摘要:从数学史中学到了什么非数学内容论文 数学史是数学的一个分支是数学和历史相结合产生的一门交叉学科,它以数学科
从数学史中学到了什么非数学内容论文
数学史是数学的一个分支是数学和历史相结合产生的一门交叉学科,它以数学科学的产生、发展的历史作为研究对象,阐明其历史进程,揭示其一般规律.作为教育者,如果把数学和它的历史割裂开来,数学史对数学教学的重大意义.
大一数学史论文三千字 大学数学史论文
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1.数学史在数学教学中的意义
1.1 巧妙运用数学史,激发学生的学习兴趣
课堂教学是数学教学的重要环节. 老师施教, 学生学习都是主要通过课堂教学途径来完成的. 引用数学史中与教学内容配合的数学家的故事, 使课堂教学一开始便可以引起学生的强烈兴趣, 让学生集中注意力思考数学问题, 是创造佳教学“情境”、迅速揭开课堂教学序幕的一种方法, 这种方法能够调动学生学习数学的兴趣. 教材中的数学内容几乎每一部分都有引人入胜的历史典故,比如负数的、无理数以及复数的产生背后都有许多有趣的故事,
事实证明,课堂授课时那些知识丰富、谆谆善诱的老师远较那些授课时简单乏味、就事论事的教师受学生欢迎.如果教师在一些常见的数学概念、理论和方法时,能够指出它们的来源、典故及历史演变过程,将会使学生兴趣昂然.比如,教师在讲授“勾股定理”时,如果仅仅给出推导证明,学生也能够掌握.但是,如果教师给出古代的证明思路,或者提及古希腊毕达哥拉斯发现这个定理的经过,课堂气氛就会活跃起来.
在教师数学知识的时候,如果能不失时机地、适当向学生渗透一些有关的典故、背景或名人趣事,学生一方面开阔了视野,知道了数学知识的取得是如此曲折动人,就会对知识点产生更深刻的认识.知道了知识的来龙去脉,学生的知识面会得到不同层次扩展.如果他知道,从古至今,“勾股定理”的证法已经超过300多种,甚至还曾经有一位美国醉心于这个定理的证明,学生们一会产生旺盛的求知欲,努力从各方面去思考证明思路.
1.2运用数学史对学生进行辩证唯物主义世界观教育
辩证唯物主义和历史唯物主义教育是德育的重要组成部分一.培养学生树立辨证唯物主义的观点是中学数学教学任务一.结合教材进行辩证唯物主义教育是有一定局限性的,缺乏生动直观的素材,而数学史中充满大量的辨证统一关系等的实例,正好弥补这一点不足.比如:在讲勾股定理时可以介绍我国数学家赵爽在≤勾股圆方图注≥ 就总结了“数形结合”的辨证思想,例如32 + 42 = 52 是三个数之间的关系,相对应可建立一有形的直角三角形.这就具有朴素的辨证唯物主义思想.体现了辩证唯物主义的一个观点:物质世界是统一的.
在数学理论体系日趋完善的过程中很多辨证量是对学生进行辩证唯物主义教育的好素材.比如常量与变量,正数与负数,有限与无限等.这些有助于我们作为数学老师在今后的教学中深入挖掘教材,将教材背后的数学史知识提取出来,在潜移默化中传播给学生辩证唯物主义思想.
1.3通过数学史对学生进行爱国主义教育.
数学史是数学家的奋斗拼搏史,展示着数学家为真理而献身的伟大人格和崇高精神.数学新教材中有很多阅读材料,可以让学生了解到我国古代数学研究的累累硕果:如我国的数学典籍《九章算术》,其中首次提出了正负数的概念及运算法则,使得代数学早于西方于公元前2000年就产生了;的勾股定理是西周数学家商高早提出来的,故其又被称为商高定理;刘徽首创“割圆术”,科学的得出徽率(即圆周率)3.14;同时可以结合教学内容,鼓励学生自己查阅相关资料,譬如关于“圆周率”,学生一定会查阅到祖冲之对圆周率进行运算得出杰出成果是π在3.1415926和3.1415927之间,他是世界上个把圆周率的值的计算到小数点后6位小数的人,并可以了解到祖冲之在追求数学道路上的感人故事;又如杨辉的“三角阵”比法国“帕斯卡三角形”的发现早500多年┅┅这些杰出的数学家及其成就铸就了数学的光辉历史篇章.这样既可以学生的民族自豪感,自尊心和自信心,从而转化为为祖国建设事业而刻苦学习的感和自觉性,另一方面也可以学生培养不畏艰难,艰苦奋斗,刻苦钻研的献身精神.这样的例子在数学中还很多,只要教师巧妙挖掘教材,是可以找到很多类似的德育教育素材的.如在教学“相似三角形应用”时,我采用了《九章算术》中的“四表望远”,它记载了古代如何利用相似三角形的知识来解决,这样可以说是一举多得.学生在体会着数学知识的延伸时,又会惊讶于我国祖先的杰出才华,激发了学生的民族自豪感和爱国热情,从而激励自己努力奋斗.
我们拥有辉煌的数学史,我国是数学的主要发源地之一.数学史为进行爱国主义教育提供了依据,我们中华民族是富有聪明才智,勤劳,富有创造力的民族.学习数学史,了解数学史,了解古代先进的成就,以增强自豪感和自信心,增强我们赶超世界先进水平的信心.
2.渗透数学史教育的方法
2.1以史入题
印度国王舍罕褒赏象棋发明者的故事想必我们都知道,是一个有趣的故事,把它作为“等比数列前n项和”这节课的开头,我想学生很快就会进入佳学习状态的.这就是一个好开头的作用.要做到能够抓住学生的注意力,激起学生求知欲望,利用数学史,结合教学要求采用适当方式引入.
