数学史的论文范文(15篇)
总结创作经历,挖掘创意的来源和成长的点滴。写总结时要有一定的逻辑性,按照时间顺序或者逻辑顺序进行组织和归纳。接下来将为大家分享一些总结的写作思路和方法,希望能激发大家的创造力。
数学史的论文篇一
当前,已经有一部分数学教师意识到了数学史在初中数学课中的积极作用,并尝试着将数学史和初中数学课进行融合。将数学史融入到初中数学课堂教学过程中,不仅让学生对数学课产生了更大的兴趣,让他们在一定程度上消除了对数学的恐惧心理,而且也帮助教师加深了对理论内容的理解。本文先说明了数学史在初中数学课堂中的作用,然后介绍了将数学史融入到初中数学课堂的有效方法,以期提高我国初中数学教育教学质量。
数学史浓缩了数学理论精华,再现了数学探索历程。初中数学教师将数学史融入到初中数学课堂中,不仅能提高学生对数学发展史的了解,从而对数学产生更浓厚的兴趣,指导他们把数学学得更好,而且还能帮助教师巩固数学教育理论知识。总的来说,数学史融入初中数学课堂对学生产生的作用主要表现在以下几个方面:
(一)有利于学生的学习兴趣不断提高。
大多情况下,教师直接讲授初中数学知识点时没有充分结合学生的兴趣点。所以,学生在听数学课时,通常会感觉枯燥无味或者生涩难懂,继而发展到对数学科目产生恐惧心理。如果教师能将与数学有关的历史典故融入到知识点讲解过程中,那么会给学生耳目一新的感觉,让他们顿时提起精神认真听讲,使整堂课的教学氛围更融洽和教学效果更显著。例如,在讲到勾股定理的证明时,学生往往对我国数学家的证明方法很感兴趣。所以,教师可以将课本上勾股定理的中国古代证明方法指引给学生学习,并且附加当前几种非常著名的证明方法,并鼓励学生自己也可以凭借聪明才智证明勾股定理的正确性。这样一来,学生的学习兴趣不但被激发,而且还可能有自己尝试探索的冲动,这对于学生的学习很有帮助。
(二)有利于学生数学情怀的培养及发展。
当前,我国教师在进行教学时很容易受到传统观念和传统方法的影响,继而一味的将知识点不断塞给学生,而不去考虑学生是否能够接受和是否愿意接受。是否能够接受体现了学生的学习能力,是否愿意接受体现了学生的学习态度或者情怀。当前,我国学生学习初中数学非常被动,甚至已经产生了厌恶心理和恐惧心理。究其原因,主要是学生缺乏数学情怀。所以,教师应该借助数学史培养学生的数学情怀。例如,在讲到《圆与直线的位置关系》时,教师可以将阿基米德热衷于研究圆的故事讲给学生听。特别是当一个罗马士兵把刀子架在阿基米德的脖子上时,阿基米德那种为了数学研究孜孜追求甚至不惜付出生命的精神,应该值得我们赞扬,每个学生都应该受此激励而认真对待数学这门科目。要知道,我们现在所学习的数学知识,有的是经过科学家克服重重困难获得的,有的甚至为此付出了自己的生命。
(三)有利于学生自主学习习惯的形成。
当前,我国学生的学习方式比较被动,和我国素质教育对学生的要求截然相反。所以,教师要适当引导学生如何养成良好的自主学习习惯。在这方面,学生可以在教师上新课之前,利用身边现有的材料或资源,对教师准备上的新课内容进行预习。对其中比较重要的内容,可以在课余时间利用网络或其它方式查找与之相关的数学史资料,进而对该数学内容的起源和发展脉络了解得十分清楚,为学好该知识点奠定了基础。例如,教师在讲“函数的概念”之前,可以布置任务让学生事先对“漏刻计时”这种古代计时方法进行了解。那么学生自己就会利用身边一切的资源寻找与之有关的材料,并在此过程中对相关数学知识产生了更深刻的理解。事实上,一个知识点如果是教师直接讲授,往往很容易忘记。但是,如果依靠学生自主探究活动得出,往往记忆非常深刻。再者,在学生利用资料查找和探索的过程中,自主学习的习惯逐渐形成了。
二、将数学史融入到初中数学课堂的有效方法。
以上内容主要涉及到了数学史在初中数学课堂中的作用,我们可以看到,将数学史融入到初中数学当中有如此之多的有利之处,那么接下来本文对如何有效的将数学史融入到初中数学课堂中进行介绍:
(一)课前教师要充分准备。
数学史不仅可以作为导语引用,而且还能作为授课内容进行讲解,一方面以充实授课内容,另一方面以激发学生兴趣。所以,教师在上课之前,有必要根据授课内容选择恰当的数学史故事,以激发学生学习本节课内容的积极性。例如,教师在讲人教版七年级数学上册《一元一次方程》内容前,有必要在授课课件中增加“丢番图年龄”的数学史故事。这样一来,学生通过接触这个故事,已经对丢番图的年龄产生了好奇,并且试图算出丢番图的年龄。这时,如果教师将丢番图的`年龄算法和一元一次方程之间的关系说明,那么一方面学生对教师提出一元一次方程的内容不感到那么突然,另一方面也能带着这个疑问进行更深入的学习。
(二)课堂授课时适当穿插故事。
处于初中阶段的学生,在心智水平、自我控制能力等诸多方面都表现出了不足,经常会因为这些原因难以坚持认真听教师讲课。如果教师能在此时穿插一些有名的数学史故事,那么可以让学生瞬间兴奋起来。例如,在教师讲到《勾股定理》这一内容时,往往会提到这一定理的另一个名称———毕达哥拉斯定理。而学生由于在此之前并未接触过这方面内容,自然就会想到为何一个定理会出现中西两种不同的称呼。随着教师运用数学史内容解释其中缘由,学生才明白这是因为我国在勾股定理的发现、证明和运用等方面均领先西方国家两千多年。如此一来,不仅有效引起了学生对这一内容的注意,更在一定程度上提高了学生作为中华民族中的一员的自豪感。
(三)课外及时巩固。
学生的学习不仅仅是在课堂上,课外也是学生习得知识和技能的重要途径。所以,教师在课堂授完课以后,还要给学生布置一定的作业。这种作业不应该停留在传统作业层面,而应该突出学生创新能力的培养。为此,作业可以是和数学史故事有关的阅读活动,也可以是探究数学史中涉及到的数学问题的活动。这样一来,学生不仅对数学史更加了解,而且还能进一步提升学生对数学的兴趣,以及提高他们探究数学魅力的欲望。例如,教师在讲完不等式的内容之后,可以布置任务让学生阅读与不等式产生有关的数学史,以进一步提高他们对所学内容的认识和理解,这对于他们的学习很有帮助。
三、结语。
综上所述,将数学史融入到初中数学教学过程当中,不仅有利于学生学习兴趣的提高和自主学习习惯的形成,还有利于学生数学情怀的培养及发展。所以,教师要在课前为所授课的内容做充分准备,以获得预期教学效果。要在课堂授课过程中,将数学史故事灵活穿插到授课内容中,以激发学生的学习兴趣。要在授完课后,布置与数学史故事有关的任务或作业给学生,以巩固他们对数学内容的理解。只有这样,我国初中学生的素养才能更好的全面发展,我国数学教学质量才能有希望更进一步。
参考文献:
[1]邹创名.数学史融入初中数学教育的实践探讨[j].中学课程辅导:教学研究,(11):13.
[2]林平.浅谈数学史融入初中数学课堂的意义和教育价值[j].新课程(中),(5).
