几何画板在数学教学中的作用论文
用途很大,可以直观形象地展示图形
几何画板在小学数学教学不仅适用于“空间与图形”教学,同样可自如地运用于“数与代数”、“统计与概率”等教学内容,既能激发学生的情感,又能大大提高课堂效率,从而使学生乐意并有更多的精力投入到探索性的数学活动中去。《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》明确要求:“把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力的工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”在人教版新课标的教学要求下,几何画板这一新型数学教学课件制作软件越来越受到大家的青睐。一、几何画板在小学数学教学中的辅助作用1、创新教学情景,激发学生对数学的学习兴趣。几何画板改变了常规教学的陈旧模式,使课堂教学更加形象生动。在几何画板中任意拖动图形、观察图形、猜测,在观察、探索、发现的过程中增加对各种图形的感性认识,形成丰厚的几何经验背景,从而更有助于学生对数学的学习和理解,从而揭示问题本质。2、运用几何画板的动态、度量等功能,培养学生的空间观念。数学家柯尔莫戈洛夫说:“只要有可能,数学家总是尽力把他们正在研究的问题从几何上视觉化。”几何画板可以为学生营造一个将代数、几何知识紧密联系的环境,使抽象的道理“看得见,摸得着”。它可画出的各种几何图形,既可以表现动态过程又可保持设定的几何关系不变。3、几何画板可以提高学生的感性思维能力。对于小学生来说数学是一门抽象的学科,小学生的形象思维对于抽象学科的接受有一定的障碍,所以,我们在小学数学教学过程中可以利用小学生形象思维好这一特点提高他们对图形和几何的感知程度。二、几何画板在小学数学教学中的应用举例小学数学的教学内容中正方形、长方形、平行四边形、三角形、梯形以及圆的特征、周长和面积公式,都可以利用几何画板制作课件,同样几何画板还可自如地运用于“数与代数”、“统计与概率”等教学内容,也能取得意想不到的效果。1、“数与代数”中的代数思想、方程思想是小学生思维从具体到抽象的一大进步。教学“用字母表示数”后五、六年级的数学主要教学方程的意义,用等式的性质解一步计算的方程、列方程解决―步计算的实际问题。我们知道,小学生学习方程是学习一种有效的解决实际问题的方法,进一步丰富解决问题的策略,更有价值与长远意义的是:初步建立方程思想。2、“统计与概率”的折线统计图的动态绘制。几何画板可以动态展示图形对象之间的几何关系。事实上,只要是符合数学关系的几何图形,都能利用几何画板作图及动态展示。折线统计图亦如此,虽然折线统计图可以利用Excel预先制作好的模板文件,使用过程中通过改变数据实现动态变化的效果,但也存在不便,如不方便根据教学过程需要一步步的展示数据。3、小学应用题是发展学生思维能力的重要工具。在应用题中,“相遇问题”在小学数学教学中是有相当难度的,在教材中既是重点,又是难点。为了突破这一难点,使学生较好的理解,以往的教学中尽管教师作了很大的努力,但由于学生年龄特点的限制和教学知识本身难度的阻碍,学生掌握起来总是很困难、很勉强。在教学这部分内容时运用几何画板的动态教学,就会产生一种化静为动的效果,让死板的数量关系动起来。例:甲乙两人沿着一条环城路跑步,相向而行,每圈18千米,甲速度18千米/时,乙速度12千米/时,有一只小狗在两人之间来回跑动,速度是30千米/时,到两人相遇时小狗一共跑了多少路程?其实此题重点、难点都在分析题意上,用“几何画板”做成环形跑道示意图,让题目活动起来,使学生从中分析出题目意思的关键所在,小狗跑了多少时间?这跟什么有关系?甲乙两人经过多长时间相遇(见图1)。那甲乙两人相遇的时间是多少,从“几何画板”中可以一目了然的看出,即:18÷(12+18)=6时。所以小狗跑了6×30=18千米。三、几何画板运用于小学数学教学中的前景展望作为一种新的认知工具的独特优势,是任何传统的教学手段和模型所无法替代的,而且有良好的教学效果,必能得到广泛的使用。当然,它也不能走入误区,它与小学数学整合,其主体还是数学教学,而不是几何画板,学生的学习仍是接受性的,并不利于学生对深层次知识的探讨也不会引发学生高水平的思维。所以,在教育教学中应适当地使用几何画板这种教育手段,使之充分发挥作用,提高教学效率,突破重点和难点,更好地为小学数学教学服务。总之,信息技术与小学数学教学的有机整合,标志着一个新的以教育技术的变革来推动教育本身变革的时代已经到来,几何画板只是其中一个成功的典范。而先进的教育技术的开发,必将为数学教学方法带来进一步的改革和深化。
几何画板是数学教学中一种常用的优秀教学软件,它的动态化的特点、快捷的优势、丰富的变换功能对于激发学生学习兴趣,提高数学课堂教学效果具有积极的作用。
几何画板在初中数学教学中的应用论文题目
利用几何画板提高初中数学教学效益几何画板中文完整版下载地址:win版版“知之者不如好之者,好之者不如乐知者”,怎样激发学生的学习兴趣呢?当然好的方法层出不穷,我有幸接触到了几何画板这个软件,对我的数学教学工作提供了很大的帮助。几何画板被称之为“21世纪的动态几何”,功能极其强大,它有很强的计算功能、动画功能,学习起来容易上手,简单易学,近年来我是尝到了其中的甜头。 一、几何画板在函数中的应用 初中阶段学习了如下几个函数:正比例函数、一次函数、反比例函数、二次函数。 在正比例函数当中的应用 正比例函数的图像是过原点的一条直线,当k>0时,图像过一、三象限;当k<0时,图像过二、四象限。可以利用几何画板新建一个参数k,当改变k的值时,图像在动态地变化,变成负数时,图像过二、四象限。 另外对于正比例函数的增减性可以很形象具体地展示给学生。我们可以在图像上任找一点,然后度量出这个点的坐标,当点从左向右移动的过程中,学生可以很形象地看到横纵坐标的变化。所以我认为这比我们用黑板、粉笔、口述更能让学生明白、掌握。 在一次函数当中的应用 对于y=kx+b形式的一次函数来说,它的性质比正比例函数要多,要复杂,学生理解起来更困难。我们有几何画板就可以化难为易、化繁为简,更好地理解和记忆。在教学时我是这样处理的:同样是新建两个参数k、b,当k值不变,改变b的值时,我们可以看到图像在上下平移,再量一下图像与y轴的交点坐标可以发现交点的纵坐标正好是b的值。