2.2引用数学史,突出思想方法
“授之以鱼不如授之以渔”,这个道理谁都明白.在数学教学中更重要的是注意方法教学:举一能否反三就在于是否掌握了其中的思想方法.如果我们教条地把一种思想方法传授给学生,他们未必能接受,而数学史中隐含了很多的数学思想方法,我们怎样才能恰到好处地将前人的思想方法介绍给学生.这就需要我们这些执教者不断的学习总结.
中学生对于勾股定理接受起来是很勉强,而赵爽的“勾股圆方图”就使得证明更易于理解.证明方法是:“案弦图,又可以勾股相乘为朱实二,倍之为朱实四,以勾股之自相乘为中黄实,加实,亦成弦实.”用字母表示即:
2a b + (b – a)2 = c2 即 a2 + b2 = c2
几何代数巧妙地结合在一起,所体现的也就是数形结合的思想方法.这种思想方法在解决一些疑难问题时总会收到意想不到的效果.
我们应注意挖掘数学史中的数学方法,并恰当的渗透到数学教学中.使学生能直观地接受.
求一篇大学数学史对数学分析课的影响的论文,要求字数3000左右,急用,谢谢大家了,
摘要:本文通过对高中生的调查研究发现当前高中生的数学观存在不够全面、不够准确、不够科学的现象,为此提出了通过数学史来影响高中生数学观之设.经过为期一年多的实验和探索,发现数学史对改变学生的数学观能产生积极的影响,对学生的学习兴趣和学习效果也有明显的作用.因此积极倡导应用数学史来为数学教学服务.
:数学观;数学史;对数;复数
教学中,经常有学生提出这样的问题:“老师,我怎么对数学就是没兴趣?”“老师,学了这些概念、定理和公式到底将来有什么用?”更有甚者问到:“老师,你为什么要逼我学数学,我将来也不搞数学研究。”……
的确,当前不少学生因为想不通数学就认为数学是一门枯燥乏味、难以学习的学科;因为不理解数学就认为数学是一门概念和规则从天而降的游戏;因为没有体会到数学的价值就认为数学是没有实际意义的学科,学数学只是为了应付考试;因为没有领悟数学的思想和精神就认为“概念我会背,公式我会用,定理我会证,题目我会做”是学好数学的标准……
这些现象表明,学生思想深处的问题已经不能等闲视之了,为此笔者开展了相关研究。
一、对高中生数学观的现状分析
高中生的数学观主要是指学生关于数学本身的信念,关于数学学习的信念和关于自身的信念。[1]由于个体具有不同的知识背景,或接受了不同哲学观念,或受不同教师的影响,再加上自己的实践经验,因此在数学学习过程中便逐渐产生和形成各自不同的认识和体会。
(1)对数学本身的信念
学生在数学学习过程中,对数学本身的感受和认识不尽相同。通过对614名高中生的调查发现,约52.5%的人“从未想过数学是什么”;24.9%的人“曾经想过数学是什么,但不清楚是什么”;7.8%的人“曾经听老师说过数学是什么”;14.8%的人“曾经想过数学是什么,所以知道是什么”。但在他们眼中,数学主要是与数字、图形有关的问题;是由概念、公式、定理、法则、符号组成的一门学科;是技巧性和方法性很强但又不易把握的一门学科;是关于计算、解题的一门学科;是讨论空间形式与其数量关系的学科……
(2)对数学学习的信念
Dis等人的调查(李士锜2001,217-222)表明:学生在学习过程中,对数学学习持有不同观点和看法。笔者调查发现高中生的数学学习信念主要是:
①学数学就是要会做题目;
②学数学就是为了在考试中取得好成绩;
③学数学主要靠记忆、模仿、套公式;
④学数学就是要培养一个人的计算能力、思维能力;立体几何主要培养一个人的逻辑推理能力和空间想象能力;
⑤学数学就是学会用所学的数学知识解决实际生活中的问题。
(3)对自身学习数学的信念
学生对自身学习数学的信念异明显,在调查中发现:
①信心十足──有人对数学充满浓厚的兴趣,认为自己在数学方面有一定的天赋和优势,有信心、有能力学好数学。
②信心平淡──有人对数学的兴趣一般,认为自己在数学方面没有多少天赋和优势,但是只要自己勤奋努力,刻苦钻研,还是能够达到基本要求的。
③信心缺乏──有人对数学不感兴趣,认为自己根本没有学习数学的天赋,没有学好数学的能力。他们经常说自己从小学到现在数学都一直,由此来表明自己是学不好数学的。
(4)数学观的类型
根据调查分析,高中生的数学观不妨可归纳为以下几种:
①动态的数学观。在学生眼中,数学是不断变化、发展过程中的知识,从而可能会出现不足和错误,只有通过不断地尝试、改正和改进才会逐渐完善。所以学习数学也是一个循序渐进,不断完善的过程。对自己的困惑和错误能够宽容,同时也知道只有采取积极的态度才会学好数学。
②静态主义数学观。他们把数学知识看成自古有之、千年不变的、不容置疑的真理的,是一个高度严密、极端抽象的知识体系。因此,他们多强调接受和记忆,模仿和训练,提倡熟能生巧;或认为自己的记忆能力不行,抽象能力又较,所以数学学习必然困难等想法。
③工具主义的数学观。他们认为学数学就是学会处理和解决各类(数学)问题的方法和技巧。所以他们比较重视做应用题,提倡将数学与生活紧密结合,也比较注意积累与数学有关的素材。
④文化主义数学观。他们认为数学是与性质、阶级意识、民族精神等有一定关系的人类文化,是一种反应人们思维方法、审美意识与文化价值观念的特定的知识体系。当然这种观念在学生中间被发现、被接受的较少。