数学史的论文篇二
1.设计专业的特殊性与艺术感知教育的影响传统的艺术类专业把艺术的感知力培养作为一项重要内容贯穿于艺术教育中,而设计专业本身是多学科的综合专业和边缘学科,涉及的专业知识比较广泛,艺术感知教育只是设计教育的一部分,因为设计专业面向的是人,所有设计均以人为本体,进行设计分析和设计实施,教育方面的争论实际上就是功能与形式的问题,网站设计或者网页设计,依托的是技术,面向的是普通受众人群,在设计时自然是以技术的可实现为前提,以受众的各种感知习惯为参照进行设计,纯粹的艺术形式感的最求是与设计的实质不符的,功效永远都是设计的先决考虑因素,即功能决定形式。在人们的习惯认知中,网页的设计等同于美工,实际上网站应该作为一个整体进行考虑,所有分工的协作都应按照这个整体布置来实施,按照行业中的界面设计流程,信息的架构应该是先于视觉的设计进行。
2.信息设计意识有待加强信息设计意识的薄弱来自于传统的平面设计或者视觉传达设计专业的自身定位与认知,由于视觉传达设计研究的是视觉表达的问题,是视觉传达过程中的各种现象规律的研究,当遇到新的数字网络平台之后,产生了新的设计需求,急需对自身认知重新定义。网站的设计,就应该恢复其本身的本质设计定位:有效的传递信息,减少受众在寻找检索目标信息位置、获取目标信息内容的过程中遇到的阻碍。设计的对象本身是一种信息,设计围绕的是如何实现对信息设的效能传递进行设计。信息设计意识的培养还没有系统的融入到设计专业中来,而新的信息艺术设计专业却因此区别于视觉设计而诞生,这个应该是同一个应用领域的不同发展阶段,直接割裂不利于设计专业自身的发展和对专业自身的思考。
3.信息设计的方法和表现手段匮乏信息设计的方法实际上依然是设计专业的基础课程所涉及的方法和基础理论,信息设计方法和手段的匮乏,也是设计知识基础教育方面遇到的困难表现出来的一种现象,即知道基础设计知识,但不知道如何运用基础知识进行设计的问题。信息设计的表现方法和手段实际上更多的是依据设计目标所需要的控制和把握,把数视觉传达原理灵活运用于信息的视觉化设计,即视觉传达设计能力是信息设计顺利开展的基本表达手段。
二、基于情境模式的信息设计的思维能力培养。
情境模式最早出现在工业设计领域,称呼为情景模式,是针对工业产品设计的可用性提出的`一种解决方法,网站设计本身也是一种产品,也面临着产品的设计怎么检验的问题,由于设计的目的具有共同性:以人为本,所以很多工业设计领域的成熟的设计方法和流程是可以引入到网站设计中进行参照,这些方法基本上是以较为严谨的逻辑思维做支撑,去做研究和分析,才会有更接近于实际情况的设计依据。
1.具体情境下的信息架构分析与组织训练在以网站案例进行教学实践的基础上,确立情境模式中功能决定形式的基本前提,在具体实施过程中,以目标导向决定具体的设计过程。案例教学能为师生之间提供同样的决策信息,使情境的设定与分析都有着共同的基础3,在交流过程中,对出现的问题和提出的解决方案,更容易被学生理解和掌握。信息设计的基本研究方法按照受众研究、情境建模、需求定义、信息与功能架构、设计的细化、技术支持与视觉设计制作六个环节进行4,情境模型的建立需要对受众做基本的群体研究和分析,在确立情境模型之后,必须依据情境的条件和受到的限制,去分析信息的设计。首先,在选定制作的网站主题后,要求学生就网站的受众群体的可能的行为进行分析和研究;其次,在研究分析的基础上对典型的受众进行抽象,进而定义典型的受众角色,分析角色在访问网站时会有哪些行为,遇到哪些问题,并要求学生就这些问题,按照习惯的认知思维提出解决方案,所有设计方案应建立在正常的思维逻辑基础之上,重点在于关注受众群体对具体的页面访问行为发生的记录以及这些记录数据背后的普遍性的思维逻辑,而不是用主观意识的猜测去替代和想象受众的信息获取行为。最后,将拟定的情境下的某种操作过程完整的展示出来,用情境的限制引导学生去思考,重视对信息设计中逻辑思维的重要作用。
2.情境设定主导下的信息架构思维训练网站的各个信息模块之间有着不同层次的关联逻辑和认知逻辑,受众在网站信息群中,寻找目标信息依据的就是信息之间的关联逻辑规律与认知逻辑规律。依据设定的情境,按照逻辑思维的习惯和各类信息之间的逻辑关联对网站本身的信息内容进行全面梳理,指导学生对网站项目中涉及的各种需要在页面上展示的信息进行归类,同时,对网站的各个部分的功能根据情境条件进行分析和策划,最后对整个网站的信息进行架构安排,由学生自己讲解网站的信息架构的分析和架构,以及网站的功能的交互过程安排的方案。
3.“可用性与易用性原则”的交互检验在网站项目进行到设计细化以及技术支持或者技术模拟支持的环节之后、视觉效果设计之前的进程的时候,网站的交互操作基本按照之前的构想实现,就可以进入检验的环节,每个网站设计任务的非设计参与人员参与该项目的检验,即按照既定的情境和模拟的典型受众对网站进行操作,检验网站的可用性和易用性,并作出评估,让学生在这个过程中去体验设计的成果,增强自己对网站设计遇到的各种问题的体验度,培养学生从受众的角度去思考怎样获取目标信息的工作习惯。
三、情境模式下信息设计思维能力培养的总结。
设计专业是应用型专业,对设计所涉及的领域不能固定的以原有的专业框架和习惯认知为前提作茧自缚,设计教育应该以解决问题为标准,围绕解决问题,能制定出系统的解决方案,能在设计实践中具备寻找和发现实质的现实的可执行的方法和途径。情境模式就是基于主动设定条件,发现问题,探索方法解决问题的一个过程,这个过程是实际项目中有较高的出现概率,完成这个过程必须有较为细致的思维能力。情景模式主导下的信息设计思维能力的培养方式,目标明确,即按照人的逻辑思维习惯去安排、区分和组织网站的信息,使信息模块分类合理,信息模块间的联系更加明确易寻,减轻受众检索和查找目标信息的大脑负荷;同时将由大量文字的信息转为为受众易于接受的、能在短时间内轻松理解的图文并茂的信息而不觉得枯燥和单调。
数学史的论文篇三
课程标准指出:现代信息技术的迅速发展和广泛普及,对数学课程和教学产生了重大的影响。基于上海市中小学信息化建设已有良好的内部基础和外部环境,数学课程必须大力加强现代信息技术的应用,发挥现代信息技术对数学课程改革的积极作用,使现代信息技术成为学生学习的有效手段和工具。利用现代信息技术,大力拓宽数学学习的渠道,促进数字化学习的开展,推动学习方式的转变;积极推进数学课堂教学改革,改善数学教学的过程。我校三年级备课组,正在研究创智云课堂在数学教学中的影响及优势。本节课是一节基于aischool教学平台,学生使用pad进行学习的云课堂数学实践课。在数学知识方面,学生在学习本课之前,学生在一年级时已经学习了长度的测量,已具备一些几何的基础知识,如正方形4条边是相等的,圆形的边是弯曲的等。在信息技术方面,学生已经熟悉aischool教学平台,能够进行在线视频拍摄,利用pad完成练习并且提交,能够利用画笔功能、直线功能等进行绘图。
二、案例分析。
1.教学片断:让学生认识“一周”(1)(出示3片叶子)师:这里有3片叶子,3个小蚂蚁打算沿着叶子的边爬一圈,你觉得谁爬的路程长呢?师:你能在pad上用画笔描出它爬行的轨迹吗?(利用aischool平台推送图片,学生在自己的pad上描边;投影个别学生描的过程;拍摄1个学生描的过程。)师:大家都描好了,大屏幕上是4位同学的作品,我们来欣赏一下。王老师还拍摄了××同学描的过程,一起来看一看。师:大家刚才描的一圈,也叫一周(板书:一周)。(2)师:这里有5只小蚂蚁也爬了(动画演示爬的过程),请判断哪只小蚂蚁是沿着树叶爬了一周(如图1所示)。图1此时,用aischool教学平台反馈正确率。(重放错误比较多的蚂蚁爬行动画)问:为什么3号和4号蚂蚁爬的轨迹不是这片树叶的一周?生:因为3号蚂蚁没有爬完一周,而4号蚂蚁爬的路径有所重复。(3)小结:是的。一周的起点和终点相互重合,之间没有重复的线段;如果起点和终点没有重叠,那也不是一周。【分析】本环节主要解决周长概念中“一周”的含义,认识了“一周”才能了解一周的长度是周长。为了帮助学生理解“一周”主要设计了2个活动。一是利用pad的画笔功能沿树叶的边描一圈,一圈就是一周。通过aischool平台,不仅将学生描的结果展示,而且展示了描的过程,这是传统课无法实现的。二是为了进一步加深对“一周”的理解,通过aischool平台推送5道判断题,然后根据平台及时生成的正确率,借助于动画演示进行讲解,这也是aischool平台的优势之一,可以第一时间提供数据给执教教师。2.教学片断:度量周长师:你们想不想自己动手来量一量图形的周长呢?王老师给大家准备了3个图形(如图2所示),还有一些测量的工具:直尺、线、皮尺。请大家2人一组,选择合适的测量工具,来量一量、算一算这些图形的周长,然后把测量的结果填写在记录单上(利用aischool平台推送记录单,选择4个学生的记录单投影)。使用aischool在线拍摄功能,将学生量周长的操作过程拍摄投影到大屏幕。生:圆形形用皮尺绕一圈,再看刻度是多少就能得到周长。生:先用线绕圆形一周,做好标记后用尺量。教师小结:大家真棒!可以根据图形的`特点选用不同方法来测量周长。当图形的外框是直线型的,我们可以用尺测量出每条边的长度,然后计算除这个图形的周长。当图形的外框是曲线型的,我们可以用皮尺或者绳子这些软的,可以绕的工具。【分析】本环节是学生动手测量3个图形的周长,通过两人合作,根据图形的特征选择合适的测量工具进行测量。在反馈的过程中,教师借助于aischool平台投影了学生测量的结果,还通过aischool平台的在线视频功能将圆形的测量的过程展示出来。