所以学生可以得出结论:b的值决定了图像与y轴交点的纵坐标。当改变k的值,b值不变时,可以发现,图像的增减性发生了改变。所以可以说k的值决定了一次函数的增减性。当然还有其他的一些性质也能通过图形看出来,这也是几何画板软件数形结合的魅力所在。 在反比例函数中的应用 与以上两个类似,这里只介绍一个k的几何意义的问题:在反比例函数图像上任取一点P,分别向x、y轴作垂线,围成四边形的面积是|k|。当拖动点P时四边形的面积始终保持不变,当改变k的值时四边形的面积也在发生变化,但始终等于|k|。这个知识点,如果我们老师只是一味地去讲,非常枯燥乏味,学生不愿意听,效果不会很理想;用这个软件,形象生动,学生兴致很高,学得当然很好。另外在讲反比例函数的对称性时,我设计了一个动画,学生看了之后很容易就理解了反比例函数关于原点的中心对称性。还有如y= 与y=- 的对称性也可以通过动画演示,学生很容易理解。 在二次函数当中的应用 二次函数是初中数学的重点内容,也是最难的内容。在传统的教学中老师讲学生听,越听越糊涂,而如果配合上几何画板,则能大大降低难度,学生学起来也会轻松许多。下面以几个模型来用几何画板辅助二次函数的教学。 如何向学生说明y=ax2、y=ax2+k、y=a(x-h)2、y=a(x-h)2+k等函数图像的相互关系一直是传统教学中的重点和难点,利用几何画板画出函数图像便可一目了然,难题也就迎刃而解,学生便可比较顺利地掌握二次函数的图像上下左右平移的知识难点。对于二次函数的一般形式,我们可以通过控制三个参数来观察图像的变化,总结出参数a决定了图像的开口方向、c决定了图像与y轴的交点坐标等。 二、几何画板在几何教学中的应用 利用几何画板可以验证一些定理和公理。 如三角形内角和定理:用几何画板量出三角形的三个内角的度数,然后相加为180度。还可以利用几何画板数形结合的特点来验证勾股定理(如右图),以直角三角形两直角边为边长的正方形的面积之和等于以斜边为边长的正方形的面积。还可以利用几何画板精确的作图功能来验证三角形的三条角平分线交于一点、三条中线交于一点、三条高线所在直线交于一点。在圆当中,很多定理都可以用几何画板的数形结合能力去验证。 以验证圆周角定理为例: 如右图,弧AC的大小不变时,拖动点B,∠ABC的大小不变,这说明在同圆或等圆中同弧所对的圆周角相等。当拖动点C改变弧的大小时,圆周角的大小也随着改变,但同弧所对的圆周角永远相等。运用《几何画板》模拟几何图形。 几何图形的三种运动和变化、空间图形的观察与抽象都是利用传统教学方法比较薄弱的地方,好多学生由于在实际生活中对空间与图形动手操作的机会比较少,因此在学习这一阶段的内容时缺少感性的认识,学起来很吃力。我们可以充分地利用几何画板为学生大量地展示几何图形的三种运动和变化、空间图形的观察与抽象的例子,不断地提升学生“空间与图形”的能力,从而真正地实现“能运用图形形象地描述问题,利用直观来进行思考”。例如在几何作图时,我们可以利用几何画板的迭代原理画图(如右图所示)。当然几何画板的应用远远不止以上所提到的这些,它还给我们提供了很多的工具,在自定义工具箱当中有上百个工具供我们使用。另外在数学课上用到几何画板的时候也非常多,比如讲到直角坐标系、点的坐标、用坐标表示轴对称、用坐标表示平移、轴对称、相似、三角形、四边形等。另外对于二元一次方程组和一次函数的关系用几何画板来呈现效果更是妙不可言。还有,几何画板强大的迭代功能除了用来画图,还可以求一些数列的问题。在我们的教科书的阅读部分都有几何画板的应用。
《几何画板》在初中数学教学应用方法可分为以下几类:(1)班级授课制+演示课件的教学模式利用《几何画板》制作的课件进行课堂演示,可以使抽象的数学知识以简单明了、直观的形式出现,缩短了客观事物与学生之间的距离,更好地帮助学生思考知识间的联系,促进新的认知结构的形成。(2)数学实验+学生自主实验型课件的教学模式解题教学历来受到教师重视,现代数学教学更是强调要进行“问题解决”,在解决问题过程中锻炼思维,提高应用能力,而传统的数学教育由于多方面的限制,片面强调了数学演绎推理的一面,忽视了数学作为经验科学的一面。现在,《几何画板》的强大功能为数学的发现学习提供了可能,它的动态情境可以为学生“做”数学提供必要的工具和手段,使学生可以自主地在“问题空间”里进行探索来做“数学实验”。教师可以将更多的探索、思考、分析的任务交给学生去完成。(3)自主学习模式和辅导相结合的教学模式学生自主学习与辅导相结合的教学模式是一种值得尝试的教学模式之一。《几何画板》作为数理科教学的重要辅助工具,研究和探索《几何画板》与课程整合的教学模式,对调动学生积极主动学习,培养学生的创新精神和实践能力,有着十分重要的现实意义。几何画板辅助数学教学的策略:信息技术与数学学科的整合应该首先考虑的是借助信息技术更好地实现数学学科教学的目标,这里学科特点与需求是第一位的,教学模式是第二位的。(1)用几何画板揭示本质,形成概念。(2)用几何画板直观模拟,发现结论。(3)用几何画板拓展思路,选择解题策略。
利用几何画板提高初中数学教学效益来源:《中小学教育》2014年5月总第170期供稿 作者:蒋爱兰[导读] 正比例函数的图像是过原点的一条直线,当k>0时,图像过一、三象限;当k<0时,图像过二、四象限。 “知之者不如好之者,好之者不如乐知者”,怎样激发学生的学习兴趣呢?当然好的方法层出不穷,我有幸接触到了几何画板这个软件,对我的数学教学工作提供了很大的帮助。几何画板被称之为“21世纪的动态几何”,功能极其强大,它有很强的计算功能、动画功能,学习起来容易上手,简单易学,近年来我是尝到了其中的甜头。 一、几何画板在函数中的应用 初中阶段学习了如下几个函数:正比例函数、一次函数、反比例函数、二次函数。 在正比例函数当中的应用 正比例函数的图像是过原点的一条直线,当k>0时,图像过一、三象限;当k<0时,图像过二、四象限。可以利用几何画板新建一个参数k,当改变k的值时,图像在动态地变化,变成负数时,图像过二、四象限。 另外对于正比例函数的增减性可以很形象具体地展示给学生。我们可以在图像上任找一点,然后度量出这个点的坐标,当点从左向右移动的过程中,学生可以很形象地看到横纵坐标的变化。所以我认为这比我们用黑板、粉笔、口述更能让学生明白、掌握。 