上述各种观念从不同的角度反映了学生对数学本身的理解和领会,对数学价值的认识和判断。当然有些观念对学生的学习起到积极促进作用,而有些则明显会导致消极的负面影响。
二、数学观对数学学习的影响分析
数学观对学生数学学习究竟有多大的影响,目前尚缺乏确切的数据分析。但从历史材料和当前的研究表明,学生的数学观对其学习方式和学习成果是有相当影响的。Schoenfeld研究表明学生思想观念的发展已经成为数学学习过程中的重要因素,数学信念与数学成绩之间存在明显的相关性。[2]Carlson研究发现一些普遍存在的和持续的数学观念在他们的后继学习中起着决定性作用。[3]郑毓信指出,对于学生来说,观念的重要性在于数学学习不仅是指知识的学习和能力的提高,而且也是一个观点、信念、态度等形成的过程,而后者则将对他们今后的数学学习、乃至整个人生产生重要的影响。[4]
事实上,对个体而言,正确的数学观可以统摄个体自身的各种因素,使之积极参与到学习活动之中。如果学生没有一定的数学观念,那么他将是主动精神缺乏、主体意识单薄、只会按指令被动行事的人;如果学生对数学的看法和课程蕴藏的数学观不一致,那么这种观念便可能成为其学习的障碍;如果学生面对数学处境而未能意识到它与数学有关,那么他就不会着手以数学方法来处理;如果学生把数学看作是与生产实践活动无关的概念、定理、符号的,那么他们在学习过程中就必然会采取一种静止的、被动的态度来接受“数学真理”;如果学生把数学看作是数学家凭空想象、自由创造的产物,那么一种远离、脱离客观、极其严密、高度抽象的刻板印象就会占领他们心灵的上空,使他们在学习过程中必然产生一种兴趣不大、意义不大,或难度太大、敬而远之的心理;如果学生把数学看作思维的体,认为学数学就要反复用脑,那么数学仿佛就变成了度量一个人聪明与否的标尺,当他们解决不了数学问题而产生挫折感时,便会觉得自己智力不如别人而悲观失望;如果学生认为数学学习就是计算、就是解题,那么在他们眼中,数学与算式、公式﹑列式有着不可分割的关系,或者认为数学就是给出一堆数字、然后通过算式找出的活动,那么他们对冗长繁杂的计算、无边无际的题海必然会丧失兴趣;如果学生认为数学学习就是模仿智力超群的数学家或数学教师的思维,那么他们常丧失信心,自叹不如。实践证明,学生的数学观的确影响着他们的学习态度、学习兴趣,影响着他们对认知材料的选取,对认知方式的选择,对学习结果的评价。(李士锜2001,211)对群体而言,数学观可以统摄个体之间的各种力量,使之积极参与到建构活动之中。学习是一种建构活动,存在着师师、生生、师生以及学生与家庭、学生与交往的多种形态。在这些活动中,数学观一方面提供活动的基本准则,以此来调节主体的行为方式,决定交往的程度和范围。另一方面,通过个体数学观的沟通、交流和碰撞,主体间逐渐达成共识、形成合力。尽管同一群体中的数学观存在着个体异,但总有一种主导的数学观在起作用,也正是这样主导观念使得整个班级对数学的学习目标、学习方式、评价标准趋向一致,从而保证学习活动顺利进行。相反,如果学生之间,师生之间,学生与教材之间的数学观经常抵触、矛盾和冲突,缺乏维系的纽带,就会出现“形聚神散”的状态,学习活动就难以真正有效开展。
三、数学史影响高中生数学观的实验探索
1、实验目的
数学史与数学教育的关系早在1876年丹麦数学家和数学史家H. G. Zeuthen就强调,“通过数学史的学习,学生不仅获得了一种历史感,而且,通过从新的角度看数学学科,他们将对数学产生更敏锐的理解力和鉴赏力。” [5] 1977年,美国学者McBride和Rollins发现数学史在提高学生数学学习积极性方面是十分有效的[6].Wilson和Chauvot指出,让学生和教师思考“谁做数学”、“数学怎么做”、“数学是什么”等问题,让学生了解数学与其他学科、数学与的广泛联系,能拓宽对数学本质的看法[7].英国数学史家J. Fauvel曾总结了20条将数学史运用于数学教学的理由,其中之一是数学史可以改变学生的数学观[8].Breugel指出有关数学概念是怎样发展的历史知识有助于学生理解概念,并向学生指明了数学是人类在特定历史时期所创造的,而不是历来就有、永恒不变的[9].
自从1972年“数学史与数学教育之关系研究小组”(International Study Group on the Relations between History and Pedagogy of Mathematics,简称HPM)成立以来,更多的学者对数学史与数学教育的关系进行了大量研究。国内也有一些学者再关注数学史与数学教育的关系。但数学史能否改变学生的数学观,从而影响他们的数学学习,国内外有关实证研究仍不多见。本文既受历史的启发,又拟在前人研究成果的基础上,进一步探索数学史对高中生数学观究竟是否产生影响。
2、被试的确定
实验班:苏高工校区03预科4班;控制班:苏高工校区03预科3班.实验班和控制班是随机选定的.两个班的数学教学由笔者一人承担.
3、实验过程
⑴前测.对两个班学生数学成绩进行测试,结果见表3 .
对两个班学生数学观进行问卷调查(见附录一),结果见表4.
⑵实验方法
①结合教学内容,介绍相关历史
为期一年的教学过程中,在实验班每周至少介绍一项有关的数学史知识,在控制班以解题和练习代之.
