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数学史对数学教育的作用


4 拓宽学生的视野
4 拓宽学生的视野
用数学问题的历史上的解法与课堂上学生 自己的解法进行比较,会产生很好的效果。 寻找知识间的联系,拓展知识。
(例子:余弦定理、秦九韶公式、海伦公式)
历史方法的启示,并迁移到解决相关问题。
(例子:勾股定理和余弦定理的证明 见附录)
4 拓宽学生的视野
余弦定理的证明
附录:
勾股定理和余弦定理的证明
一位台湾老师的做法
数学史对数学教育的意义
1 激发学生的学习兴趣 2 启发学生的人格成长 3 改变学生的数学观 树立学生的自 信心。 4 拓宽学生的视野 5 了解多元文化的数学
3 改变学生的数学观
美国学者Bidwell曾给传统的数学课堂打了这样的 比方: “在课堂里,我们常常这样看待数学,好像我们是 在一 个孤岛上学习似的。我们每天一次去岛上学习 数学,埋头钻进一个纯粹的、洁净的、逻辑上可靠 的、只有清晰线条而没有肮脏角落的书房。学生们 觉得数学是封闭的、呆板的、冰冷无情的、一切都 已发现好了的。” 他认为,在教学中融入数学史,可以将学生从数学 的孤岛上挽救出来,并将他们安置于一个生机勃勃 的新大陆上,这个新大陆包含了开放的、生动活泼 的、充满人情味的并且总是饶有趣味的数学。
5 了解多元文化的数学
在中国古代,勾股定理的特例以及一般情形的叙 述见于公元前2世纪成书的天文数学著作《周髀算 经》。 公元3世纪,赵爽和刘徽分别对勾股定理作证明, 他们运用的都是出入相补原理。
5 了解多元文化的数学
梅文鼎的证明
5 了解多元文化的数学
其它证法 总统证法 风车证法 达芬奇证法
2 启发学生的人格成长
2 启发学生的人格成长
2 启发学生的人格成长
《哥德巴赫猜想》 徐迟 陈景润
2 启发学生的人格成长
沈元 “自然科学的皇后是数学。数学的皇冠是 数论。哥德巴赫猜想,则是皇冠上的明 珠。” “真的,昨天晚上我还作了一个梦呢。我 梦见你们中间的有一位同学,他不得了, 他证明了哥德巴赫猜想。”
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4 拓宽学生的视野
4 拓宽学生的视野
4 拓宽学生的视野
勾股定理和余弦定理的证明
数学史对数学教育的意义
1 激发学生的学习兴趣 2 启发学生的人格成长 3 改变学生的数学观 树立学生的自 信心。 4 拓宽学生的视野 5 了解多元文化的数学
5 了解多元文化的数学
数学从来不是某一个国家、民族或个人的 专利,每一种文化都有其自己的数学。数 学历史让学生了解到不同文化背景下的数 学思想,从而理解数学的多元文化意义。
丢番图的墓志铭: 过路人!这里埋葬着丢番图,他的童年 占一生的1/6,过了1/12以后他开始长胡 子,再过1/7以后结了婚,婚后5年得子, 可惜儿子只活到父亲年龄的一半,丧子4 年以后老人也渡完了风烛残年。
数学史对数学教育的意义
1 激发学生的学习兴趣 2 启发学生的人格成长 3 改变学生的数学观 树立学生的自 信心。 4 拓宽学生的视野 5 了解多元文化的数学
1 1 2cos t 1 2sint 1
S=(1/2)2sint2cost
1 s in2t cos2t 2cos t
1 2sint 1
S=(1/2)2sin2t
1 激发学生的学习兴趣
美国数学史家琼斯(P. S. Jones)具体地 指出:希腊著名问题、阿基米德、卡丹、 伽罗瓦、高斯等人的故事、费马最后定理 等等都是精彩有趣的历史话题。即使在课 堂上简略提及一个问题的研究者,研究的 原因,最早的解法是什么,最后的解法是 什么,最大的或最好的解法又如何等等, 都能激发学生的兴趣,因为学生对于人物、 原因和最佳结果等有着天生的好奇心。
1 激发学生的学习兴趣
夸美纽斯:兴趣是创造一个欢乐和文明的教育环 境的主要途径之一。 陶行知:兴趣是最好的老师。 王梓坤:数学教师的指责之一就在于培养学生对 数学的兴趣,这等于给了他们长久钻研数学的动 力。优秀的数学教师之所以在学生心中永志不忘, 就是由于他点燃了学生心灵中热爱数学的熊熊火 焰。 M· 克莱因认为,为了激发学生的学习兴趣,每一 个教师都应该是一名演员。
2 启发学生的人格成长
我们不会相信一个数学故事或一本数学家 传记一定造就一名数学家,但数学家的奋 斗经历对学生人格成长的正面启发作用是 无可否认的。
数学史对数学教育的意义
1 激发学生的学习兴趣 2 启发学生的人格成长 3 改变学生的数学观 树立学生的自 信心。 4 拓宽学生的视野 5 了解多元文化的数学
2 启发学生的人格成长
2 启发学生的人格成长
18世纪法国著名女数学家索菲· 热 尔曼年轻时正逢法国大革命,一 次偶然在父亲的书房里发现蒙蒂 克拉的书。她阅读了上述故事后, 觉得数学肯定是世界上最有魅力 的学科,不然阿基米德怎会如此 醉心于它?在那以后,她深深爱 上了数学,并且在女性在学术上 普遍受歧视时走上了数学研究的 不归路。
3 改变学生的数学观