三、教学反思。
在本节课中,教师主要选择使用了aischool平台中的即时生成答题准确率,多个学生设备同时投影,在线拍摄等功能辅助教学。这些功能突显了aischool教学平台在课堂反馈中的优势,这些优势也为我们培养学生的思维提供了新的路径。在“认知周长”的环节中,为了检测学生对“一周”这个概念的认知时,教师推送了一组判断题,学生答完题,随即将全班的答题正确率公布在了大屏幕上,根据这个正确率,可以找准学生的困惑,使教师的指导更具针对性。在学生描树叶、分类辨析哪些平面图形有周长、画“周长为12厘米的图形”时,通过aischool平台同时将多个学生的pad投影出来,这样可以将学生解决这些问题的动态过程全部的展示。特别值得一提的是,在测量3个平面图形的环节中,学生合作使用适合的测量工具测量周长,反馈如何测量圆形的周长时,利用了aischool平台的在线拍摄功能,一个学生操作演示,另一个学生用pad拍摄,这样可以清晰地将学生测量周长的过程展示在全班学生面前,这样不仅展示的是测量的结果,更是解决问题的过程和方法。在这样手脑并用的数学课堂上,每个学生的思维在各自不同的基础上得到了提升,让学生的智慧得以闪现,让学生的学习兴趣得以激发。
四、结束语。
通过这节课的课例研究,笔者越发感受到平板电脑辅助教学的优越性,尤其在体现在课堂反馈中。移动终端是课堂上高效的辅助设备,它提升了课堂的学习节奏,增强了学生学习兴趣,更帮助学生理解周长的意义。同时也清楚地认识到,移动终端教学也不是万能的,还是需要将它与传统课堂相互结合,为学生提供更高效的学习的平台。
数学史的论文篇四
摘要:像其它院校教学一样,在职业技术院校的数学教育中,数学史不仅发挥着不可磨灭的作用,而且能够有效的开发学生的数学思维能力,让学生懂得掌握数学的思想。
因此,文章就数学史的教育价值进行了一定程度的分析,以便进一步发挥数学史的教育价值。
关键词:数学史数学教学。
只有真正读懂历史、懂得历史的人,才能够对于数学进行进一步的理解。
法国著名的数学家亨利庞加莱曾经说过这样一句话:“如果我们想要对数学的未来进行预测,我们首先就需要了解到数学这一门学科的历史以及现状。”随着最近几年职业技术院校的教育改革来看,已经将数学的文化价值推到了台前,也就使得人们对于数学史的关注越来越多。
一、数学史概念。
数学史作为一门科学,研究了数学科学的发展以及规律,换句话说,就是对于数学研究的历史。
数学史不仅仅是对数学内容、思想、方法的一种追溯,更多的是对于影响数学发展的各种因素的探索,也包含了在人类文明的发展上,数学史所带来的影响。
所以,数学史不仅仅只是包含了数学本身,更多的是包含了文化、历史、哲学等众多的学科,属于一门交叉性较强的学科。
二、数学史在职业技术学校开展的必要性。
在职业技术学院这一大环境之下,很多教师对于数学这一门课程都没有足够的重视,就谈不上数学史的教学了。
因为,很多教师和学生都认为职业技术学院的学生就是为了学习专业的技术而来的,对于一些纯理论的东西是可有可无的。
因此,在数学系当中,对于数学史的学习就没有引起足够的重视,而数学史知识的严重缺乏也就成为了学生在之后数学教育或者是科研方面的一大阻碍。
因此,无论是否是职业技术学校,我们都需要从心里认识到数学史教育的必要性,要了解数学史的教育价值,从而在日常的`教学当中,将数学史当做一门重点来抓,从而弥补以往在数学史这一方面的不足。
在目前的职业技术院校的教育当中,已经越来越多的融入了数学史的教育,而对于数学教育,数学史的主要作用存在以下几点:
(一)有利于帮助学生理解数学。
当数学家发现数学的时候,其思考是火热的,但是一旦研究结束了,我们面前呈现出来的则是“冰冷”的公式。
所以,通过我们对于数学史的了解以及说明,我们就能够了解到在数学的研究当中,数学家是如何思考的、进行的。
例如:为什么古希腊人在开展数学的时候,要使用公理化的方法进行开展?古希腊人所处的是何种时代背景。
而古希腊数学与中国的古代教育又存在如何的区别?弄明白了这些情况,对于学生在数学方面的理解能力的提高也有着一定的作用。
而对数学老师而言,想要上好数学课,就需要自身具备良好的数学修养。
(二)有利于数学宏观认识的提高。
作为一名专业的数学老师,并非是将书本上的知识传授给学生就完事了,更多的是需要为学生讲解数学发展的历史。
作为一名优秀的数学教师,不仅需要授人以业,更多的是需要授人以法,从而做到受人以道。
而在这里所说的“法”与“道”就要求了教师能够从宏观方面对于数学发展的情况能够理顺,能够深入到数学的本质当中去。
数学史对于创新数学教育来说,起到了引导的作用。
在数学史当中详细的对数学家在发现与发明的过程进行了及摘,数学老师对学生进行讲述后,也能够培养学生的创造力,让学生懂得如何去创造。
例如:在公元263年,在我国古籍《九章算术》的注释当中,刘微对于在圆周长计算当中的“割圆”思想提出了计算,而他在论述当中所说的:“割之弥细,所失弥少,以至于不可割,则与圆周合体,而无所失!”就成为了一种创新的激励,激励着学生的学习。
(三)促进学生培养良好的科学品质、正确的世界观。
在接受职业技术教育的学生当中,大部分都是因为学生上的受过挫折的。
尤其是在当今社会下注重分数轻视能力的大背景下,很多学生在思想上认为自己无法和考上了名牌大学的学生相比较,从而失去了自信心,给自己带上了“差生”的帽子。
而这一种消极的状态则在学生日常的方方面面表现了出来。
因此,他们在课堂之上除了掌握基本的知识点之外,更重要的是培养良好的人文素养。
数学史为数学教育德育功能的实现提供了一定的帮助。
进行数学史教学能够提升学生对于数学学习的兴趣,也能够达到活跃数学课堂氛围的效果,从而有利于教学效率的提高。
对于我国现代数学家的伟大贡献的讲述,能够起到一定的激励作用。
而丰富的数学史料的融入能够培养出学生正确的价值观、情感以及态度。
展示在数学领域当中古今中外的数学家的崇高精神以及伟大的人格对于学生培育学科精神、完善道德都起到了不可磨灭的作用。
此外,在史料当中,对于数学家所犯的“低级”措施的恰当引出,对于学生正确的、理性的看待学习当中的失败,形成良好的科学品行也起到了至关重要的作用。
(四)数学史为之后的科研事业打下了坚实的基础。
对于学生以后的数学研究工作来说,数学史是良好的方法论基础。
“科学能够带给我们丰富的知识,但是历史却能够让我们拥有智慧。”现阶段的职业技术学生的学生也不可能从而很多的数学科研工作。
但是,数学史对于以后志向在数学方面的学生,仍然起到了重要的作用。
数学史能够提升学生的科研意识的培养。
通过数学史的学习,学生能够清楚的了解到数学问题的提出、解决以及哪些问题一直困扰着大家。
数学史也能够为了学生之后的科研方向提供一定的基础。
目前来说,数学的各个分支发展是极为不平衡的。
很多分支虽然起步相对较晚,但是依然存在较大的进步控制,而这就成为了数学工作者一展才华的天堂。
虽然,目前的职业技术学校的学生对于各个数学分支的认识相对有限,并且这一种有限的认识会影响到学生以后的选择。
但是数学史的融入,不但可以帮助学生理顺数学的发展,还能够为他们之后的发展提供专业性的意见。
数学史的论文篇五
流形是20世纪数学有代表性的基本概念,它集几何、代数、分析于一体,成为现代数学的重要研究对象。在数学中,流形作为方程的非退化系统的解的集合出现,也是几何的各种集合和允许局部参数化的其他对象。〔1〕53物理学中,经典力学的相空间和构造广义相对论的时空模型的四维伪黎曼流形都是流形的实例。
流形是局部具有欧氏空间性质的拓扑空间,粗略地说,流形上每一点的附近和欧氏空间的一个开集是同胚的,流形正是一块块欧氏空间粘起来的结果。从整体上看,流形具有拓扑结构,而拓扑结构是“软”的,因为所有的同胚变形会保持拓扑结构不变,这样流形具有整体上的柔性,可流动性,也许这就是中文译成流形(该译名由着名数学家和数学教育学家江泽涵引入)的原因。