②选择部分内容,测试对比研究
实验一:对数概念
学习对数概念时,在两个班采用了不同的教学方式.一是按课本体系组织教学;另外是结合阅读材料《对数与指数发展简史》,解答学生的各种问题,同时也引发了一堂意想不到的对数课[10].课后测试(见附录二)结果统计如下:
表1 两个班对数概念学习前、后测试统计表
结果表明:学习“对数发展简史”之后,控制班对“对数”学习的难度明显降低,对学习对数的兴趣明显提高,对学习对数的目的更加明确,对对数产生的过程更加清楚.
实验二:复数概念
在两个班按不同方式组织教学.在控制班按课本内容和体系组织教学.在实验班从复数发展的历程组织教学.调查(见附录三)结果如下:
表2 两个班对复数概念学习测试统计表
结果表明:实验班对虚数的接受程度高于控制班,把虚数看成是有意义的、真实存在的数的比例大于控制班;将数系看成是动态发展的比例高于控制班.
从课后交流中也了解到:历史过程的引入使学生对数的概念的认识更加充分、更加准确、更加深刻.
① 复数是按一定方式构造的.复数的产生是从“运算可以无限制地进行的原理”出发,数学内容的组织化、系统化的过程[11].这是人类构造数系的一种方式,也是学生建构数系认知结构的方式之一.
② 复数的产生是一个历史发展过程.通过对复数发展过程的剖析,学生认识到复数是几代人共同努力的产物;是一个从无到有、从疑惑到接受、从模糊到清晰、从片面到完善的过程;是随着的发展、数学本身的发展而发展的.复数是对实数理论补充和推广后产生的.这是数学本身内部成果积累,新的抽象阶段,向新的概括性概念上升的必然结果 [12].
③ 虚数不是神秘莫测、权威的.从虚数概念“生长”过程来看,即使是数学家的认识也是逐步深入的.初人们对虚数持怀疑和不接受的态度.莱布尼兹称虚数是“理想世界的奇异创造”,是“神灵的美妙的庇护者,几乎介于存在和不存在之间的两栖物”[13].欧拉尽管用它,但也认为虚数只存在于想象之中.直到哈密尔顿把复数建立在实数理论基础之上,以及复数在物理学等领域中的应用加强时,人们才开始真正接受虚数.这与学生学习时,缺乏了解它们的实际应用而造成对概念理解和接受上有一定的心理障碍是一致的.但历史的呈现有助于学生打消神秘的心态和权威的心理,减少排斥的情绪.
④ 复数产生和发展是人们思想观念的突破.象这样的方程没有实数解在学生心目中已成定论,既然没有实数解,为什么还要讨论它?既然负数不能方,又为什么要承认是有意义的?这是一种心理上的矛盾、认知上的冲突,更是观念上的封闭.辩证法告诉我们:世界上没有任何东西是完全不变和无论如何也不发展的.任何数学概念,不管它是怎样被定义,也还是要随着科学的发展而发展的.人们对事物的认识总是螺旋式上升的.通过对历史的考察,大家体会到虚数的引入是一种创造,一种发明,一种思维上突破,一种观念上的更新.
⑤辨析古人的数学观,促进学生数学观的形成
学习立体几何时,让学生讨论欧几里得的数学观.学习解析几何时,让学生讨论笛卡儿的数学观与解析几何的诞生.
⑶后测:一学年结束后,再对两个班统一测试和问卷调查(见附录一),结果如下:
表3 两个班期初、期末考试成绩统计表
注:⑴实验班与控制班期初成绩,所以两个班学生成绩无显著异.
⑵实验班与控制班期末成绩,故不能认为数学史对学生成绩没有影响.
表4 两个班期初、期末问卷调查统计表
结果表明:数学史的介绍明显提高了实验班学生数学学习兴趣;加强了学生数学学习动机,转变了数学观念;让学生更加了解了数学的本质,也促进了数学成绩的提高.
4 结论
通过一年的调研发现,数学史一定程度上能改变学生的数学观,从而影响数学学习.
① 通过对历史的了解,学生可以缩短心理上接受某一观念的时间.
② 通过对历史的分析,学生可以接受数学是人类活动的结果.
③ 数学史有助于培养学生动态的数学观.
④ 数学史有助于培养学生的创造发明观.
⑤ 数学史有助于培养学生的数学文化价值观.
⑥ 数学史有助于学生了解数学形式化、抽象化、化的过程.
⑦ 数学史有助于改变教师的数学观从而影响学生的数学观.
5几点建议
基于本文的研究,我建议:高度重视学生数学观的培养;认真处理数学史与数学教材的关系;组织编写合适的历史材料;认真组织在职教师的数学史培训;大力开展HPM研究.