为什么说数学史可以改变学生的数学观? 传统的教学注重的不过是技术而已,学生 心目中的数学是枯燥的、是少数人的专好, 有些人有数学头脑而另一些人则没有数学 头脑;数学远离社会、远离现实生活;学 习数学不过是为了考试而已。数学史上的 故事足以说明:数学其实是人类的一种文 化活动,人人可学,人人可做。
大数学家也会犯错误
费马 1640年
Fn 2 1
当n=0,1,2,3,4时值分别为3,5,17,257,65537, 它们均为素数。 断言 欧拉 1732年 当n=5时,F5=641×6700417
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数学史对数学教育的意义
1 激发学生的学习兴趣 2 启发学生的人格成长 3 改变学生的数学观 树立学生的自 信心。 4 拓宽学生的视野 5 了解多元文化的数学
1 激发学生的学习兴趣
教师在课堂上介绍数学家的趣闻轶事、数 学概念的起源、古今数学方法的简单对比 等等,都能起到激发兴趣的作用。
一个例子:sin2x=2sinxcosx
一个例子:sin2x=2sinxcosx
1 1 2cos t 1 2sint 1
S=(1/2)2sint2cost
一个例子:sin2x=2sinxcosx
3 改变学生的数学观
例子:圆线定理
从射影定理到相交弦定理
AP· BP=CP· DP
AP· BP=CP· DP
3 改变学生的数学观
英国数学史家J. Fauvel曾总结出约20个应 用数学史于数学教学的理由,其中有:增 加学生的学习积极性、使数学不那么可怕、 因为知道并非只有他们自己有困难,因而 会感到安慰、展示了数学人文的一面;改 变学生的数学观。
5 了解多元文化的数学
多元文化视野中的勾股定理证明方法 古巴比伦时期(公元前1900-1600年)数学 泥版文献中的一些几何或代数问题表明: 勾股定理早在公元前两千年就已在两河流 域文明中得到了广泛应用。
5 了解多元文化的数学
普林顿322
5 了解多元文化的数学
在西方文献中,勾股定理一直以古希腊哲 学家毕达哥拉斯的名字来命名,但迄今并 没有毕达哥拉斯发现和证明勾股定理的直 接证据。
2 启发学生的人格成长
美国著名数学家、诺贝尔经济学奖获得者、 获第74届奥斯卡最佳影片奖、最佳导演奖 的美国影片《美丽心灵》男主角的原型人 物纳什(J. F. Nash, 1928~)14岁时阅读 美国数学家贝尔的《数学精英》,为费马 的数学定理所吸引,独自证明了其中的一 个定理,从此深深爱上了数学,而此前课 堂上数学老师并没有让他对数学产生这样 的爱好!
2 启发学生的人格成长
蒙蒂克拉在他的《数学史》中讲述了古希 腊大数学家阿基米德的故事: 公元前212年,阿基米德的家乡叙拉古被罗 马人攻陷。当时,阿基米德仍在专心致志 地研究一个几何问题,丝毫不知死神的临 近。当一个罗马士兵走进他时,阿基米德 让他走开,不要踩坏了他的图形,罗马小 卒残忍地用刺刀杀害了他。
5 了解多元文化的数学
在希腊数学中,关于勾股定理的明确证明 见于欧几里得的《几何原本》。
5 了解多元文化的数学
由于《几何原本》的广泛 流传,欧几里得的证明是 勾股定理所有证明中最为 著名的,希腊人称之为 “已婚妇女的定理”;法 国人称之为“驴桥问题”; 阿拉伯人称之为“新娘 图”、“新娘的坐椅”; 在欧洲,又有人称之为 “孔雀的尾巴”或“大风 车”。
荷马史诗《奥德赛》 当主人公奥德修斯刺瞎 了独眼巨人波吕斐摩斯 仅有的一只眼睛以后, 那个不幸的盲老人每天 都坐在自己的山洞里照 料他的羊群。早晨羊儿 外出吃草,每出来一只, 他就从一堆石子里捡出 一颗。晚上羊儿返回山 洞,每进去一只,他就 扔掉一颗石子。当他把 早晨捡起的石子全都扔 光时,他就确信文化的数学
勾股定理的证明层出不穷,至今已多达近四百种。 历史告诉我们:数学是全人类共同的遗产,不同 文化背景下的数学思想、数学创造都是根深叶茂 的世界数学之树不可分割的一枝。 当我们把多元文化引入数学课堂时,我们会发现: “谁比谁早多少年”已经不是最重要的,最重要 的是:这会让我们的学生消除民族中心主义的偏 见,以更宽阔的视野去认识古代文明的数学成就, 并学会欣赏丰富多彩的数学文化。
4 拓宽学生的视野
不同时空的数学家往往会作出同样的 数学发现,一个概念、定义、定理、 公式当然不会仅仅局限于课本中的某 一种思想方法。拥有数学教材中有关 概念、定理、思想方法产生和发展的 历史知识,无疑会大大拓宽我们的视 野,进而丰富和提升我们的课堂教学。
尺棰命题和芝诺悖论 惠施 庄子 《庄子》 芝诺 亚里士多德 《物理学》
3 改变学生的数学观
法布尔可以精通代数学,林肯可以精通几何学, 拿破仑和加菲尔德可以做数学,这些历史名人的 数学轶事告诉我们:数学其实是人类的一种文化 活动,它不是少数人的专好,而是人人可学,人 人可做,尽管并非人人都有数学家的才能;这就 像篮球一样,人人可打,却并非人人都有运动员 的天赋一样。另一方面,司汤达的学习经历告诉 我们:人们在学习数学的过程中难免会遇到这样 那样的困难和挫折,没有必要为此而灰心丧气。 面对你的学生,你是否可试试用类似的名人轶事 来改变一下学生错误的数学观,增加他们学习数 学的积极性和自信心呢?
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