流形作为拓扑空间,它的起源是为了解决什么问题?是如何解决的?谁解决的?形成了什么理论?这是几何史的根本问题。目前国内外对这些问题已有一些研究〔1-7〕,本文在已有研究工作的基础上,对流形的历史演变过程进行了较为深入、细致的分析,并对上述问题给予解答。
二、流形概念的演变。
流形概念的起源可追溯到高斯(,1777-1855)的内蕴几何思想,黎曼(n,1826-1866)继承并发展了的高斯的想法,并给出了流形的描述性定义。随着集合论和拓扑学的发展,希尔伯特(t,1862-1943)用公理化方案改良了黎曼对流形的定义,最终外尔(,1885-1955)给出了流形的严格数学定义。
1.高斯-克吕格投影和曲纹坐标系。
十八世纪末及十九世纪初,频繁的拿破仑战争和欧洲经济的发展迫切需要绘制精确的地图,于是欧洲各国开始有计划地实施本国领域的大地测量工作。1817年,汉诺威政府命令高斯精确测量从哥廷根到奥尔顿子午线的弧长,并绘制奥尔顿的地图,这使得高斯转向大地测量学的问题与实践。高斯在绘制地图中创造了高斯-克吕格投影,这是一种等角横轴切椭圆柱投影,它假设一个椭圆柱面与地球椭球体面横切于某一条经线上,按照等角条件将中央经线东、西各3°或1.5°经线范围内的经纬线投影到椭圆柱面上,然后将椭圆柱面展开成平面。
采用分带投影的方法,是为了使投影边缘的变形不致过大。当大的控制网跨越两个相邻投影带,需要进行平面坐标的邻带换算。高斯-克吕格投影相当于把地球表面看成是一块块平面拼起来的,并且相邻投影带的坐标可以进行换算。这种绘制地图的方式给出了“流形”这个数学概念的雏形。
大地测量的实践导致了高斯曲面论研究的丰富成果。由于地球表面是个两极稍扁的不规则椭球面,绘制地图实际上就是寻找一般曲面到平面的保角映射。高斯利用复变函数,得出两个曲面之间存在保角映射的充要条件是两个曲面的第一类基本量成比例。高斯关于这一成果的论文《将一给定曲面投影到另一曲面而保持无穷小部分相似性的一般方法》使他获得了1823年哥本哈根科学院的大奖,也使他注意到当比例常数为1时,一个曲面可以完全展开到另一个曲面上。高斯意识到这个成果的重要性,在论文的标题下面写下了一句话:“这些结果为重大的理论铺平了道路。”〔8〕189这里重大的理论就是高斯后来建立的内蕴几何学。
全面展开高斯的内蕴几何思想的是他1827年的论文《关于曲面的一般研究》,这是曲面论建立的标志性论述。〔2〕163高斯在这篇文章中有两个重要创举:第一,高斯曲率只依赖于曲面的度量,即曲面的第一基本形式;第二,测地三角形内角和不一定等于180°,它依赖于三角形区域的曲率积分。高斯的发现表明,至少在二维情况下可以构想一种只依赖于第一基本形式的几何,即曲面本身就是一个空间而不需要嵌入到高维空间中去。〔3〕32,〔4〕308高斯在这两篇论文中都使用曲纹坐标(u,v)表示曲面上的一个点,这相当于建立了曲面上的局部坐标系。突破笛卡尔直角坐标的局限性是高斯迈出的重要一步,但问题是:曲纹坐标只适用于曲面的局部,如果想使曲面上所有的点都有坐标表示,就需要在曲面上建立若干个局部坐标系,那么这些坐标系是否彼此协调一致?这是高斯的几何的基础。高斯当时不具备足够的数学工具来发展他的几何构想,但高斯对空间的认识深刻地影响了黎曼。
2.黎曼的“关于几何基础的假设”
黎曼在1851年的博士论文《单复变函数的一般理论》中,为研究多值解析函数曾使用黎曼面的概念,也就是一维复流形,但流形是什么还没有定义。在高斯的几何思想和赫巴特(t,1776-1841)的哲学思想的影响下,黎曼1854年在哥廷根做了着名演讲《关于几何基础的假设》,演讲中他分析了几何的全部假设,建立了现代的几何观。〔5〕2全文分三部分,第一部分是n维流形的概念,第二部分是适用于流形的度量关系,第三部分是对空间的应用。
黎曼在开篇中提到:“几何学事先设定了空间的概念,并假设了空间中各种建构的基本原则。关于这些概念,只有叙述性的定义,重要的特征则以公设的形态出现。这些假设(诸如空间的概念及其基本性质)彼此之间的关系尚属一篇空白;我们看不出这些概念之间是否需要有某种程度的关联,相关到什么地步,甚至不知道是否能导出任何的相关性。从欧几里得到几何学最着名的变革家雷建德,这一领域无论是数学家还是哲学家都无法打破这个僵局。这无疑是因为大家对于多元延伸量的概念仍一无所知。因此我首先要从一般量的概念中建立多元延伸量的概念。”〔9〕411从开篇中我们可以看到黎曼演讲的目的所在:
建立空间的概念,因为这是几何研究的基础。黎曼为什么要建立空间的概念?这与当时非欧几何的发展有很大关系。罗巴切夫斯基(hevsky,1793-1856)和波约(,1802-1860)已经公开发表了他们的非欧几何论文,高斯没有公开主张非欧几何的存在,但他内心是承认非欧几何并做过深入思考的。然而就整个社会而言,非欧几何尚未完全被人们接受。黎曼的目的之一,是以澄清空间是什么这个问题来统一已经出现的各种几何;并且不止如此,黎曼主张一种几何学的全局观:作为任何种类的空间里任意维度的流形研究。
黎曼在第一部分中引入了n维流形的概念。他称n维流形为n元延伸量,把流形分为连续流形与离散流形,他的研究重点是把连续流形的理论分为两个层次,一种是与位置相关的区域关系,另一种是与位置无关的大小关系。用现代术语来讲,前者是拓扑的理论,后者是度量的理论。黎曼是如何构造流形呢?他的造法类似于归纳法,n+1维流形是通过n维流形同一维流形递归地构造出来的;反过来,低维流形可以通过高维流形固定某些数量简缩而成。这样每一个n维流形就有n个自由度,流形上每一点的位置可以用n个数值来表示,这n个数值就确定了一个点的局部坐标。黎曼这种构造流形的方法显然是受到赫巴特的影响。赫巴特在《论物体的空间》中提到:
“从一个维度前进到另一个维度所依据的方法,很明显是一个始终可以继续发展的方法,然而现在还没有人会想到按空间的第三个维度去假设空间的第四个维度。”〔10〕197可看出黎曼受到赫巴特的启发并突破了三维的限制按递归的方法构造了n维流形,这种构造方法体现了几何语言高维化的发展趋势。从本质上讲,黎曼的“流形”概念与当时格拉斯曼(h.ann,1809-1877)的“扩张”概念和施莱夫利(l.schlafli,1814-1895)的“连续体”概念基本一致.〔6〕83流形应具有哪些特征呢?黎曼提到:
“把由一个标记或者由一条边界确定的流形中的特殊部分称为量块(quanta),这些量块间数量的比较在离散情形由数数给出,在连续情形由测量给出。测量要求参与比较的量能够迭加,这就要求选出一个量,作为其他量的测量标准。”〔9〕413黎曼在此使用的量块体现了现在拓扑学中的邻域概念的特征,“参与比较的量能够迭加”则是要求两个量块重叠的部分有统一的测量标准,即保证任意两个局部坐标系的相容性,这在后来由希尔伯特发展为n维流形局部与n维欧氏空间的同胚。黎曼这种引入点的坐标的方法并不是很清晰的,这种不清晰来自他缺乏用邻域或开集来覆盖流形进而建立局部坐标系的思想。11〕8在文章第二部分黎曼讨论了流形上容许的度量关系。他在流形的每一点赋予一个正定二次型,借助高斯曲率给出相应的黎曼曲率概念。进一步,黎曼陈述了一系列曲率与度量的关系。曲面上的度量概念,等价于在每一点定义一个正定的二次型,亦称为曲面的第一基本形式。自高斯以来,第一基本形式的内蕴几何学几乎一直占据着微分几何的中心位置。从后来的希尔伯特和外尔的流形的定义可看出,他们都延续了高斯的内蕴几何思想。
3.希尔伯特的公理化方法。
从19世纪70年代起,康托尔(g.cantor,1845-1918)通过系统地研究欧几里得空间的点集理论,创立了一般集合论,给出了许多拓扑学中的概念。康托尔的研究为点集拓扑学的诞生奠定了基础,这使得希尔伯特能够利用一种更接近于拓扑空间的现代语言发展流形的概念。希尔伯特在1902年的着作《几何基础》中引进了一个更抽象的公理化系统,不但改良了传统的欧几里得的《几何原本》,而且把几何学从一种具体的特定模型上升为抽象的普遍理论。在这部着作中他尝试以邻域定义二维流形(希尔伯特称之为平面,而把欧氏平面称为数平面),提出了二维流形的公理化定义:
“平面是以点为对象的几何,每一点a确定包含该点的某些子集,并将它们叫做点的邻域。
(1)一个邻域中的点总能映射到数平面上某单连通区域,在此方式下它们有唯一的逆。这个单连通区域称为邻域的像。
(2)含于一个邻域的像之中而点a的像在其内部的每个单连通区域,仍是点a的一个邻域的像。若给同一邻域以不同的像,则由一个单连通区域到另一个单连通区域之间的一一变换是连续的。
(3)如果b是a的一个邻域中的任一点,则此邻域也是b的一个邻域。
(4)对于一点a的任意两个邻域,则存在a的第三个邻域,它是前两个邻域的公共邻域。
(5)如果a和b是平面上任意两点,则总存在a的一个邻域它也包含b.”