三次数学危机论文
数学史上出现的三次数学危机,与其说是“数学的危机”,不如说是“数学哲学的危机”.下面我给你分享三次数学危机论文,欢迎阅读。
三次数学危机论文篇一
摘要:本文主要通过数学史上的三次危机的产生与消除,针对它们的本质浅谈自己的认识,实际导致这三次危机原因在与人的认识。次数学危机是人们对万物皆数的误解,随着无理数的发现,把次数学危机度过了。第二次数学危机是人们对无穷小的误解,微积分的出现产生了一种新的方法,即分析方法,分析方法是算和证的结合。是通过无穷趋近而确定某一结果。罗素悖论的发现,给数学界以极大的震动,导致了数学史上的第三次危机。为了探求其根源和解决难题的途径,在数学界逻辑界进行了不懈的探讨,提出了一系列解决方案,并在不知不觉中大大推动了数学和逻辑学的发展。
:危机;万物皆数;无穷小;分析方法;
一、前言
数学常常被人们认为是自然科学中发展得完善的一门学科,但在数学的发展史中,却经历了三次危机,人们为了使数学向前发展,从而引入一些新的东西使问题化解,在次危机中导致无理数的产生;第二次危机发生在十七世纪微积分诞生后,无穷小量的刻画问题,后是柯西解决了这个问题;第三次危机发生在19世纪末,罗素悖论的产生引起数学界的轩然,后是将论建立在一组公理之上,以回避悖论来缓解数学危机。本文回顾了数学上三次危机的产生与发展,并给出了自己对这三次危机的看法,后得出确定性丧失的结论。
二、数学史上的次“危机”
次数学危机是发生在公元前580-568年之间的古希腊。那时的数学正值昌盛,忒被是以毕达哥拉斯为代表的毕氏学派对数的认识进行了研究,他们认为“万物旨数”。所谓数就是指整数,他们确定数的目的是企图通过揭示数的奥秘来探索宇宙的永恒真理,信条是:宇宙间的一切现象都能归结为整数或整数之比,即世界上只存在整数与分数,除此之外他们不认识也不承认别的数。在那个时期。上述思想是权威、是“真理”。但是不久人们发现即使边长为1的正方形对角线不是可比数。这样毕达哥拉斯“万物皆数”是不成立的,的权威受到了的挑战:一方面证明单位正方形对角线的长不是整数分数,按照他们的观点,这种长度不是数!另一方面,他们不承认自己的观点有问题,这就陷入了极大的矛盾之中,这是次数学危机。
三、第二次数学危机
第二次数学危机发生在十七世纪。十七世纪微积分诞生后,由于推敲微积分的理论基础问题,数学界出现混乱局面,即第二次数学危机。其实我翻了一下有关数学史的资料,阿基米德的逼近法实际上已经掌握了无限小分析的基本要素,直到很多年后。牛顿和莱布尼兹开辟了新的天地――微积分。微积分的主要创始人牛顿在一些典型的推导过程中,步用了无穷小量作分母进行除法,当然无穷小量不能为零;第二步牛顿又把无穷小量看作零,去掉那些包含它的项,从而得到所要的公式,在力学和几何学的应用证明了这些公式是正确的,但它的数学推导过程却在逻辑上自相矛盾。直到19世纪,柯西详细而有系统地发展了极限理论。柯西认为把无穷小量作为确定的量,即使是零,都说不过去,它会与极限的定义发生矛盾。无穷小量应该是要怎样小就怎样小的量,因此本质上它是变量,而且是以零为极限的量,至此柯西澄清了前人的无穷小的概念,另外Weistrass创立了极限理论,加上实数理论,论的建立,从而把无穷小量从形而上学的束缚中解放出来,第二次数学危机基本解决。
四、数学史上的第三次危机
1.悖论的产生及意义
(1)什么是悖论
悖论来自希腊语,意思是“多想一想”。这个次的意义比较丰富,它包括一切与人的知觉和日常经验相矛盾的数学结论,那些结论会使我们惊异无比。悖论是自相矛盾的命题,即如果承认这个命题成立,就可推出它的否定命题成立;反之,如果承认这个命题的否定命题成立,又可推出原命题成立。如果承认它是真的,经过一系列正确的推理,却又得出它是的;如果承认它是的,经过一系列正确的推理,却又得出它是真的。古今中外有不少的悖论,他们震撼了逻辑学和数学的基础,激发了人们求知和精密的思考,吸引了古往今来许多思想家和爱好者的注意力。解决悖论难题需要创造性的思考,悖论的解决又往往可以给人带来全新的观念。
(2)悖论产生的意义
疏忽学悖论是在数学学科理论体系发展到相当高的阶段才出现的。它是对数学学科理论体系可能存在的内在矛盾的揭示。虽然暂时引起人们的思想混乱,对正常的科学研究可能会形成一定的冲击,但它对于揭露原有理论体系中的逻辑矛盾,对于揭露原有理论的缺陷或局限性,对于这一步深入理解,任何和评价原有科学理念,对于原有的科学概念或理论的进一步充实完善和促进科学管理的产生都有相当重要的意义,同时也为科学研究提供新的课题和研究方向。
2.第三次数学危机的产生与解决
(1)第三次数学危机的产生
第三次数学危机发生在1902年,罗素悖论的产生震撼了整个数学界,号称天衣无缝,正确的数学出现了自相矛盾。
罗素在该悖论中所定义的R,被几乎所有论研究者都认为是在朴素论中可以合法存在的。事实虽是这样但原因却又是什么呢?这是由于R是,若R含有自身作为元素,就有R R,那么从的角度就有RR。一个真包含它自己,这样的显然是不存在的。因为既要R有异于R的元素,又要R与R是相同的,这显然是不可能的。因此,任何都必须遵循R R的基本原则,否则就是不合法的。这样看来,罗素悖论中所定义的一切R R的,就应该是一切合法的,也就是所有的,这就是同类事物包含所有的同类事物,必会引出的这类事物。归根结底,R也就是包含一切的“的”了。因此可以明确了,实质上,罗素悖论就是一个以否定形式陈述的悖论。
