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数学之美

数学之美
数学的世界,是一个充满了美的世界:数的美、式的美、形的美……,在那里,我们可以感受到和谐、比例、整体和对称,我们可以感受到布局的合理,结构的严谨、关系的和谐以及形式的简洁。

经过对数学美表现的研究,我们可以肯定的回答,数学中含有美的因素,数学发展受美育思想的影响,在此,可以借助古代哲学家、数学家普洛克拉斯的断言:“哪里有数,哪里就有美”。

我们该怎么把数学的魅力展示给我们学生看呢?倘若我们深入考察某个结论产生的背景知识,所经历过的一些曲折过程,所反映的一些自然社会现象,之后再反过来看这个结论就会有感触了。

我们也把这种过程讲给学生,那在讲述的过程中教师就能融入自己的感受,表达得就更有激情,同时也能与学生产生共鸣。

此时,学生就能真正体会到数学的神奇与魅力。

中学数学中的美,体现在以下几个方面。

1 语言的简洁美
数学之所以如此重要,就在于它是精确、简约、通用的科学语言;它用最少量,最明确的语言表达最大量,最准确的信息;用最抽象,最概括的语言表达普遍存在的矛盾规律,绝没有含糊不清或产生歧义的缺点。

一个公式胜过一打说明。

也正因为如此,数学语言成为全世界使用最广泛的语言,成为唯一通用的科学语言。

伟人说过:“美,本质上终究是简单性。

”美,只有借助数学,才能达到简单性的美学准则。

在数学界,也被多数人所认同。

朴素,简单,是其外在形式,只有既朴实清秀,又底蕴深厚,才称得上至美。

例如用符号“⊥”来表示两直线互相垂直;用符号“∥”来表示两直线互相平行;用希腊字母“△”表示一元二次方程根的判别式;圆的定义:圆是平面上到定点的距离等于定长的点的集合;球的定义:球是到定点的距离等于定长的点的集合;公理:两点之间线段最短;半径为R的圆的周长为:C=2πR等等,都充分体现了数学语言的简洁美。

2 图形符号的对称美
在自然界有许多对称的事物,动物的身体结构是对称的,如飞禽的双翅、双脚等。

植物的许多叶片是对称的,有的叶片上的缕纹也是对称的,如玉米的叶子。

对称美在社会生活中有广泛的应用,如房屋的建筑,对称美是最古老的形式。

古罗马建筑学家维脱鲁维就把对称视为建筑的六大范畴之一,并认为对称不仅体现各部分的和谐布局,以及一定的数学比例,而且也是美学的主要概念。

中学数学中有许多对称图形,比如:圆、椭圆、双曲线、抛物线、正多边形、球等。

毕达哥拉斯学派认为,一切空间图形中,最美的是球形;一切平面图形中,最美的是圆形。

圆是中心对称图形——圆心是它的对称中心,圆也是轴对称图形――任何一条直径都是它的对称轴。

中国的建筑就很好的应用了数学的对称美,有许多的园林建筑也都应用了这一点。

数学中的这种对称美处处可见:几何中具有的对称性(中心对称、轴对称、镜像对称等)的图形很多,都给我们一种舒适优美的感觉。

在教学中可通过对一些对称图形的学习,使学生受到一种对称美的情感体验,从而培养学生的审美能力。

数学学习中还涉及到许多符号,如四则运算中的”+、-、×、÷”,比较大小的“、= “ 号,还有改变运算顺序的小括号()、中括号[ ]、大括号{ }等等,这些符号都讲究上下左右对称,如果书写时不注意它们的对称性,错写漏写都破坏了它们之间的内在美。

3 敢于想象的创新美
爱因斯坦说过:“ 想象力比知识更重要”。

因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着社会的进步,并且是知识进化的源泉。

严格地说,想象力是科学的实在因素。

教师如果不懂得一点审美教育的知识,光靠“ 满堂灌”和“压作业”,往往事与愿违。

在中学数学教学中,教师要鼓励学生勇于想象,善于想象,培养学生创新意识,推动学生不断发现新问题,从而激发学生的学习兴趣,就能达到事半功倍的效果。

例如:由圆的性质类比得出球的性质;由一个数列的前几项猜测它的通项公式;数学归纳法等。

我们要养成一个严格的数学习惯,那就是:观察——归纳———猜想——证明——得出结论。

4 几何、代数的和谐美
所谓“数学的和谐”不仅是宇宙的特点,原子的特点,也是生命的特点,人的特点。

(高尔泰Gortai)数学的和谐还表现为它能够为自然界的和谐、生命现象的和谐、人自身的和谐等找到最佳论证。

中学数学中的几何、代数从内容和方法上都有自身的特点,可以相互区分,但通过坐标又可以把它们联系起来,并通过这种联系构成了和谐统一的整体。

这就是高中数学中重要的解题思想——数形结合法。

几何、代数的这种内在联系,统一在数学这门课上,就是几何、代数的和谐美。

6 学以致用结合美:
美好的数字:一是万物之始,一统天下,一马当先,何其壮美;二是偶数,双喜临门,比翼双飞,多么美好幸福;三是升的谐音,表示多数,三教九流,三生有幸,三番五次,四是全包围结构,四平八稳,小四合院独具特色,四通八达,四季发财。

教师要教会学生学会将数学知识灵活运用于解决现实问题中。

美国明确提出“ 课堂不应脱离现实世界,数学教育必须强调数学应用能力的培养”。

让学生在知识的应用中产生一种愉悦感,寓教于乐。

6 课堂教学的形式美
在中学数学教学过程中,我们要带领学生进入数学美的乐园,陶冶精神情操,激发他们的学习兴趣,提高学生的审美能力,培养创造性思维能力。

“从实践中来,到实践中去”,只有将美知识应用于实践,教育才有意义,学生的审美能力才能得到进一步提高。

因此,数学美之教育途径主要有二:一是展示美,二是应用美。

其具体探究途径如下:(1)展示数学的美,(2)挖掘数学美,(3)创造数学美,(4)将美学原理应用于解题实践。

一节课是否成功,内容固然重要,但也不可忽视形式,形式与内容高度和谐的统一,两者就相得益彰,形式不完美,内容的表现就受到限制。

首先,教师的衣着应力求做到素雅、大方、整齐、协调,给人以庄重之美感。

其次,语言要生动、文雅、准确、风趣。

再次,板书要整齐,干净,设计合理,色彩搭配得当,还可用投影,计算机等现代技术,使整个教学活动成为使学生愉悦的过程,使学生在美的感受下,掌握知识和技能。

(罗素B.Russell)。

数学,如果正确地看,不但拥有真理,而且也具有至高的美。

数学美能够培养人们创造、发明数学的激情;数学美能启发人们探求真理的思路;数学美感有检验真理的作用;寓美于教,能激发学生的学习兴趣;数学美感能达到以美启智,提高学生解决问题的能力。

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