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数学教学中的美

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  摘要:数学教学中的美体现在各个方面,有数学方法及思维的美,有数学内容的美,有美学意义的美,更有中国文学的美。在教学中我们逐渐渗透这种美学教育。
  关键词:数学教学 美学教育 渗透
  
  “数学是美的”这是著名数学家陈省身先生提出的。数学的美体现在很多方面:它的美于它是探求世间现象规律的出发点,它的美在于大胆假设和严格论证的伟大结合,它的美于在它用几个字母符号就能表示若干信息的简单明了,它的美于在它用几个字母符号就能表示若干信息的简单明了,它的美在于对一个问题论证时殊途同归的奇妙感受,它的美在于数学家耗尽终生论证定理的锲而不舍,也在于它在几乎所有学科中的广泛应用。数学美的表现形式也呈现出多样性,从数学的方法及思维看,有简约美、类比美、抽象美、无限美等;从数学内容看,有概念美、公式美、体系美等;从狭义美学意义上看,有对称美、和谐美、奇异美等。而美的数学,在自古崇尚诗书传世的中国,竟也浸染着扑鼻的书香。中国悠久历史所积淀出来的文学底蕴,为中国的数学染上了一层夺目的别样颜色,这就是数学的文采。
  通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,就象古代哲学家、数学家普洛克拉斯断言:"哪里有数,哪里就有美。"数学美的功能,主要体现在下面几个方面:
  一、数学知识的和谐美。和谐美是数学的普遍形式。例如,在推导椭圆的标准方程时,由定义“到两定点F1(c,0)和F2(-c,0)距离之差的绝对值为定长2a 的点的轨迹”可直接写出方程: 。这个方程能正确地表达双曲线的代数形式,但比较复杂,更不便于计算,故化简整理成 。方程中的b开始似乎纯粹是为了追求方程的和谐美而引进的,但在研究双曲线性质时,可进一步发现a、b恰好为双曲线的实、虚轴长,b竟有鲜明的几何解释。教师在推导过程中的示范,唤醒了学生的审美意识,学生也进入到美的境界,得到美的享受。
  二、数学的简洁美。是指数学的表达形式、数学的证明方法和数学的理论体系的结构简洁。几何形体的各种求面积、体积公式,简洁明了,只要符合相关条件,计算无误,就可以得到正确的结果。公式 就是其中一例。几何中完美的图形――圆,内含的圆的面积与半径有着异常简洁和谐的关系,一个传奇的数""把它们紧紧相连。
  三、数学的符号美。对于一个循环小数,可以采用循环节的记数法,简洁准确的表示出来。数学学习中还涉及到许多符号,如四则运算中的"+、几何形体的各种求面积、体积公式,简洁实用,万无一失,只要符合有关条件,计算不出错误,就可以得到正确的结果。
  "+、-、×、÷",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。
  四、数学知识的奇异美。七巧板拼图是家喻户晓的益智玩具之一。用七块板可以拼成一个最简单的正方形,也可以拼出千变万化的复杂图案:如人形、鸟兽、鱼虫、花草、房屋等。通过七巧板拼图练习,学生感到图案之多,图形之美。
  五、数学中的图形美。立体几何中的点、线、面、柱、锥、体的认识和画法,解析几何中的直线与圆,椭圆、双曲线、抛物线,这些图形,无论他们的简单和复杂程度如何,都各自具有独特的美。例如:直线的刚劲有力,圆锥曲线的轻快流畅,平面几何图形的对称美等,都能让学生在认识和掌握各种图形的过程中,体验他们的优美,达到美的感受。
  六、数学知识中的对称美。例如,数学知识中,在一些常见等式中,体现出的对称美:
  12×12=144,21×21=441;
  13×13=169,31×31=961;
  102×102=10404,201×201=40401;
  103×103=10609,301×301=90601。
  数学中的对称美,更一般的体现在函数图象的对称性和几何图形上。前者给我们探求函数的性质提供了方便,后者则运用在建筑、美术领域后给人以无穷的美感。
  七、数学知识中的悬念美。悬念美这种现象,在数学中并不少见。许多数学问题都是从一个看不出任何端倪的方程式开始,运用各种方法,一步步求解,最终得出一个清楚明白的结论。而数学的乐趣,在于人们抱着探求事实真相的态度,满怀好奇的求解过程和最终真相大白时的快感。
  总之,数学并不像一些人认为的那样枯燥乏味,它不是长篇的定理、公式的累积,而是一种美的学科。 “数学,如果正确地看它,不但拥有真理,而且有至高的美。”――罗素。 在数学教学中,我们要充分挖掘数学美的因素,引导学生对美的追求,使他们逐步体验到数学美,从直觉到知觉,从知觉到感悟, 使他们摆脱“苦学”的束缚,走入“乐学”的天地。


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