(2)第三次数学危机的解决
罗素的悖论产生后,数学家们就开始为这场危机寻找解决的办法,其中之一是把论建立在一组公理之上,以回避悖论。首先进行这个工作的是德国数学家策梅罗,他提出七条公理,建立了一种不会产生悖论的论,又经过德国的另一位数学家弗芝克尔的改进,形成了一个无矛盾的论公理系统(即所谓zF公理系统),这场数学危机到此缓和下来。
现在,我们通过离散数学的学习,知道论主要分为Cantor论和Axiomatic论,是先定义了全集I,空集,在经过一系列一元和二元运算而得来的。而在七条公理上建立起来的论系统避开了罗素悖论,使现代数学得以发展。
三次数学危机是我们数学史发展中的一个奠基,他为我们日后更详细、深入的研究数学做了很好的铺垫,我我想以后也许会有第四次数学危机,但数学家也会把它化解掉,只有出现危机,才能使我们的数学研究达到更高的境界。
三次数学危机论文篇二
数学的产生和发展,始终与人类的生产和生活有着密不可分的联系。在新教材中,任何一个新概念的引入,都特别强调它的现实背景、数学理论发展背景或数学发展的历史背景,只有这样才能让学生感到知识发展水到渠成。所以特别希望在教学中能不时渗透数学史的相关知识,充分发挥和利用数学史的教育价值,使学生通过了解数学史,而更加全面更加深刻地理解数学、感悟数学。
一、论的诞生
一般认为,论诞生于1873年底。1873年11月29日,康托尔(G.Gsntor,1845-18)在给戴德金(JuliusWilhelmRichardDedekind,1831—16)的信中提问“正整数与实数之间能否一一对应起来?”这是一个导致论产生的大问题。几天后,康托尔用反证法证明了此问题的否定性结果,“实数是不可数集”,并将这一结果以标题为《关于全体实代数数的一个性质》的论文发表在德国《克莱尔数学杂志》上,这是“关于无穷论的篇革命性论文”,在其系列论文中,他首次定义了、无穷、导集、序数、运算等,康托尔的这篇文章标志着论的诞生。
二、论成为现代数学大厦的基础
康托尔的论是数学史上革命性和创造性的理论,他处理了数学上棘手的对象——无穷,让无数因“无穷”而困扰许久的数学家们在这种神奇的数学世界找回了自己的精神家园。它的概念和方法渗透到了代数、拓扑和分析等许多数学分支,甚至渗透到物理学等其他自然学科,为这些学科提供了奠基的方法。几乎可以说,没有论的观点,很难对现代数学获得一个深刻的理解。
论诞生的前后20年里,经历千辛万苦,但终获得了世界的承认,到了20世纪初,论已经得到数学家们的普遍赞同,大家一致认为,一切数学成果都可以建立在论的基础之上了,简言之,借助论的概念,便可以建立起整个数学大厦,就连论诞生之初强烈反对的数学家庞加莱(JulesHenriPoincaré,1854-12)也兴高采烈地在1900年的第二次数学家大会上宣布:“借助论概念,我们可以建造整个数学大厦。今天,我们可以说的严格性已经达到了。”然而,好景不长,一个震惊数学界的消息传出,论是有漏洞的!如果是这样,则意味着数学大厦的基础出现了漏洞,对数学界来说,这将是多么可怕啊!
三、罗素(BertrandRussell,1872-1970)悖论导致第三次数学危机
1903年,英国数学家罗素在《数学原理》一书上给出一个悖论,很清楚地表现出论的矛盾,从而动摇了整个数学的基础,导致了数学危机的产生,史称“第三次数学危机”。
罗素构造了一个所有不属于自身(即不包含自身作为元素)的R,现在问R是否属于R?如果R属于R,则R满足R的定义,因此R不属于自身,即R不属于R。另一方面,如果R不属于R,则R不满足R的定义,因此R应属于自身,即R属于R,这样,不论任何情况都存在矛盾,这就是有名的罗素悖论(也称理发师悖论)。
罗素悖论不仅动摇了整个数学大厦的基础,也波及到了逻辑领域,德国的逻辑学家弗里兹在他的关于的基础理论完稿而即将付印时,收到了罗素关于这一悖论的信,他立刻发现,自己忙了很久得出的一系列结果却被这条悖论搅得一团糟,他只能在自己著作的末尾写道:“一个科学家所碰到的倒霉的事,莫过于是在他的工作即将完成时却发现所干的工作的基础崩溃了。”这样,罗素悖论就影响到了一向被认为极为严谨的两门学科——数学和逻辑学。
四、消除悖论,化解危机
罗素悖论的存在,明确地表示论的某些地方是有毛病的,由于20世纪的数学是建立在论上的,因此,许多数学家开始致力于消除矛盾,化解危机。数学家纷纷提出自己的解决方案,希望能够通过对康托尔的论进行改造,通过对定义加以限制来排除悖论,这就需要建立新的原则。
在20世纪初,大概有两种方法。一种是1908年由数学家策梅洛(Zermelo,ErnstFriedrichFerdinand,1871~1953)提出的公理化论,把原来直观的概念建立在严格的公理基础上,对加以充分的限制以消除所知道的矛盾,从而避免悖论的出现,这就是论发展的第二阶段:公理化。