在一次函数当中的应用 对于y=kx+b形式的一次函数来说,它的性质比正比例函数要多,要复杂,学生理解起来更困难。我们有几何画板就可以化难为易、化繁为简,更好地理解和记忆。在教学时我是这样处理的:同样是新建两个参数k、b,当k值不变,改变b的值时,我们可以看到图像在上下平移,再量一下图像与y轴的交点坐标可以发现交点的纵坐标正好是b的值。所以学生可以得出结论:b的值决定了图像与y轴交点的纵坐标。当改变k的值,b值不变时,可以发现,图像的增减性发生了改变。所以可以说k的值决定了一次函数的增减性。当然还有其他的一些性质也能通过图形看出来,这也是几何画板软件数形结合的魅力所在。 在反比例函数中的应用 与以上两个类似,这里只介绍一个k的几何意义的问题:在反比例函数图像上任取一点P,分别向x、y轴作垂线,围成四边形的面积是|k|。 当拖动点P时四边形的面积始终保持不变,当改变k的值时四边形的面积也在发生变化,但始终等于|k|。这个知识点,如果我们老师只是一味地去讲,非常枯燥乏味,学生不愿意听,效果不会很理想;用这个软件,形象生动,学生兴致很高,学得当然很好。另外在讲反比例函数的对称性时,我设计了一个动画,学生看了之后很容易就理解了反比例函数关于原点的中心对称性。还有如y= 与y=- 的对称性也可以通过动画演示,学生很容易理解。 在二次函数当中的应用 二次函数是初中数学的重点内容,也是最难的内容。在传统的教学中老师讲学生听,越听越糊涂,而如果配合上几何画板,则能大大降低难度,学生学起来也会轻松许多。下面以几个模型来用几何画板辅助二次函数的教学。 如何向学生说明y=ax2、y=ax2+k、y=a(x-h)2、y=a(x-h)2+k等函数图像的相互关系一直是传统教学中的重点和难点,利用几何画板画出函数图像便可一目了然,难题也就迎刃而解,学生便可比较顺利地掌握二次函数的图像上下左右平移的知识难点。对于二次函数的一般形式,我们可以通过控制三个参数来观察图像的变化,总结出参数a决定了图像的开口方向、c决定了图像与y轴的交点坐标等。 二、几何画板在几何教学中的应用 利用几何画板可以验证一些定理和公理。 如三角形内角和定理:用几何画板量出三角形的三个内角的度数,然后相加为180度。还可以利用几何画板数形结合的特点来验证勾股定理(如右图),以直角三角形两直角边为边长的正方形的面积之和等于以斜边为边长的正方形的面积。还可以利用几何画板精确的作图功能来验证三角形的三条角平分线交于一点、三条中线交于一点、三条高线所在直线交于一点。 在圆当中,很多定理都可以用几何画板的数形结合能力去验证。 以验证圆周角定理为例: 如右图,弧AC的大小不变时,拖动点B,∠ABC的大小不变,这说明在同圆或等圆中同弧所对的圆周角相等。当拖动点C改变弧的大小时,圆周角的大小也随着改变,但同弧所对的圆周角永远相等。 运用《几何画板》模拟几何图形。 几何图形的三种运动和变化、空间图形的观察与抽象都是利用传统教学方法比较薄弱的地方,好多学生由于在实际生活中对空间与图形动手操作的机会比较少,因此在学习这一阶段的内容时缺少感性的认识,学起来很吃力。我们可以充分地利用几何画板为学生大量地展示几何图形的三种运动和变化、空间图形的观察与抽象的例子,不断地提升学生“空间与图形”的能力,从而真正地实现“能运用图形形象地描述问题,利用直观来进行思考”。例如在几何作图时,我们可以利用几何画板的迭代原理画图(如右图所示)。当然几何画板的应用远远不止以上所提到的这些,它还给我们提供了很多的工具,在自定义工具箱当中有上百个工具供我们使用。另外在数学课上用到几何画板的时候也非常多,比如讲到直角坐标系、点的坐标、用坐标表示轴对称、用坐标表示平移、轴对称、相似、三角形、四边形等。另外对于二元一次方程组和一次函数的关系用几何画板来呈现效果更是妙不可言。还有,几何画板强大的迭代功能除了用来画图,还可以求一些数列的问题。在我们的教科书的阅读部分都有几何画板的应用。
数学教学毕业论文研究几何画板可以嘛
1 几何画板是什么The Geometer s Sketchpad是美国优秀的教育软件,由美国Nicholas Jackiw设计,Nicholas Jackiw和Scott Steketee程序实现,Key Curriculum出版社出版它的中文名是《几何画板——21世纪的动态几何》几何画板是一个优秀的专业学科平台软件,代表了当代专业工具平台类教学软件的发展方向.它是以数学为根本,以"动态几何"为特色来动态表现设计者的思想,供用户探索几何奥秘的一个新的工具.该软件短小精悍,功能强大,开发的软件具有精确的数字化描述和动态的参数交互功能,能够动态表现相关对象的关系,适合教师根据教学需要自编微型课件电子作图工具几何画板可以作为一个电子作图工具,利用它的工具箱提供的工具,模拟直尺、三角板、圆规,做出点、线段、射线、直线、圆等几何图形,并可以在各几何元素旁标注字母,也可以在画板上任何地方注释文字由于计算机的快速精确计算和图形处理功能,使几何画板软件作作图既快又精确但它又与一般图形软件不同,在大部分几何图形中,一些几何元素之间是有一定关系的,例如垂直、平行、相交等在几何画板中,可以利用“作图”菜单中提供的各种功能,由系统自动产生出交点、平行线、垂直线、圆弧、抛物线等几何图形动态演示工具几何画板能够准确的、动态地表现几何问题,为充分发展几何元素在运动状态下保持几何关系的不变性,提供了方便的动态演示使传统教学中只能在黑板上静态表现的结果变成动态的展示过程,从而使学生对一些几何性质和定理理解得更快、更深刻例如“任意三角形”这一概念,过去教师只能在黑板上画几个三角形,再用语言补充,但是画得再多也是有限的而用几何画板可以拖动三角形的任意一顶点,动态地演示出“任意三角形”这一概念真实情况例如任意三角形三条中线交于一点,这个性质我们可以在课前制作一个课件存盘课堂上把这文件调出、运行即可(文件:三角形中线sp)可以手动也可以自动显示和探求轨迹的工具轨迹是几何中一个重要知识点,且又是一个难点难就难在需要用动态的观点来看几何图形但过去的课堂教学一般是借助于静态的图形或简单的教具进行讲解,学生只能根据对问题的分析和最终的结果去想像出轨迹生成的过程,如果学生的想像能力差一些,理解这部分的内容就更难而利用几何画板的动态功能,可直观地演示出轨迹生成过程,不仅使分析、过程、结果都一目了然,而且便于整体把握数学内在规律,还可以由此发现许多新的规律例如斜边为定长的直角三角形直角顶点的轨迹是圆例如当一条线段的一个端点在圆上运动时,其垂直平分线的轨迹是什么?