〔12〕150可以看出在希尔伯特的定义中,(1)和(2)意味着在平面(二维流形)的任意一点的邻域到数平面(欧氏平面)的某单连通区域上都能建立同胚映射。(3)-(5)意图是要在平面(二维流形)上从邻域的角度建立拓扑结构。希尔伯特的定义延续了黎曼指明的两个方向:流形在局部上是欧氏的(这一点黎曼已经以量块迭加的方式提出),在整体上存在一个拓扑结构。这个拓扑结构希尔伯特显然要以公理的方法建立(这一工作后来由豪斯道夫完成,豪斯道夫发展了希尔伯特和外尔的公理化方法,在1914年的着作《集论基础》中以邻域公理第一次定义了拓扑空间),〔13〕249但与豪斯道夫的邻域公理相比,他的定义还不完善,比如(3)中描述的实际上是开邻域。另外,他没有提流形须是一个豪斯道夫空间。希尔伯特已经勾勒出流形的基本框架,随着拓扑学的发展,外尔完善了希尔伯特的工作,给出了流形的现代形式的定义。
4.外尔对流形的现代形式的定义。
(a)给定一个称为”流形f上的点“的集合,对于流形f中的每一点p,f的特定的子集称为f上点p的邻域。点p的每一邻域都包含点p,并且对于点p的任意两个邻域,都存在点p的一个邻域包含于点p的那两个邻域中的每一个之内。如果u0是点p0的一个邻域,并且点p在u0内,那么存在点p的一个邻域包含于u0.如果p0和p1是流形f上不同的两个点,那么存在p0的一个邻域和p1的一个邻域使这两个邻域无交,也就是这两个邻域没有公共点。
(b)对于流形f中每一定点p0的每一个邻域u0,存在一个从u0到欧氏平面的单位圆盘k0(平面上具有笛卡尔坐标x和y的单位圆盘x2+y21)内的一一映射,满足(1)p0对应到单位圆盘的中心;(2)如果p是邻域u0的任意点,u是点p的邻域且仅由邻域u0的点组成,那么存在一个以p的像p′作为中心的圆盘k,使得圆盘k中的每一点都是u中一个点的像;(3)如果k是包含于圆盘k0中的一个圆盘,中心为p′,那么存在流形f上的点p的邻域u,它的像包含于k.”〔15〕17可以看出,(a)从邻域基的角度定义了f是一个豪斯道夫空间。(b)中的映射为一一的、双向连续的(即同胚)映射,这样(b)定义了f中任意一点都有一个邻域同胚于欧氏空间中的一个开集。外尔给出的这个定义正是现代形式的流形的定义,尽管外尔的定义是针对二维的情形,但本质上给出了流形精确的数学语言的定义,并且推广到高维没有任何困难。
一般认为,高维流形的公理化定义由维布伦(,1880-1960)和怀特黑德(ead,1861-1947)于1931和1932年给出,即把流形作为带有最大坐标卡集和局域坐标连续以及各阶可微变换的点集。实际上,这种看法没有足够重视外尔1919年对黎曼讲演的注释,特别是未能利用外尔1925年的长文《黎曼几何思想》。事实上,除了未对高阶微分结构予以明确区分外,外尔的注释和长文中实质上包含了高维微分流形的定义。
三、流形理论的发展。
我们上面提到的流形指拓扑流形,它的定义很简单,但很难在它上面工作,拓扑流形的一种---微分流形的应用范围较广。微分流形是微分几何与微分拓扑的主要研究对象,是三维欧氏空间中曲线和曲面概念的推广。可以在微分流形上赋予不同的几何结构(即一些特殊的张量场),对微分流形上不同的几何结构的研究就形成了微分几何不同的分支。常见的有:
1.黎曼度量和黎曼几何。
仿紧微分流形均可赋予黎曼度量,且不是惟一的。有了黎曼度量,微分流形就有了丰富的几何内容,就可以测量长度、面积、体积等几何量,这种几何称为黎曼几何。黎曼这篇《关于几何学基础的假设》的就职演说,通常被认为是黎曼几何学的源头。但在黎曼所处的时代,李群以及拓扑学还没有发展起来,黎曼几何只限于小范围的理论。大约在1925年霍普夫(,1894-1971)才开始对黎曼空间的微分结构与拓扑结构的关系进行研究。随着微分流形精确概念的确立,特别是嘉当(,1869-1951)在20世纪20年代开创并发展了外微分形式与活动标架法,李群与黎曼几何之间的联系逐步建立了起来,并由此拓展了线性联络及纤维丛的研究。
2.近复结构和复几何。
微分流形m上的一个近复结构是m的切丛tm的一个自同构,满足j·j=-1.如果近复结构是可积的,那么就可以找到m上的全纯坐标卡,使得坐标变换是全纯函数,这时就得到了一个复流形,复流形上的几何称为复几何。
3.辛结构和辛几何。
微分流形上的一个辛结构是一个非退化的闭的二次微分形式,这样的流形称为辛流形,辛流形上发展起来的几何称为辛几何。与黎曼几何不同的是,辛几何是一种不能测量长度却可以测量面积的几何,而且辛流形上并没有类似于黎曼几何中曲率这样的局部概念,这使得辛几何的研究带有很大的整体性。辛几何与数学中的代数几何,数学物理,几何拓扑等领域有很重要的联系。
四、结语。
以上谈到的是流形的公理化定义的发展历史,其线索可概括为高斯---黎曼---希尔伯特---外尔。导致流形概念诞生的根本原因在于对空间认识的推广:从平直空间上的几何,到弯曲空间上的流形概念的历史演变几何,再到更抽象的空间---流形上的几何。流形概念的一步步完善与集合论和拓扑学的发展,特别是邻域公理的建立密不可分,(微分)流形已成为微分几何与微分拓扑的主要研究对象,并发展成多个分支,如黎曼几何、复几何、辛几何等。所以说,几何学发展的历史就是空间观念变革的历史,伴随着一种新的空间观念的出现和成熟,新的数学就会在这个空间中展开和发展。
参考文献。
〔3〕conceptofmanifold,1850-1950[c]//yofdam:elseviersciencepublisheres,1999:25-64.
〔4〕[德]莫里斯·克莱因。古今数学思想:第三册[m].万伟勋,石生明,孙树本,等,译。上海:上海科学技术出版社,2003.
数学史的论文篇六
摘要:小学数学课堂教学以学生掌握更多数学知识、实现小学数学有效教学为终极目标。而在小学数学教学的过程中,适当将数学史融入其中,不仅能够丰富教学内容,健全学生数学知识体系,还能培养学生树立正确的数学观,激发学生学习兴趣,为实现小学数学教学目标提供有利条件。本文谈谈如何将数学史适当融入小学数学课堂教学。
关键词:小学数学;数学史;课堂教学;小学生。
数学作为一门自然学科,抽象性较强,如果教师在教学过程中存在教学方法不得当、综合素质较低等问题,就会导致小学生对数学产生畏难心理,失去学习数学的兴趣和信心。针对目前我国大部分小学数学课堂教学存在的问题,将数学史适当融入小学数学课堂教学就显得尤为必要,这不仅是学生学习知识的需要,更是现代数学教育发展的必然趋势。
一、提升数学教师综合素质。
数学教师综合素质的高低直接影响学生掌握数学知识的程度。由于长期受我国应试教育的影响,很多数学教师只注重自身数学解题技能水平的提升以及向学生传授数学解题方法;但在目前小学数学知识更新速度日新月异的情况下,教师的综合素质就会显得力不从心,尤其数学史方面的知识更是知之甚少。甚至有的数学老师始终认为即便是掌握丰富的数学史知识,在考试时数学史也不会作为考试内容,还不如把学习数学史的时间腾出来向学生多讲授几道练习题更实际。这样导致学生只知道机械解题,长期如此,学生就会对这种枯燥无味的教学方法产生厌烦心理,进而导致小学数学课堂教学效率的下降。鉴于此,数学教师应在提升数学专业技能水平的同时,转变自身观念,努力加强数学史的学习,熟知数学教学主题内容后面的数学故事,并将其适当融入小学数学课堂教学,让小学生认识到我国数学知识的博大精深。
传统教学方法中,往往教师一到课堂,就让学生打开课本,告诉学生今天所要学习的内容,接着在黑板上写出本节课所讲内容,直至讲课结束。很多学生对这种教学方法早已司空见惯,了然于胸,因为太过熟悉,已经无法提起任何兴趣,在老师讲解知识的过程中自然不能全神贯注,走神、开小差的现象在所难免。小学生对任何新鲜事物都充满好奇,以数学史作为教学背景,可以使小学生耳目一新。教师可以在讲授内容之前,以与讲解内容相关的古代数学家的故事为引题开展教学活动,可以使学生放松对传统教学的戒备心理,定会集中精神认真听讲。然后教师自然引出教学主题并进行讲解。在课堂教学的过程中,小学生的注意力并不能持久,只有通过教师的引导,其思维才能始终跟上教师的教学进度。而笔者对我国数学史梳理后发现,小学数学每个教学主题背后都有可追溯的历史渊源,而这些背后的故事就是教师可以利用的数学史题材,可通过例题练习、解题技巧、讲解数学史,交替进行,合理引用。这样不但能促使学生学习数学知识,还能有效提高小学数学课堂教学水平。
首先,要明确数学史与数学知识同等重要。小学数学教学应结合教材内容来开展,又要根据学生的不同年龄特点增加数学史的内容。此外,数学史内容的呈现方式应该是多种多样的,除目前已有的形式外,还应结合学生的心理年龄特征、知识接受水平对数学史内容加以选择、编排,譬如连环画、卡通画等形式;也可将数学游戏、数学谜题等作为数学史内容。这样更易激发学生的学习热情,为学生的终身学习提供一个良好的开端。在编排方式上,选择学生最需了解的主题,并以此为基本原则,在各个学段以不同方式系统连贯地加以呈现。只有这样,数学史的教育价值才能得到充分发挥。
四、结论。
数学史在我国小学数学课堂教学中的适当融入,可以让学生全面了解我国的数学发展史,并在丰富数学课堂教学、激发学生学习兴趣、提升教学有效性等方面产生十分重要的作用,轻视不得。同时教师要从学生的实际情况出发,多角度、多层次地将数学史融入教学,拓宽学生视野,最终为达到小学数学教学目标创造更多的有利条件。
参考文献:
[1]聂卫兰.浅谈如何在小学数学中渗透数学史[j].情感读本,,(14).