解铃还须系铃人,在此之前,危机的制造者罗素在他的著作中提出了层次的理论以解决这个矛盾,又称分支类型化。不过这个层次理论十分复杂,而策梅洛则把这个方法加以简化,提出了“决定性公理(外延公理)、初等公理、分离公理组、幂公理、并公理、选择公理和无穷公理”,通过引进这七条公理限制排除了一些不适当的,从而消除了罗素悖论产生的条件。后来,策梅洛的公理系统又经其他人,特别是弗兰克尔(A.A.Fraenkel)和斯科伦(T.Skolem)的修正和补充,成为现代标准的“策梅洛——弗兰克尔公理系统(简称ZF系统)”,这样,数学又回到严谨和无矛盾的领域,而且更促使一门新的数学分支——《基础数学》迅速发展。
五、危机的启示
从康托尔论的提出至今,时间已经过去了一百多年,数学又发生了巨大的变化,而这一切都与康托尔的开拓性工作密不可分,也和数学家们的艰辛努力密不可分。从危机的产生到解决,我们可以看到,数学的发展跟提出问题和面对困难是离不开的,期间要经历无数的挫折和失败,但是只要坚持,终会走向成功。
矛盾的消除,危机的化解,往往给数学带来新的内容,新的变化,甚至革命性的变革,这也反映出矛盾斗争是事物发展的历史性动力的基本原理。正如数学家克莱因(FelixChristianKlein1849-1925)在《数学——确定性丧失》中说:“与未来的数学相关的不确定性和可疑,将取代过去的确定性和自满,虽然这次悖论已经找到解释,危机也已化解,但是更多的还是未知,因为只要仔细分析,矛盾又将会被认识更为深刻的研究者发现,这种发现不应该被认为是‘危机’,而应该感到,下一个突破的机会来到了。”
参考文献:
1.《普通高中课程标准实验教科书——数学必修1》教师教学用,教育出版社
2.胡作玄,《第三次数学危机》
三次数学危机论文篇三
中华的诞生,为数千年的文明史揭开了新的篇章,我国数学科学的研究出现了生机勃勃的景象,以下是我搜集的一篇关于三次数学危机探讨的论文范文,供大家阅读参考,
从我国数学的发展看三次数学危机。
1 引言
数学中有大大小小的许多矛盾,比如正与负、加法与减法、微分与积分、有理数与无理数、实数与虚数等等。但是整个数学发展过程中还有许多深刻的矛盾,例如有穷与无穷,连续与离散,乃至存在与构造,逻辑与直观,具体对象与抽象对象,概念与计算等等。在整个数学发展的历史上,贯穿着矛盾的斗争与解决。而在矛盾激化到涉及整个数学的基础时,就产生数学危机。整个数学的发展史就是矛盾斗争的历史,斗争的结果就是数学领域的发展。
2 三次数学危机
次数学危机发生在古希腊,源于毕达哥拉斯的以数为基础的宇宙模型和数是可公度的信条。毕达哥拉斯认为,事物的本质是由数构成的,并以数为基础,构造了宇宙模型[1].在毕达哥拉斯看来,数就是整数或整数之比。但这一信条后来遇到了困难。因为有些数是不可公度的。这一矛盾,导致了毕达哥拉斯关于数的信条的破产,并进一步导致了毕达哥拉斯以数为基础的宇宙模型的破产。这在当时产生的震动太大了,因此历史上称之为次数学危机。
17、18世纪关于微积分发生的激烈的争论,被称为第二次数学危机[2].在17世纪晚期,形成了微积分学。牛顿和莱布尼茨被公认为微积分的奠基者。他们的功绩主要在于把各种有关问题的解法统一成微积分,有明确的计算步骤,微分法和积分法互为逆运算[3].由于新诞生的微积分方法中隐含着逻辑推理上的缺陷,导致了无穷小悖论[4].当时牛顿等人不能自圆其说,而且,其后一百年间的数学家也未能有力的回答贝克莱的质问,由此而引起数学界甚至哲学界长达一个半世纪的争论,造成第二次数学危机.
19世纪末分析严格化的成就--论,似乎给数学家们带来了一劳永逸摆脱基础危机的希望。庞加莱甚至在1900年巴黎数学大会上宣称:现在我们可以说,完全的严格性已经达到了![5]但就在第二年,一场摇撼整个数学大厦基础的暴风雨来临了,英国数学家罗素以一个简单明了的论悖论打破了人们的上述希望,引起了关于数学基础的新争论。他把关于论的一个着名悖论用故事通俗地表述出来。
它和其它一些论悖论一样,对数学发展的影响是十分深刻、巨大的,甚至可以说是动摇了整个数学的基础,并导致了第三次数学危机。
3 从我国数学的发展看三次数学危机
中华的诞生,为数千年的文明史揭开了新的篇章,我国数学科学的研究出现了生机勃勃的景象,这是我们建设的需要,也是我们和非常重视科学技术的结果,
数学论文《从我国数学的发展看三次数学危机。科学院于1950年开始筹建数学研究所,1952年正式成立。全国各高等院校普遍设置了数学系,《数学学报》和《数学通报》复刊。1958年~1960年的时期,在极左思潮影响下,数学基础理论研究受到很大冲击,积极的一面是明确了向世界先进水平看齐的奋斗目标,也重视理论联系实际,线性规划得到大力推广并创造了切实可行的图上作业法,运筹学由此在我国发展起来。在发展我国高科技过程中,例如1965年9月17日,我国科学工作者在世界上首次用人工方法合成结晶牛胰岛素。
我们不能不承认,数学对于现实生活的影晌正在与日俱增。许多学科都在悄悄地经历着一场数学化的进程。现在,已经没有哪个领域能够抵御得住数学方法的渗透。因此,对于数学,特别是现代数学加以普及,使得数学和数学家的工作能对现实生活产生应有的积极影响,这已成为人们日益重视的课题。
4 总结