这是个比较难的问题但利用几何画板这个问题就很容易解决了,如图1所示课件开发工具几何画板又可以作为课件开发工具,帮助教师大大扩展几何教学的能力在备课时,用这个软件事先编制好要讲的内容,以文件形式存在磁盘中讲课时,调出该文件就可以自动进行演示但它与一般的CAI写作工具软件不同一般的CAI写作工具,需要有一定的编程能力,一些几何关系编程者自己必须在程序中定义而几何画板不需要教师有程序设计知识,她所需要的仅仅是一定的数学知识,特别是几何构建思想只要教师在“画板”上画出和定义课堂上要讲解的实际内容,系统自动记录绘制的过程和内容,然后把它们存在文件,上课时调出,系统就会自动重复教室制作的过程特别是,利用系统的动画功能可以制作动态的教学过程,使有些原本抽象、枯燥的内容变得具体、生动、活泼,充分展现数学的美良好的学具几何画板为学生提供了一个自由的、开阔的、十分理想的“做数学”的环境几何画板本身就是一个很好的几何情景,它可以作为学生研究几何关系,猜测、发现和验证几何方法,探索几何规律的一个电子“实验室”在这个“实验室”中,学生可以在画板上画出各种几何图形,系统利用它所在存储的几何定理和公式,自动显示出这些图形之间的关系,学生从中旧可以验证有关的几何性质,接受并理解相关的知识如“n等分线段”这一命题,教科书上一般都是用比例线段作平行线的方法是否还有其他方法?美国两个初中学生用几何画板发现了新的方法
《几何画板》在初中数学课堂教学中的运用及体会 内容摘要:近年来,随着我国经济实力的增强,农村中小学经费的投入逐年的增加,计算机的普及,现代教育技术在教育教学中广泛的使用。许多的教育软件诞生,大大的促进了教育教学工作。本文针对数学学科的特点,以及《几何画板》的功能,具体谈了谈《几何画板》在初中数学教学中运用的可行性、运用及体会。 关键词:《几何画板》初中数学 课堂教学 运用 随着学校计算机的普及,班班多媒体的实现,教师在教学中使用的软件也多了起来。作为一名普通的数学教师,我对《几何画板》软件却情有独钟,教学中运用得得心应手,辅助了课堂教学,也大大激发了学生的学习兴趣。下来我结合自己的教学实践谈一谈《几何画板》在初中数学课堂教学中的运用及体会。 一、《几何画板》在初中数学课堂教学中运用的可行性。 1、数学学科以及初中数学的特点。 数学是一门抽象性、逻辑性很强的学科。初中数学教学中对数学直观性背景的创设和数学探究发现过程的展示注意较少,学生靠想象去理解,造成兴趣不高、理解能力、探究能力薄弱,从而给课堂教学带来了困难。 2、《几何画板》的特点。 几何画板是一个通用的数学、物理教学环境,提供丰富而方便的创造功能使用户可以随心所欲地编写出自己需要的教学课件。是最出色的教学软件之一。它主要以点、线、圆为基本元素,通过对这些基本元素的变换、构造、测算、计 算、动画、跟踪轨迹等,构造出其它较为复杂的图形。是数学、物理教学中强有力的工具。 3、初中数学课堂教学中使用《几何画板》的好处。 (1)、有较强的绘制几何图形以及函数图象的功能,在作图中保持几何关系的不变性(如:中点、垂直等),大大方便了计算机的作图。 (2)、数形结合是数学学科最重要的思想方法之一,是联系数学直观和抽象的主要工具。使用《几何画板》增强了教学的直观性,展示了数学美。例如:勾股树的展示。 (3)、能动态地演示学科知识的形成过程,能比较容易地突破学科教学中的重点、难点。把数学的抽象思维变成了一种现实。 (4)、方便的计算功能。计算测量线段的长度、角的大小。 (5)、变换功能使图形变换变得更易于操作。 二、《几何画板》在初中数学中的具体运用。 (一)、在函数教学中的运用。 函数教学中使用《几何画板》主要有以下几个方面。 (1)、绘制函数图象。在有关函数的传统教学中多以教师手工绘图为主,但手工绘图有不精确、速度慢的弊端;应用《几何画板》快速直观的显示及变化功能则可以克服上述弊端,大大提高课堂效率,进而起到事倍功半的效果。具体说来,可以用《几何画板》根据函数的解析式快速作出函数的图象,并可以在同一个坐标系中作出多个函数的图象。 (2)、利用《几何画板》认识函数关系式中的常量在函数图象中的作用。例如在教学“一次函数的性质”时,可以使用《几何画板》制作一次函数图象,如图所示。并设置四个动画按钮,分别是“K增大”、 “K减小”、 “b增大”、 “b减小”。当按下“K增大”按钮,函数解析式“y=4x+0”中的“K”开始增大,同时函数图象也进行相应的变化;当按下“K减小”按钮,函数解析式“y=2x+1”中的“K”开始减小,同时函数图象也进行相应的变化。在此过程中学生很直观的就搞清楚了K在函数图象中的作用。对“b”的研究和“K”类似。 (3)、利用《几何画板》学习函数的单调性。例如在学习“一次函数的性质”时,可以使用《几何画板》制作一次函数图象,在图象上任找一点P(如图所示)。过点P做x轴、y轴的垂线,并利用“度量功能”分别把与x轴、y轴的交点的横坐标、纵坐标度量出来,并利用“合并功能”合并到这两个点。当拖动点p时,两坐标的值发生变化,直观的看出“y随x的变化情况”。 (二)、在解决“动点(动线、动画)”问题,动态展示数学问题中的运用。几何画板能动态地保持平面图形中给定的几何关系,利用这一特点便于在变化的图形中发现恒定不变的几何规律。如平行、垂直,中点,角平分线等等都能在图形的变化中保持下来,不会因图形的改变而改变,这也许是几何画板中最富有魅力的地方。在平面几何的教学中如果能很好地发挥几何画板中的这些特性,就能为数学教学增辉添色。 例如,已知:在矩形ABCD中,点p是AD边上的一个动点,过点p分别做对角线AC、BD的垂线,垂足分别为E、F,且AB=6,BC=8,求,PE+PF的值。 对于动点的问题,学生很难想象p点的运动中PE,PF的变化,做如图的《几何画板》课件很直观的解决了这个问题。把点p设置成动点,按下“运动p点”按钮,p点开始运动,同时,PE、PF的值发生变化,但PE+PF的值不变。至此学生理解PE+PF为一定值。 (三)、变换教学中的使用。 《几何画板》提供了四种“变换”工具,包括平移、旋转、缩放和反射变换。在图形变换的过程中,图形的某些性质始终保持一定的不变性,几何画板能很好地反应出这些特点。