[2]陶博慧.数学史对小学数学课堂教学效率的影响研究[j].新课程学习(上),2015,(1).
数学史的论文篇七
(一)数学史有助于国际主义教育。
(二)数学史有助于爱国教育。
(三)数学史有助于建立辩证唯物主义的世界观。
(四)数学史展现了数学家为真理而献身的高尚情操与伟大人格。
五、总结。
【参考文献】。
[1]张小明.中学数学教学中融入数学史的行动研究[d].上海:华东师范大学,.。
[2]宋乃庆,徐斌艳.数学课程导论[m].北京:北京师范大学出版社,.。
[3]教育部.义务教育数学课程标准(版)[m].北京:北京师范大学出版社,.。
[5]王青建,陈洪鹏.《数学课程标准》中的数学史及数学文化[j].大连教育学院学报,(4):40-42.
数学史的论文篇八
在这个寒假里,我接触到了《数学史》这本书。这本书介绍了数学从有记载的源头向最初的算术、几何、统计学、运筹学等领域不断深化发展的历史进程,以及如今数学的发展。
这本书分为两篇,上篇是数学简史,下篇是数学概念小史。这本书中令我印象最深的数学家就是费马。皮埃尔・德・费马是属于文艺复兴时期传统的人,他处于重新发掘古希腊知识的中心,但是他却问了一个希腊人没有想到过要问的问题―费马大定理。这个问题困惑了世人358年,直到1994年的9月19日安德鲁・怀尔斯才宣布解开这个问题。这个问题起源于古希腊时代,它联系着毕达哥拉斯所建立的数学的基础和现代数学中各种最复杂的思想。费马大定理的故事和数学的历史有着密不可分的联系,它对于“是什么推动着数学发展”,或者是“是什么激励着数学家们”提供了一个独特的见解。费马大定理是一个充满勇气、欺诈、狡猾和悲惨的英雄传奇的核心,牵涉到数学王国中所有最伟大的英雄。巴里・梅休尔评论说,在某种意义上每个人都在研究费马问题,但只是零星地而没有把它作为目标,因为这个证明需要把现代数学的整个力量聚集起来才能完全解答。安德鲁所做的就是再一次把似乎是相隔很远的一些数学领域结合在一起。因而,他的工作似乎证明了自费马问题提出以来数学所经历的多元化过程是合理的。
读了数学史后,我认为数学在我们的生活中扮演着不可或缺的角色,只有学好数学,学会应用数学,我们才能在这个正在向数字化发展的社会稳稳地站住脚跟。
数学史的论文篇九
读完《数学史》,心底不由得一阵感动。那是一种什么感觉呢?是一个对数学有着宗教般虔诚的仰望者的心动,是一个对历史有着无尽探索欲望的追求者的向往。每一代人都在数学这座古老的大厦上添加一层楼。当我们为这个大厦添砖加瓦时,有必要了解它的历史。
通过这本书,我对数学发展的概况有了一个较为全面的了解。书中通过生动具体的事例,介绍了数学发展过程中的若干重要事件、重要人物与重要成果,让我初步了解了数学这门科学产生与发展的历史过程,体会了数学对人类文明发展的作用,感受到了数学家严谨的治学态度和锲而不舍的探索精神。
数学是人类创造活动的过程,而不单纯是一种形式化的结果;运用辨证唯物主义的观点看待数学科学及数学教育,在他们的形成和发展过程中,不但表现出矛盾运动的特点,而且它们与社会、政治、经济以及一般人类的文化有着密切的联系。
数学的历史源远流长。我了解到,在早期的人类社会中,()是数学与语言、艺术以及宗教一并构成了最早的人类文明。数学是最抽象的科学,而最抽象的数学却能催生出人类文明的绚烂的花朵。这使数学成为人类文化中最基础的学科。对此恩格斯指出:“数学在一门科学中的应用程度,标志着这门科学的成熟程度。”在现代社会中,数学正在对科学和社会的发展提供着不可或缺的理论和技术支持。
数学史不仅仅是单纯的数学成就的编年记录。数学的发展决不是一帆风顺的,在跟读的情况下是充满犹豫、徘徊,要经历艰难曲折,甚至会面临困难和战盛危机的斗争记录。无理量的发现、微积分和非欧几何的创立这些例子可以帮助人们了解数学创造的真实过程,而这种真实的过程是在教科书里以定理到定理的形式被包装起来的。对这种创造过程的了解则可以使人们探索与奋斗中汲取教益,获得鼓舞和增强信心。
在数学那漫漫长河中,三次数学危机掀起的巨浪,真正体现了数学长河般雄壮的气势。
第一次数学危机,无理数成为数学大家庭中的一员,推理和证明战胜了直觉和经验,一片广阔的天地出现在眼前。但是最早发现根号2的希帕苏斯被抛进了大海。
第二次数学危机,数学分析被建立在实数理论的严格基础之上,数学分析才真正成为数学发展的主流。但牛顿曾在英国大主教贝克莱的攻击前,显得苍白无力。
第三次数学危机,“罗素悖论”使数学的确定性第一次受到了挑战,彻底动摇了整个数学的基础,也给了数学更为广阔的发展空间。但歌德尔的不完全性定理却使希尔伯特雄心建立完善数学形式化体系、解决数学基础的工作完全破灭。
天才的思想往往是超前的,这些凡夫俗子的确很难理解他们。但是时间会证明一切!
数学是一门历史性或者说累积性很强的科学。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,它们不近不会推翻原有的理论,而且总是包容原先的理论。例如,数的理论演进就表现出明显的累积性;在几何学中,非欧几何可以看成是欧氏几何的拓广;溯源于初等代数的抽象代数并没有使前者被淘汰;同样现代分析中诸如涵数、导数、积分等概念的推广均包含乐古典定义作为特例。可以说,在数学的漫长进化过程中,几乎没有发生过彻底推翻前人建筑的情况。
而中国传统数学源远流长,有其自身特有的思想体系与发展途径。它持续不断,长期发达,成就辉煌,呈现出鲜明的“东方数学”色彩,对于世界数学发展的历史进程有着深远的影响。从远古以至宋、元,在相当长一段时间内,中国一直是世界数学发展的主流。明代以后由于政治社会等种种原因,致使中国传统数学濒于灭绝,以后全为西方欧几里得传统所凌替以至垄断。数千年的中国数学发展,为我们留下了大批有价值的史料。
人们为什么长久以来称数学为“科学的女皇”呢?也许是女皇让人无法亲近的神秘感和让人们向往和陶醉的面容,让人情不自禁地联想起数学吧!
