。平衡就是同化和顺应后,都有一个巩固阶段,在这一阶段对知识的理解和内化是平衡稳定的。人们对数学知识的学习正式在“同化—顺应—平衡”这样一个循环往复的过程中发展的。3.数学方法的平衡稳定数学方法是认识数学客体过程中某种有规律的程序和手段,使理论用于实践的中介,各种方法都和谐地存在在数学这个共同体中。比如常用的数学思维方法:观察、分析、综合、抽象、猜想、类比、归纳、演绎;还有常用的数学解题方法:比较方法、结构方法、模型方法、构造方法、化归方法、映射反演法、几何变换法、公理化方法等。这些方法,无论是在初等数学中,还是在高等数学中;无论是在几何学中,还是在代数学中,都在广泛的运用,始终处于平衡稳定状态中,不会因时间、空间、以及学科的变化发生变异。几何变换思想和方法,就是用运动和变化的观点去研究几何对象及其相互关系,探讨图形运动过程中不变的关系、不变量和变化关系、变化量,从中找出规律。在解题过程中,对图形有关部分进行变换,化不规则为规则,化一般为特殊,化不利条件为有利条件。三、有序对称性“凡物必有合”,“合”就是对称、结合、统一。整个世界不仅和谐合理,而且阴阳和合的对称。1.数学的有序对称美在初等数学中研究的对称性,可以描述的是一个图形、一个式子各个部分的关系,也可以描述两个图形、式子的关系。图形、式子的变换显示着数学中的对称美。图形对称可称为狭义对称,例如中心对称图形、轴对称图形、旋转对称图形是图形位置的一种对称。显示一种对称的美。在许多概念中和方法、命题、公式、法则中也存在对称性,也可称为一种对称。在数学中,许多概念都是一正一反,相辅相成,成对出现的。例如数学运算中加与减、乘与除、乘方与开方、微分与积分等,都可认为是一阴一阳的对称;减一个负数可变成加一个正数,除可以变成乘的运算,所以说它们之间又是统一有序的。在二元运算中通过交换律、结合律、分配律来反映其对称性。2.数学解题过程的有序结构从文化的角度审视数学解题过程它是数学策略、数学逻辑、数学方法、数学知识、数学技能与程式化的有机结合,是一个有序结构的统一体。比如解方程过程的基本步骤是:去分母、去括号、移项合并、两边同除以未知数的系数。这是一个和谐的有序结构。破坏了这个有序结构,就会发生解题障碍。从思维过程看,它是“观察———联想———转化”这样一个有序过程。观察是联想的基础,在观察中认识所给题目的特征;联想是转化的桥梁,在联想中寻找解题途径;转化是解题的手段,在转化中确定解题方案,从而最终解决问题。数学无论是从整体和局部,形式和内容,还是结果和过程都体现着和合思想的精神和内涵。我们用“和合思想”重新认识数学,发挥数学文化在教学中的教育功能,就能有效地培养学生科学素养和文化素养。参考文献:[1]齐民友.数学文化[M].长沙:湖南教育出版社,1991.[2]张维忠.数学文化与数学课程[M].上海:上海教育出版社,1999.[3]郑毓信.数学文化学[M].成都:四川教育出版社,2001.[4]李文林.数学史教程[M].高教出版社.
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