研究轴对称变换(几何画板中称为“反射变换”)时,可利用《几何画板》的“反射变换”作△ABC和△A′B′C′关于y轴对称。任意拖动三角形ABC的顶点或边上任取的点D,虽然图形的位置、形状和大小在发生变化,但对应点的连线段始终保持被对称轴垂直平分,再观察对应点的坐标,发现对应点横坐标互为相反数,纵坐标相等的特点。研究平移变换时,作△A′B′C′是△ABC平移后的图形。只要拖动矢量点或三角形上的点,图形中始终保持对应点连线段平行且相等,四边形AA′C′C始终是平行四边形。再仔细观察图形中点的坐标,可以发现任意一对对应点的横坐标的差都一样,纵坐标的差也一样。而这些在以往的数学教学中,在黑板上作图,不仅画变换图形比较费时枯燥,而且无法表达这种变化中的不变因素。因此,用几何画板来研究图形的变换更有利于培养学生探究知识的兴趣。如果把教学活动移到微机教室进行,让每个学生亲手实验,不断改变三角形或原图形的形状、大小和位置,学生就能看到变换后的图形随着原图形的变化而变化,能更好地理解变换的本质特征。而对每一点的坐标的研究也观察得更清晰,这样更有利于培养学生的实践能力和探究意识。 (四)、平面几何变式教学中的运用。可以增加教学容量,拓展学生的思路,还有利于培养学生的发散思维。 例如,AB=AC,D是△ABC内一点,∠BAC=∠DAE,∠ABD=∠ACE。求证:BD=CE。 对这个例题的教学,我用几何画板做了这样一个课件,先画一个等腰三角形,AB=AC,在三角形内部取一点D,用“变换”工具把△ABD逆时针方向旋转∠BAC的度数。得到△AEC。当完成对BD=CE的证明后,我提出:当点D在△ABC边上或外部时,其他条件不变,上面的结论还成立吗?我一边提问一边拖动点D,这样不仅增加了课堂教学的容量,增加了变式的速度,说到做到,又给人自然流畅,耳目一新的感觉。 三、《几何画板》运用中的几点体会。 (一)、运用《几何画板》首先要熟悉软件的功能,还要结合数学问题本身所蕴含的数学知识及不变性。 (二)、运用《几何画板》中的颜色功能,有利于强调或区分部分图形,帮助学生理解。 (三)、可以让学生利用《几何画板》去自助的研究数学问题或探究数学知识。《几何画板》的操作比较简单,学生易于上手,让学生学会利用《几何画板》去研究数学问题,从面找到解决数学问题的方法,在数学习题的教学中有着重要的意义,对提高学生自主探究的学习能力,培养学生的数学思维能力能起到重要的作用。 例如,在边长为a的正方形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,正方形OFEG与边BC,CD相交于点N、M,求四边形ONCM的面积。该问题解决关键在于得出四边形ONCM的面积与三角形OBC的面积相等,引导学生注意四边形OFEG的运动特征,让学生应用《几何画板》的动画特征,转动正方形OFEG,观察四边形ONCM面积的变化,从而探究出S四边形ONCM=S△OBC的结论; 以上是本人在教学中运用《几何画板》的一点体会,其实《几何画板》的运用不是一两句话可以叙述清楚的。深刻挖掘教材,会有许多这样的例子,不用花多少时间,就会收到很好的效果。
几何画板:望及时采纳:点击我的回答内容的右下角的“采纳答案”
数学史在数学教育中的作用论文
将数学的相关历史融入数学教学中意义良多。一方面能增进学生对数学的了解;另一方面,学习数学史的过程就是对话巨人的过程,它能使学生尊重知识,同时数学史中的小故事还能激发学生的学习兴趣。教师将数学史引入教学中,帮助学生了解数学的发展规律,了解数学知识的来源。一、了解由来,加强理解每一个公式,每一个定理,都需要一代人甚至几代人的不断探索,正是有了这些前辈的呕心沥血,我们才能站在巨人的肩膀上继续创造,继续发现。教师在教学时介绍知识的来源,有助于加深学生对知识的理解。二、尊重成果现有的真理与知识,无一不是前人孜孜不倦、不断探索的成果。让学生了解与之有关的数学史,进而萌发学习数学的欲望。三、增添趣味,强化兴趣数学史不仅能够起到启迪思维、塑造品格的作用,还能激发学生的学习兴趣。数学史中的很多小故事非常有趣,教师可以科学、合理地利用这些小故事历史,吸引学生的目光与注意力,引发学生学习的兴趣。
可以使学生在感性中变得理性。数学史要讲得生动,比如向量就是由力抽象而来;导数和“速度流数”的关系;傅里叶解析与热振动…… 生动形象地讲解数学史不仅可以使数学变得不再枯燥,还可以提高学生的逻辑思维水平,尤其是由广泛的生产生活背景的前提下。 希望能帮到你。
1、数学史的科学意义每门科学都有其发展史。作为一门历史科学,它既有历史性,又有现实性。它的现实性首先体现在科学概念和方法的连续性上。今天的科学研究在一定程度上深化和发展了历史上的科学传统或解决了历史上的科学问题。因此,把科学现实与科学史的关系割裂开来是不可能的。2、数学史的文化意义美国数学史学家克莱因曾说过:“一个时代的总体特征在很大程度上与其数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显。”数学不仅是一种方法、一门艺术、一门语言,而且是一个内容丰富的知识体系。它的内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家非常有用,并影响着政治家和神学家的理论。”3、数学史的教育意义在学习了数学史之后,我们自然会觉得数学的发展是不符合逻辑的,或者说数学发展的实际情况与我们今天所学的数学教科书有很大的不同。中学数学的内容属于17世纪微积分之前的数学基础知识,而大学数学系的大部分内容是17、18世纪的高等数学。扩展资料:数学史研究的任务在于,弄清数学发展过程中的基本史实,再现数学发展的原貌,对数学成果作出科学合理的解释、解释和评价,通过这些历史现象,探索数学科学发展的理论体系和发展模式,从而探寻数学科学发展的规律和文化本质。作为研究数学史的基本方法和手段,有历史考证、数学分析、比较研究等多种方法。在中国古代算术的众多研究成果中,长期以来孕育了西方数学设计的先进思想和方法。近代以来,许多世界领先的数学研究成果都是以中国数学家的名字命名的。参考资料来源:百度百科-数学史参考资料来源:百度百科-数学发展史
初等几何变换在中学数学中的应用论文存在问题
就是利用几何中是定理就行变换推到的过程吧!