数学史的论文篇十
读完《这才是好读的数学史》之后,我最想表达的就是对数学悠长的历史的感叹,这本书让我了解到从3.7万年前到现在21世纪的数学的发展与进步,也明白了数学在生活中的重要性。
下面我将介绍几点我印象最深刻的内容:
在书中第一章:开端中介绍了四大文明古国的数学文化,包括当时的人们用什么材质的东西来记录数学,用数学干什么以及保存情况如何。在这一章讲述古巴比伦的数学是写了他们数学中几个特征,包括以60的幂表示数字,所以接近4000年后的今天为什么仍然把一小时分成60分,把一分钟分成60秒。在这一章中也讲了我国古代的数学文化,在书中介绍了《算经十书》《九章算术》等中国古代的数学经典,由于种种原因导致当时的数学文化的损失,但作者实事求是,没有写一些没有历史根据的东西,再一次让我感受到这本书的严谨。
书中是按国家的顺序进行安排的,因为如果按时间顺序安排的话,很容易弄混淆,作者按照时间线上在某个时间点上最重要的事情的国家来安排,体现了本书“好读”的特点。
在书中有一个细节让我注意,每一章最后都会有一段来推荐一些关于本章内容更详细的讲解的书目,甚至详细到了具体在哪一章,在书的最后把对应的书名写了出来(虽然是英语的,我看不懂)从中可以看到作者对待数学的严谨和细致。
我非常喜欢在书中的一句话“学习数学就像认识一个人一样,你对他(她)的过去了解的越多,你现在和将来就能越理解他(她),并与其互动。”这句话感觉就像说中了我的感受,我认为阅读完之后,自己不仅会对数学更有兴趣,而且在以后学习数学的时候更加认真对待。
数学史的论文篇十一
16世纪到17世纪,可以说是一个数学史路上一个里程碑,在16世纪早期,学者们创造了代数,他们被称为“未知数计算家”,在那个时期,代数占据了数学史的中心位置,而到了16世纪末17世纪初,人类开始了新的探索,代数与几何共存,以此来研究天文,工程,航海,甚至是政治上的一些问题:开勒普用希腊圆锥描述太阳系,托马斯・哈里奥特则发展代数,笛卡尔把代数和几何结合,从而开始理解彗星,光等现象,这一时期,可以说是各种数学成就在此出生,但最出名的,还是微积分,当时人们无法用数字表现出天体的运动,无法表现一些抽象的物体,于是牛顿与莱布尼茨发明了微积分,但微积分始终还是较为抽象,不就后,当时最著名的数学家――欧拉也做出了一系列成就:三角形中的几何学,多面体的基本定理,有趣的是,欧拉甚至将数应用于船舶,中彩票或是过桥,欧拉将自己生活的方方面面都往数学上想,在他的世界中,数学无处不在。
我们不难看出这些数学家的发明的确大大改变了人们的生活,他们掌握了探索世界的钥匙――数学,将数学应用到方方面面,我们现代生活不也是如此,处处是数学,但最重要的是,我们热爱数学。
数学史的论文篇十二
摘要:21世纪的基础教育,应该是全面实施素质教育,充分展现学生的主体性,追求个人的全面发展。在课堂教学中,要打破传统教学过程中教师是“主角”,学生是观众或听众的弊端,使学生主动深思理由,成为学习的主体。这就要求教师合理运用学习策略最大限度地调动学生学习的积极性,鼓励学生去发现理由,分析理由,并且解决理由,让他们从发现中寻找快乐、主动获取知识、体会学习的乐趣,形成自主学习的习惯。教师如何引导与推动学生自主学习呢?在小学数学教学实践中,我从以下几方面进行了探索。
一、培养兴趣。
兴趣是最好的老师。小学生的特点是:有求知,但大部分人求知欲不够强烈,经不起挫折的考验。如果一个学生有强烈的求知欲并能付诸于实际行动——学习,那么还有什么理由使他成为一个失败的学生呢?鉴于此,我们教师所应该作的,就是激发求知欲,并引导学生保持和加强求知欲,培养学生学习的兴趣。
1、创造情境,激发兴趣。
数学虽然是一门抽象学科,但数学也来源于生活。尤其是小学数学,与现实生活的接轨更加明显。因此,情境教学,不单可以让学生更好的记忆知识,尤其重要的是可以给予学生较好的认知形象。小学生爱玩,抽象的道理无法理解,但形象的实体却能激发兴趣。
例如,在教学分数的初步认识时,可以这样设计:请学生用手指表示每人分到的月饼个数。并仔细听老师要求,然后做。如果有4(2)个月饼,平均分给小明和小红,请用手指个数表示每人分到的月饼个数。学生很快伸出2(1)一个手指。教师接着说现在有一块月饼,要平均分给小明和小红,请用手指表示每人分到的月饼个数。这时许多同学都难住了,有的同学伸出弯着的一个手指,问他表示什么意思,回答说,因为每人分到半个月饼。教师进一步问:你能用一个数来表示“半个”吗?学生被问住了。此时,一种新的数(分数)的学习,成了学生自身的。
2、肯定深思,给予表扬。
每个人都有被别人肯定的,小学生尤其如此,尤其希望得到老师的肯定。得到老师的表扬,是每个小学生心底的愿望。因此,在实际教学中,对于任何同学的理由,哪怕听起来有些不可思议,只要他们自己动脑筋深思了,我都会给予肯定,给予表扬。
二、合理引导。
师者,传道授业解惑也。教师的第一作用就是传道。何谓“道”?“道”,是策略,是认识理由,分析理由,解决理由的方式策略。因此,培养学生自主学习,首先要传道。
1、注重学法指导,培养学习能力。
在课堂之上,要让爱动,爱玩的学生集中精神,积极深思,就必须在使他们有效地把耳、目、脑、口利用起来。教给他们科学的学习策略,养成良好的学习习惯,发展他们独立学、思、用的能力,只有这样才能使学生真正地喜欢学习,主动学习。主要就是四会:会听,会看,会想,会说。
会听:让学生听讲时要边听边记,抓住重点。不仅要认真听老师讲,还要认真听同学发言、听同学发言中存在什么理由;会看:主要是培养学生观察能力和观察习惯;会想,首先要肯想;会说:语言是表达思维的重要方式,要说就要去想。在课堂上尽量让学生多说,就能推动学生多想。
2、培养独立解决理由的意识。
一定要让学生明白,学习是自己的事。学习知识,学会多少知识,都是自己的财富,跟同学,家长无关。面对理由,不爱动脑,稍有困难就求助老师同学,是没有作用的。要想有所得,必须要经过自己的深思。虽然,有些同学现在不明白这个道理,但为人师者,必须培养学生独立解决理由得意识。
三、分类要求。
课堂教学目标要有层次性、针对性。对不同层次的学生要有不同的要求。练习题一般分为基础练习题,如教材后的“做一做”,可让学习基础较差的学生去讲和做;变式练习题,如教材中的练习题,让学习基础一般的学生去讲和做;综合练习题,如教材中带星号的练习题,让学习基础好的学生去讲和做。这样,全体学生会积极主动地参与到课堂教学活动中来,真正体现了”教师为主导,学生为主体”的教学原则。
以上三点,是我在教学中的一点心得体会。在教学过程中,教师只有以学生为本,处处为学生着想,以学生为本,努力通过激发学生的学习兴趣,让学生热情高涨地自己动手、动脑、动口,学习知识,巩固知识,拓展知识,学生才能不断独立,不断自主地学习新知,也只有让学生积极参与,才能不断提高课堂教学效率。
数学史的论文篇十三
“结构分析法”在解题中的运用。
这里的“结构”仅指字、词、句的结构,不指篇章结构。笔者以为,理解语意、辨析语病等,都可以采用“结构分析法”。下面,就通过一些例子,来谈谈这一种解题技巧的运用。
一、分析字的结构。
1、可以帮助理解词义。
汉字是表意文字,字形和字义有着直接联系。虽然时代久远,汉字的形体和语素意义已发生很大变化,但是,许多象形字、指事字和会意字的表意性都还比较明显。同时,汉字中的绝大多数是形声字,形声字半旁表音,半旁表意,其“义符”更为我们理解词义提供了有利的条件。比如,“水”()旁的字,大多与水或跟水有联系的事物有关;“”旁的字,大多与病痛有关。又如“他们进行了适度的深耕,撒下肥料,努力使土地变得膏腴起来”(《土地》)中的“膏腴”,都是“月”(肉)旁,与身体(脂肪)有关,再联系语境,可推知“膏腴”意思是肥沃。
在文言文中,分析字形结构,有助于理解文言词语的意义。如“君径造袁所寓之法华寺”(《谭嗣同》)一句中的“造”,义符为“”,再联系下文“袁所之法华寺”,不难推测与处所关联的词义应是“到”、“去”的意思。“造”的其他意义“制造”、“成就”显然在这里与文意不符。
2、可以帮助辨析别字。
比如全国高考卷字形题,考查过“贪赃枉法”、“脱颖而出”等成语。在试题上,这两个成语中的“赃”和“颖”分别写成了“脏”和“颍”。分析一下它们的字形结构,就不难看出“脏”和“颍”在这里是别字。脏,从“月”(肉),指身体内部器官。赃,从“贝”,古文中的“贝”指贝壳,古代曾用贝壳作货币,所以,用“贝”作形旁的字,本义一般与财物有关。“贪赃枉法”的意思是贪污受贿、违反法纪,因此得写成“赃”,不能写成“脏”。颍,从“水”,指颍河。颖,从“禾”,指禾穗的芒尖。“脱颖而出”本指禾穗的芒尖透过布囊显露出来,后比喻人的才能全部得到了显示,所以只能写作“颖”。
二、分析词的结构。
1、可以帮助理解词义。
从词的构成方式,现代汉语用同义、近义语素或反义、对义语素构成的联合式双音节合成词和联合式成语很多。对这类词语,可根据前后位置关系,推知相对应的`字词的词义。例如“不学无术”,这是个联合式成语。“不”与“无”相对,同义;“学”与“术”相对,义亦同。“术”解释为技术、智术,是名词;那么,“学”也应是名词,可理解为学识、学问,而不能理解为动词“学习”。
2、可以帮助辨析别字。
三、分析句的结构。
1、可以帮助理解词义。
有些词语的理解,需要通过句子结构的分析。如1995年全国高考卷第20题:
[1][2][3]。
数学史的论文篇十四
从小到大,在学习数学的过程中,接触大量的数学题,对数学的历史很少提及。《数学史》,一本专门研究数学的历史,娓娓道来,满足了我的好奇,把数学的发展过程展示出来。