This paper introduces the transformation groups in the middle school mathematics concept of mathematics in middle school, and several common transformation group and several special transform properties and relations, finally introduces the elementary geometric transformation and its application in middle school mathematics, embodies the elementary geometry in the middle school mathematics
黄金分割 对于“黄金分割”大家应该都不陌生吧!由于公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。 公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。 公元前300年前后欧几里得撰写《几何原本》时吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。 中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数家帕乔利称中末比为神圣比例,并专门为此著书立说。德国天文学家开普勒称黄金分割为神圣分割。 到19世纪黄金分割这一名称才逐渐通行。黄金分割数有许多有趣的性质,人类对它的实际应用也很广泛。最著名的例子是优选学中的黄金分割法或618法,是由美国数学家基弗于1953年首先提出的,70年代在中国推广。也许,618在科学艺术上的表现我们已了解了很多,但是,你有没有听说过,618还与炮火连天、硝烟弥漫、血肉横飞的惨烈、残酷的战场也有着不解之缘,在军事上也显示出它巨大而神秘的力量?一代枭雄的的拿破仑大帝可能怎么也不会想到,他的命运会与618紧紧地联系在一起。1812年6月,正是莫斯科一年中气候最为凉爽宜人的夏季,在未能消灭俄军有生力量的博罗金诺战役后,拿破仑于此时率领着他的大军进入了莫斯科。这时的他可是踌躇满志、不可一世。他并未意识到,天才和运气此时也正从他身上一点点地消失,他一生事业的顶峰和转折点正在同时到来。后来,法军便在大雪纷扬、寒风呼啸中灰溜溜地撤离了莫斯科。三个月的胜利进军加上两个月的盛极而衰,从时间轴上看,法兰西皇帝透过熊熊烈焰俯瞰莫斯科城时,脚下正好就踩着黄金分割线。古希腊帕提侬神庙是举世闻名的完美建筑,它的高和宽的比是618。建筑师们发现,按这样的比例来设计殿堂,殿堂更加雄伟、美丽;去设计别墅,别墅将更加舒适、漂亮.连一扇门窗若设计为黄金矩形都会显得更加协调和令人赏心悦目.有趣的是,这个数字在自然界和人们生活中到处可见:人们的肚脐是人体总长的黄金分割点,人的膝盖是肚脐到脚跟的黄金分割点。大多数门窗的宽长之比也是618…;有些植茎上,两张相邻叶柄的夹角是137度28',这恰好是把圆周分成1:618……的两条半径的夹角。据研究发现,这种角度对植物通风和采光效果最佳。黄金分割与人的关系相当密切。地球表面的纬度范围是0——90°,对其进行黄金分割,则38°——62°正是地球的黄金地带。无论从平均气温、年日照时数、年降水量、相对湿度等方面都是具备适于人类生活的最佳地区。说来也巧,这一地区几乎囊括了世界上所有的发达国家。多去观察生活,你就会发现生活中奇妙的数学!数字中国有一个成语——“顾名思义”。很多事物都能顾名思义,但是也有例外。比如,阿拉伯数字。很多人一听到阿拉伯数字,就会认为是阿拉伯人发明的。但事实证明,不是。 阿拉伯数字1、2、3、4、5、6、7、8、9。0是国际上通用的数码。这种数字的创制并非阿拉伯人,但也不能抹掉阿拉伯人的功劳。其实,阿拉伯数字最初出自印度人之手,是他们的祖先在生产实践中逐步创造出来的。 公元前3000年,印度河流域居民的数字就已经比较进步,并采用了十进位制的计算法。到吠陀时代(公元前1400-公元前543年),雅利安人已意识到数码在生产活动和日常生活中的作用,创造了一些简单的、不完全的数字。公元前3世纪,印度出现了整套的数字,但各地的写法不一,其中典型的是婆罗门式,它的独到之处就是从1~9每个数都有专用符号,现代数字就是从它们中脱胎而来的。当时,“0”还没有出现。到了笈多时代(300-500年)才有了“0”,叫“舜若”(shunya),表示方式是一个黑点“●”,后来衍变成“0”。这样,一套完整的数字便产生了。这就是古代印度人民对世界文化的巨大贡献。 印度数字首先传到斯里兰卡、缅甸、柬埔寨等国。7-8世纪,随着地跨亚、非、欧三洲的阿拉伯帝国的崛起,阿拉伯人如饥似渴地吸取古希腊、罗马、印度等国的先进文化,大量翻译其科学著作。771年,印度天文学家、旅行家毛卡访问阿拉伯帝国阿拨斯王朝(750-1258年)的首都巴格达,将随身携带的一部印度天文学著作《西德罕塔》献给了当时的哈里发曼苏尔(757-775),曼苏尔令翻译成阿拉伯文,取名为《信德欣德》。此书中有大量的数字,因此称“印度数字”,原意即为“从印度来的”。 阿拉伯数学家花拉子密(约780-850)和海伯什等首先接受了印度数字,并在天文表中运用。他们放弃了自己的28个字母,在实践中加以修改完善,并毫无保留地把它介绍给西方。9世纪初,花拉子密发表《印度计数算法》,阐述了印度数字及应用方法。 印度数字取代了冗长笨拙的罗马数字,在欧洲传播,遭到一些基督教徒的反对,但实践证明优于罗马数字。1202年意大利雷俄那多所发行的《计算之书》,标志着欧洲使用印度数字的开始。该书共15章,开章说:“印度九个数字是:‘9、8、7、6、5、4、3、2、1’,用这九个数字及阿拉伯人称作sifr(零)的记号‘0’,任何数都可以表示出来。” 14世纪时中国的印刷术传到欧洲,更加速了印度数字在欧洲的推广应用,逐渐为欧洲人所采用。 西方人接受了经阿拉伯人传来的印度数字,但忘却了其创始祖,称之为阿拉伯数字。数学很有用学数学就是为了能在实际生活中应用,数学是人们用来解决实际问题的,其实数学问题就产生在生活中。比如说,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸。类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题。 我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算。评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识。 从这以后,我开始有意识的把数学和日常生活联系起来。有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼。我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来。然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分钟就全部搞定。 我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的。看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活。 数学就应该在生活中学习。有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大。这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼。正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视。希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处。各门科学的数学化 数学究竟是什么呢?我们说,数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学.它在现代生活和现代生产中的应用非常广泛,是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具. 同其他科学一样,数学有着它的过去、现在和未来.我们认识它的过去,就是为了了解它的现在和未来.近代数学的发展异常迅速,近30多年来,数学新的理论已经超过了18、19世纪的理论的总和.预计未来的数学成就每“翻一番”要不了10年.所以在认识了数学的过去以后,大致领略一下数学的现在和未来,是很有好处的. 现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程. 例如物理学,人们早就知道它与数学密不可分.在高等学校里,数学系的学生要学普通物理,物理系的学生要学高等数学,这也是尽人皆知的事实了. 又如化学,要用数学来定量研究化学反应.把参加反应的物质的浓度、温度等作为变量,用方程表示它们的变化规律,通过方程的“稳定解”来研究化学反应.这里不仅要应用基础数学,而且要应用“前沿上的”、“发展中的”数学. 再如生物学方面,要研究心脏跳动、血液循环、脉搏等周期性的运动.这种运动可以用方程组表示出来,通过寻求方程组的“周期解”,研究这种解的出现和保持,来掌握上述生物界的现象.这说明近年来生物学已经从定性研究发展到定量研究,也是要应用“发展中的”数学.这使得生物学获得了重大的成就. 谈到人口学,只用加减乘除是不够的.我们谈到人口增长,常说每年出生率多少,死亡率多少,那么是否从出生率减去死亡率,就是每年的人口增长率呢?不是的.事实上,人是不断地出生的,出生的多少又跟原来的基数有关系;死亡也是这样.这种情况在现代数学中叫做“动态”的,它不能只用简单的加减乘除来处理,而要用复杂的“微分方程”来描述.研究这样的问题,离不开方程、数据、函数曲线、计算机等,最后才能说清楚每家只生一个孩子如何,只生两个孩子又如何等等. 还有水利方面,要考虑海上风暴、水源污染、港口设计等,也是用方程描述这些问题再把数据放进计算机,求出它们的解来,然后与实际观察的结果对比验证,进而为实际服务.这里要用到很高深的数学. 谈到考试,同学们往往认为这是用来检查学生的学习质量的.其实考试手段(口试、笔试等等)以及试卷本身也是有质量高低之分的.现代的教育统计学、教育测量学,就是通过效度、难度、区分度、信度等数量指标来检测考试的质量.只有质量合格的考试才能有效地检测学生的学习质量. 至于文艺、体育,也无一不用到数学.我们从中央电视台的文艺大奖赛节目中看到,给一位演员计分时,往往先“去掉一个最高分”,再“去掉一个最低分”.然后就剩下的分数计算平均分,作为这位演员的得分.从统计学来说,“最高分”、“最低分”的可信度最低,因此把它们去掉.这一切都包含着数学道理. 我国著名的数学家关肇直先生说:“数学的发明创造有种种,我认为至少有三种:一种是解决了经典的难题,这是一种很了不起的工作;一种是提出新概念、新方法、新理论,其实在历史上起更大作用的、历史上著名的正是这种人;还有一种就是把原来的理论用在崭新的领域,这是从应用的角度有一个很大的发明创造.”我们在这里所说的,正是第三种发明创造.“这里繁花似锦,美不胜收,把数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂.” 正如华罗庚先生在1959年5月所说的,近100年来,数学发展突飞猛进,我们可以毫不夸张地用“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生物之谜、日用之繁等各个方面,无处不有数学”来概括数学的广泛应用.可以预见,科学越进步,应用数学的范围也就越大.一切科学研究在原则上都可以用数学来解决有关的问题.可以断言:只有现在还不会应用数学的部门,却绝对找不到原则上不能应用数学的领域.关于“0”0,可以说是人类最早接触的数了。我们祖先开始只认识没有和有,其中的没有便是0了,那么0是不是没有呢?记得小学里老师曾经说过“任何数减去它本身即等于0,0就表示没有数量。”这样说显然是不正确的。我们都知道,温度计上的0摄氏度表示水的冰点(即一个标准大气压下的冰水混合物的温度),其中的0便是水的固态和液态的区分点。而且在汉字里,0作为零表示的意思就更多了,如:1)零碎;小数目的。2)不够一定单位的数量……至此,我们知道了“没有数量是0,但0不仅仅表示没有数量,还表示固态和液态水的区分点等等。” “任何数除以0即为没有意义。”这是小学至中学老师仍在说的一句关于0的“定论”,当时的除法(小学时)就是将一份分成若干份,求每份有多少。一个整体无法分成0份,即“没有意义”。后来我才了解到a/0中的0可以表示以零为极限的变量(一个变量在变化过程中其绝对值永远小于任意小的已定正数),应等于无穷大(一个变量在变化过程中其绝对值永远大于任意大的已定正数)。从中得到关于0的又一个定理“以零为极限的变量,叫做无穷小”。 “105、203房间、2003年”中,虽都有0的出现,粗“看”差不多;彼此意思却不同。105、2003年中的0指数的空位,不可删去。203房间中的0是分隔“楼(2)”与“房门号(3)”的(即表示二楼八号房),可删去。0还表示…… 爱因斯坦曾说:“要探究一个人或者一切生物存在的意义和目的,宏观上看来,我始终认为是荒唐的。”我想研究一切“存在”的数字,不如先了解0这个“不存在”的数,不至于成为爱因斯坦说的“荒唐”的人。作为一个中学生,我的能力毕竟是有限的,对0的认识还不够透彻,今后望(包括行动)能在“知识的海洋”中发现“我的新大陆”。 已解决问题收藏 转载到QQ空间 有关数学文化方面的论文,3000字左右200[ 标签:文化 论文,数学,论文 ] 语言性论文,可以是数学的历史,发展,以及数学与其他领域方面的关系和影响 匿名 回答:3 人气:11 解决时间:2008-11-17 19:53 满意答案数学的文化价值 一、数学是哲学思考的重要基础 数学在科学、文化中的地位,也使得它成为哲学思考的重要基础。历史上哲学领域内许多重要论争,常常牵涉到有关对数学的一些根本问题的认识。我们思考这些问题,有助于正确认识数学,正确理解哲学中有关的争论。 (一)数学——-根源于实践 数学的外在表现,或多或少人的智力活动相联系。因此在数学和实践的关系上,历来有人主张数学是“人的精神的自由创造”,否定数学来源于实践其实,数学的一切发展都不同程度地归结为实际的需要。从我国殷代的甲骨文中,就可以看到那时我们的祖先已经会使用十进制计数方法他们为适应农业的需要,将“十干”和“十二支”配成六十甲子,用以记年、月、日,几千年的历史说明这种日历的计算方法是有效的。同样,由于商业和债务的计算,古代的巴比伦人己经有了乘法表、倒数表,并积累了许多属于初等代数范畴的资料。在埃及,由于尼罗河泛滥后重新测量土地的需要,积累了大量计算面积的几何知识。后来随着社会生产的发展,特别是为适应农业耕种与航海需要而产生的天文测量,逐渐形成了初等数学,包括当今我们在中学里学习到的大部分数学知识。