本书于1958年出版,作者j.f.斯科特。书中主要阐述西方数学的发展历史,但也专门用一章讲述印度和中国的数学发展。沿着时间轴,数学的发展经历了从初等到高等的过程。
上古时代的古埃及人和古巴比伦人在平时的生产劳作中运用到了数学知识。
古希腊人继承这些数学知识并不断拓展,成为数学史上一个“黄金时代”,涌现出毕达哥拉斯、柏拉图、亚里士多德、欧几里得、阿基米德,丢番图等一系列耳熟能详的名字。
在黑暗的中世纪,数学发展处于停滞状态,而斐波那契的出现把数学带上复兴。
文艺复兴,数学又进入一个蓬勃发展的时期,对解三次方程和四次方程、三角学、数学符号、记数方法的研究没有停步。“+”、“-”、“=”、“”、“”的符号是在那个时候出现的,同时出了一名数学家韦达――韦达定理的发明者。
17世纪,解析几何出现、力学兴起、小数和对数发明。这些都为微积分的发明奠定了基础。牛顿和莱布尼兹两位大师的研究,在数学领域开辟了一个新纪元。
18世纪,为完善微积分中的概念,各路数学家在数学分析方法上有所发展。欧拉、拉格朗日,柯西等大师采用极限、级数等方法让微积分更加严谨。同时,非欧几何的理论开始萌芽。
纵观全书,数学的发展是由一群人搭建起来的。前人的工作为后人的研究奠定了基础。后人在前人的工作上不断突破和创新。另外,数学中也有哲理,天地有大美而不言。当看到欧拉时,想到欧拉公式;看到韦达,想到韦达定理。公式很简洁,但把规律说清楚了。数学爱好者可以试着解里面的数学题,看看古人在当时是如何研究的,有的方法很笨拙,有的方法很巧妙。读完后,发现学习数学,会解几道数学题是不够的,还要学会去培养自己的思维。毕竟数学家的思维也会受到历史的局限。比如负数开根号,当时被人看来是无法接受,后来发明了虚数。
历史是在不断地前进,数学的发展亦然。想知道数学和历史的跨界,那就来看《数学史》。
数学史的论文篇十五
摘要:在对数学背景的统计中,我们发现,数学史知识的引入占了很大的比重。
关键词:引入教学史、穿插教学命题。
随着数学教育理念的转型和数学教学观念的变革,我国的基础教育发生了重大的变化。自9月实施新课程标准以来,我国在数学教材的写上也相应地发生了很大的变化。受传统的教育机制的影响,我国以前的数学教育偏重于机械训练和题海战术,教学不从学生的生活实际出发,无论是教材还是教学都脱离知识背景,没有教学情境,这种应试教育已不适应国际数学教育的发展潮流,已不符合现代素质教育的要求。现在的基础教育中,虽然不同的学校使用的新教材版本不同,但都是根据新一轮的课程改革标准编写的。这些教材无论从教学理念,还是数学内容上与人教版教材(人教社)发生了很大的变化。出版的《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》在3个学段的教材编写建议中,也都明确提出应介绍有关的数学背景知识,“在对数学内容的学习过程中,教材中应当包含一些辅助材料,如史料、进一步研究的问题、数学家介绍、背景材料等”[1]。现行使用的新教材在教材的编写上,数学背景知识的引入增加,而且背景知识的水平也有了较大的提高,“背景不仅包括个人生活,公共常识还,还包括科学情景”[2]。
在对数学背景的统计中,我们发现,数学史知识的引入占了很大的比重。新人教版九年义务教育数学教材中有关数学史知识的引入,无论是数量还是质量都比以前有很大的提高。新版中的数学史知识题材更广泛,引入更详细生动,“在引入数学史知识的同时,穿插一些数学名题,包括一些悬而未决的数学题,并注意渗透数学思想方法”[3]。数学史知识的引入教材,既能增加学生学习数学的兴趣,更能帮助他们了解数学知识的历史发展过程,增加学生的数学文化素养,这对理解数学中的有关内容会有很大的帮助。
一、激发学生学习数学的兴趣。
教材中引入数学史知识有助于提高学生的学习兴趣,增强学生学习数学的信心。
在中小学现在使用的`新教材中,很多概念,知识点的引入,不再是直接给出。而是创造一种智力和社会交换的环境,让学生置身于这种环境中,这样,为数学教学中情景教学提供了材料。数学史知识的引入,通常是以讲故事的方式进行,符合儿童的心理特征。就大多数中学生而言,数学与其他学科相比确实是比较抽象、枯燥和乏味,那么如何把数学课讲得引人入胜、生动活泼就成为数学教师的一大课题。作为数学教师不仅要透彻地了解所教的数学,而且还要从宏观上来认识数学知识的发生与发展,从而能够丰富教学内容。实际上,知识丰富引入生动的老师在授课时更能激发起学生学习数学的兴趣,而那些照本宣科、就事论事的老师在授课时只能让学生觉得数学是枯燥无味的。例如在教授一些定理时,以前的老师就是直接给出定理,然后再举例子,这样教的结果是导致学生学习时死记硬背、生搬硬套,如果结合数学史的历史故事,引入它们的来源及历史演变过程,定会引起学生学习的兴趣。再如,老师在教授二元一次方程组时,引入鸡兔同笼问题、百鸡问题,必然会引起学生的兴趣。兴趣是最好的老师,学不好数学的一个关键就是不喜欢、没兴趣!数学较其他学科来说,本来理论性就强,学生感到抽象,如果教材板着脸孔,再加上教师照本宣科,学生就更觉得数学枯燥无味,久而久之,就会厌学,甚至怕学。故事总比单纯的知识有趣,从故事引入数学知识,在背景情境中学习数学能激起学生学习数学的兴趣,而数学家的刻苦钻研的精神与卓越成就,数学中一些有趣问题的解决,以及数学中一些悬而未决的问题,更够激发学生学习的极大兴趣。
二、.帮助学生理解数学。
教科书中的数学教学知识,都是成熟的科学知识。我们从教材上看到的知识,都是数学家们的发现结果,是数学成果浓缩的形式。这些数学结论的起源是怎样的,又是怎样发展演变的?通过数学史知识,我们可以了解当时的数学家为什么和怎样研究数学的。例如勾股定理,如果仅仅给出定理证明,学生也能够掌握,但是,如果教材引入中国古代教学家的证明以及古希腊毕达哥拉斯对这个定理的发现,就会增加学生学习这个定理的兴趣。苏联数学教育家斯托利亚尔说过:“数学教学是数学活动(思维活动)的教学,而不仅是数学活动的结果———数学知识的教学”[4]。学习数学重要的是学习过程,而不是学习数学的结论。教材上的数学公式、定理都是前人苦心钻研经的哲学思想,我们从书本上,已看不到数学发展过程,只看到数学结论,妨碍了我们对这些数学知识的理解。教材中的数学教学内容,是成熟的科学知识,但对学生来说就是全新的,是一个再发现的过程,正确引导学生对知识的再发现,对于学生学习数学知识是很有帮助的。荷兰数学家赖登说过:“传统的数学教育中出现了一种不正常的现象,我们把它们称作违反数学法的颠倒,那就是说数学家们从不按照他们发现创造真理的过程来介绍他们的工作,至于教科书做得更为彻底,往往把表达思维过程与实际创造的过程完全颠倒,因面严重的阻塞了再发现与再创造的通道”[5]。中小学数学教材中引入数学内容相关的数学史知识,对提高学生的数学思想方法和学生的思维能力有很大的帮助。“数学发展的历史,实际就是数学思想方法的发展过程”[6],而数学教材中的知识是对数学史知识快速,集中的再现,通过引入与数学知识相关的数学史知识,再现了数学知识形成和发展的过程,使学把握知识的来龙去脉,同时数学们解决问题的过程和发现创造数学知识的思维活动过程也清晰的呈现给了学生,让学生了解数学家们是怎样去思考问题的,对于培养学生合理的推理和对学生渗透数学思想方法有很大的帮助。
三、培养学生的人文精神。
素质教育要求改变原来授受型的教学,教学要激发学生独立思想,培养学生探究问题的能力,理解知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和解决问题的能力。中小学数学中引入数学史知识,营造了一种科学情景,让学生在学习数学中感受古今中外数学家的探究精神和严谨的治学态度,激发学生的探究热情。从而有利于培养学生的探究的学习态度和精神,新一轮的课程改革,要求我们不能只重视思维的结果,更重要的是重视思维的过程。通过数学史知识的引入,再现数学知识的发展过程,让学生从数学家的思维方法获得思想启迪,树立科学世界观。
《九年义务教育数学新课程标准》指出,在初中教材中引入数学史知识,让学生感受数学的人文精神。数学史知识的作用,体现在对人的观念、思想和思维方式的一种潜移默化的影响,也体现在对人类在数学活动中的探索精神和进取精神的崇尚。在教材中和数学教学中引入数学史知识,对学生进行人文精神培养,培养学生探索未知,追求真理的人文精神。数学是一门不断变化发展的学科,它是运动的,体现了辩证法。数学中的许多定理、公式都是通过归纳、演绎的方法得到的,体现了人们认识世界的科学方法。通过数学家们刻苦钻研、锲而不舍的的历史故事,教育学生树立坚忍顽强的信念。
张奠宙先生曾指出:在数学教育中,特别是中学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面.。九年义务教育数学新课程重视培养学生的数学能力,同时注重对学生进行科学人文教育。现行初中数学教材中增加了大量的数学史资料,我们在数学教学中要充分利用这些资源,培养学生的数学思维能力,同时加强对学生的科学人文教育,帮助学生树立起正确的人生观、世界观,培养学生科学的思想方法和高尚的道德品质。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育数学新课程标准人教社,
[2]九年义务教育小学数学教材人教社。
[3]九年义务教育初中数学教材人教社2007。
[4]《教育学原理》华东师范大学出版社2005。
[5]李文林《数学史概论》科学出版社2001。
[6]钱佩玲《中学数学思想方法》北京师范大学出版社。