再后来由于蒸汽机等机械的发明而引起的工业革命,需要对运动特别是变速运动作更精细的研究,以及大量力学问题出现,促使微积分在长期的酝酿后应运而生。20世纪以来近代科学技术的飞速发展,使数学进入一个空前繁荣时期。在这个时期数学出现了许多新的分支:计算数学,信息论,控制论,分形几何等等。总之,实践的需要是数学发展的最根本的推动力。 数学的抽象性往往被人所误解。有些人认为数学的公理、公设、定理仅仅是数学家头脑思维的产物。数学家靠一张纸、一支笔工作,和实际没有什么联系。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧的几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发展的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的各式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他伯头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会成为无源之水,无本之木。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发现的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的程式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他的头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受过严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会变成无源之水,无本之木。 但是,数学理性思维的特点,使它不会满足于仅研究现实的数量关系和空间形式,它还努力探索一切可能的数量关系和空间形式。在古希腊时期,数学家就超越了在现实有限尺度精度内度量线段的方法,觉察到了无公度量线段的存在,即无理数的存在。这其实是数学中最困难的概念之一—连续性、无限性的问题。直到两千年以后,同样的问题导致极限理论的深入研究,大大地推动了数学的发展。试想今天如果还没有实数的概念,我们将面临怎样的处境。这时人们无法度量正方形对角线的长度,也不会解一元二次方程:至于极限理论与微积分学更不可能建立即使人们可以像牛顿那样应用微积分,但是在判断结论的真实性时会感到无所适从。在这种状况下,科学技术还能走多远呢?又如在欧几里德几何产生时,人们就对其中一个公设的独立性产生怀疑。到19世纪上半叶,数学家改变这个公设,得到了另一种可能的几何一一非欧几里德几何。这种几何的创立者表现了极大的勇气,因为这种几何得出的结论从“常理”来说是非常“荒唐”的。例如“三角形的面积不会超过某一个正数”。现实世界似乎没有这种几何的容身之地。但是过了近一百年,在物理学家爱因斯坦发现的相对论中,非欧几里德几何却是最合适的几何。再如,20世纪30年代哥德尔得到了数学结论不可判别性的结果,其中的某些概念非常抽象,近几十年却在算法语言的分析中找到了应用。实际上,许多数学在一些领域或一些问题中的应用,一旦实践推动了数学,数学本身就会不可避免地获得了一种动力,使之有可能超出直接应用的界限。而数学的这种发展,最终也会回到实践中去。 总之,我们应该大力提倡研究和当前实际应用有直接联系的数学课题,特别是现实经济建设中的数学问题。但是我们也应该在纯粹科学和应用科学之间建立有机的联系,建立抽象的共性和丰富多彩的个性之间的平衡,以此来推动整个科学协调地发展。 (二)数学—充满了辩证法由于数学严密性的特点,很少有人怀疑数学结论的正确性。相反,数学的结论往往成为真理的一种典范。例如人们常常用“像一加一等于二那么确定”来表示结论不容置疑。在我们的中小学的教学中,数学更是只准模仿、演练、背诵。数学真的是万古不变的绝对真理吗? 事实上,数学结论的真理性是相对的即使像1+1=2这样简单的公式,也有它不成立的地方。例如在布尔代数中,1+1=0!而布尔代数在电子线路中有广泛的应用。欧几里德几何在我们的日常生活中总是正确的,但在研究天体某些问题或速度很快的粒子运动时非欧几何却是适宜的。数学其实是非常多样化的,它的研究范围也随着新问题的出现而不断扩大。如同一切科学一样,数学家们如果死守着前辈的思想、方法、结论不放,数学科学就不会进步。把数学的严密性和公理化体系看作一种“教条”是错误的,更不能像封建时代的文人对待孔夫子说的话:“真理”已经包含在圣人说过的话里,后人只能对其作诠释。数学发展的历史可以证明,正是数学家特别是年轻数学家的创新精神,敢于向守旧的思想挑战,数学的面貌才得以不断地更新,数学才成长为今天这样一门蓬勃发展、富有朝气的学科。 数学的公理化体系从来也不是不容怀疑、不容变化的“绝对真理”欧几里德的几何体系是最早出现的数学公理化体系,但从一开始就有人怀疑其中的第五公设不是独立的,即该公设可以从公理体系的其他部分推出。两千多年来人们一直在寻找答案,终于在19世纪由此发现了非欧几何。虽然人们长时期受到欧几里德几何的束缚,但是最终人们还是接受了不同的几何公理体系。如果历史上某些数学家多一点敢于向旧体系挑战的革新精神,非欧几何也许还可能早几百年出现 数学公理化体系反映了内部逻辑严密性的要求。在一个学科领域内,当有关的知识积累到一定程度后,理论就会要求把一堆看来散乱的结果以某种体系的形式表现出来。这就需要对己有的事实再认识、再审视、再思索,创造新概念、新方法,尽可能地使理论能包括最一般、最新发现的规律。这实在是一个艰苦的理论创新过程。数学公理化也一样,它表示数学理论已经发展到了一个成熟的阶段,但并不是认识一劳永逸的终结。现有的认识可能被今后更深刻的认识所代替,现有的公理也可能被今后更一般化、包含更多事实的公理体系所代替。数学就在不断地更新过程中得到发展。 有种看法以为,应用数学就是把熟诵的数学结论套到实际问题上去,以为中小学的教学就是教给学生这些万古不变的教条。其实数学的应用极充满挑战性,一方面不但需要深切地认识实际问题本身,另一方面要求掌握相关数学知识的真谛,更重要的是要求能创造性地把两者结合起来。 就数学的内容来说,数学充满了辩证法。在初等数学发展时期,占统治地位的是形而上学。在该时期的数学家或其他科学家看来,世界由僵硬的、不变的东西组成。与此相适应,那时数学研究的对象是常量,即不变的量。笛卡尔的变数是数学中的转折点,他把初等数学中完全不同的两个领域一一几何和代数结合起来,建立了解析几何这个框架具备了表现运动和变化的特性,辩证法因此进入了数学。在此后不久产生的微积分抛弃了把初等数学的结论作为永恒真理的观点,常常做出相反的判断,提出一些在初等数学的代表人物看来完全不可理解的命题。数学走到了这样一个领域,在那里即使很简单的关系,都采取了完全辩证的形式,迫使数学家们不自觉又不自愿地转变为辩证数学家。在数学研究的对象中,充满了矛盾的对立面:曲线和直线,无限和有限,微分和积分,偶然和必然,无穷大和无穷小,多项式和无穷级数,正因为如此,马克思主义经典作家在有关辩证法的论述中经常提到数学。我们学一点数学,一定会对体会辩证法有所帮助。
在几何的解题中,当题目给出的条件显得不够或者不明显时,我们可以将图形作一定的变换,这样将有利于发现问题的隐含条件,抓住问题的关键和实质,使问题得以突破,找到满意的解答.图形变换是一种重要的思想方法,它是一种以变化的、运动的观点来处理孤立的、离散的问题的思想,很好地领会这种解题的思想实质,并能准确合理地使用,在解题中会收到奇效,也将有效地提高思维品质.具体的看百度词条:几何变换