综上所述三次数学危机对数学的发展影响是巨大的。次数学危机中产生的欧几里德几何对树立天文学的发展起了很大的推动作用,次数学危机使古希腊数学基础发生了根本性的变化,使古希腊的数学基础转向几何。第二次数学危机中波尔查诺给出了连续性的正确定义;阿贝尔指出要严格限制滥用级数展开及求和;柯西指出无穷小量和无穷大量都是变量,并且定义了导数和积分;狄利克雷给出了函数的现代定义;美国数理逻辑学家罗宾逊又利用无穷小量引进超实数的概念,建立了非标准分析,同样也能的描述微积分,解决无穷小悖论。第三次数学危机建立了实数理论,且在此基础上建立了极限的基本定理,使数学分析建立在实数理论的严格基础之上,康托尔创立了论。而且还产生了公理化方和数理逻辑等一批新颖学科。我国以至世界各国的数学发展也都依赖于三次数学危机中产生的数学的新内容。整个数学的发展是一个层层深入、层层递进的过程。
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求大一高数论文 2000字左右
高数学习对许多大一学生生来讲, 有些困 难,成绩不理想.教师一直在苦苦思考:虽 然教师在授课进程中尽了种种努力, 但还 是有许多学生学习不好, 这是什么原因? 调查显示:这部分学生或者学习兴趣不高, 或者学习不得要领.因而, 高数学习必须 充分调动学习者的积极性, 掌握适合的学 习方式,才能有所收获. 1 学习者要意识到学习高数的重要 性, 提高学习兴趣, 变被动学习为主 动学习 据懂得, 许多学生意识不到高数学习 的重要性,他们对大学课程里学习高数的 重要性不甚清楚,也没有学习的热情,更谈 不上积极性了. 1 . 1 数学教育具有重要的基本性作用与素 质教育作用 现代信息、空间技巧、核能利用、基 因工程、微电子、纳米材料等的新技 术111ttt, 以及现代人文科学的定量剖析需 要以数学为主要基本. 数学学科严密的定义方法、缜密的逻 辑思维、全面的系统剖析是辩证唯物主义 思想在数学学科中的集中反应, 在大学生 素质教育中起着不可替代的作用.素质表 现在数学意识、数学语言、数学技巧、数 学思维四个方面.素质的提高有助于学生 形成良好的思想道德素质,科学文化素质, 生理心理素质,从而提高人的素质. 这是有例子可以验证的.以大学 地质系为例,一个系就培养了48 位中科院 院士, 而这得益于李四光先生的理念—— 加强数理基本, 原因就是学生的工科数学 基本好、逻辑思维强、头脑清晰. 1 . 2 培养对高数的兴趣能激发学习热情 “兴趣是的老师”.心理学家布鲁纳 认为:“学习是主动的进程,对学生学习内因的 的激发是对所学教材的兴趣.”“有了兴 趣就会乐此不疲,好之不倦,就会挤时间学习 了.”学生只有对学习感兴趣,能把心理活动 指向和集中在学习的对象上,感知活泼,注意 力集中,察看敏锐,记忆持久而准确,思维敏锐 而丰盛,强化学习的内在动力,调动学习的积 极性,激发智力和创造力,提高学习效率. 1.2.1 提高学习高数的兴趣首先从了 解数学史做起 我们可以首先懂得数学史,懂得中 国数学的萌芽、发展、全盛、衰弱的进程 和原因;我们还可以从高数中的微积分发现 的历史谈起,通过对历史的懂得和感受来体 会到数学的博大高深,激发探求对数学美的观赏也可以提高学 习高数的兴趣 数学是美的,但是这种美不易被人觉察, 往往被人误认为数学是枯燥的.树枝的生 长和股票技巧中蕴含着斐波纳奇数列,斐波 纳奇数列中蕴含着黄金分割,黄金分割率大 到宇宙,小到微生物,无处不在,数学具有数 字美,符号美,图形美,思想美,方式美,撼人 心魄,令人着迷,可以有意识地主动懂得. 2 学习高数要注重基本知识( 基础概 念、基础理论、基础方式) 的懂得及 消化 华罗庚有一句话:“我研究数学、学习数 学是从小学一、二、三、四、五、六册开始 的,研究学问要从基本做起.”少年牛顿也是 从基本知识、基础公式重新学起,扎扎实实、 步步推进的.高职学生广泛基本薄弱,很多高 职学生也不注重对基本知识的懂得和掌握,往 往一知半解,好高骛远,结果是徒劳无益. 基础理论体现在定理的内容和论证,以 及实际问题抽象出的理论模型.认真思考 书上每个理论模型来源,明白是从哪个实际 情况中抽象出来的,会很大程度地提高解决 综合问题的能力.证明部分也要加以重视, 因为证明进程是一个逻辑推理进程,能很好 地锻炼大脑,会加深对定理的懂得,提高运 用能力.推导正是高数的精华所在,是需要 下工夫反复揣摩的,不懂之处要多问. 基础方式的领悟体现在形成一个知识关 系网络.比如高数中基础所有的重要概念 都是用它定义和研究的;用变量代替不变量 的常用技能,体现在常数变易法解微分方 程,微分的思想,非线性问题的线性化方式; 化整为零、积零为整、分割求和积分的思 想,应用问题中的元素法;由特殊到一般、以 及化庞杂为简单的研究思维方式等等. 学习和方式的运用中, 培养人的逻辑 思维、抽象思维、空间想象、以及自学能 力,培养科学的世界观,严密的科学态度, 增强学习意志,形成良好的个性品质. 3 高数学习要调整心理状态, 注重学 习方式 不要有畏难心理,要知道难是相对的, “面对悬崖峭壁,一百年也看不出条缝来, 但用斧凿,能进一寸则进一寸,能进一尺则 进一尺,不断积聚,飞跃必来,突破随之.” 树立三心:信心、决心、恒心.克服懒惰, 多思考、多归纳. 学习进程中遇到困难时, 一定不要气 馁,增强克服困难的信心与意志,相信自己 一定能学好,积极调整状态,探索学习方式. 3 . 1 紧跟教师的授课节奏, 做到高效听课 预习,先大略通读教材,不懂地方可以打 个问号;上课一定要认真听讲,对章节内容提 纲挈领,分清主次.感到重要的内容要记载 下来,不要一字不漏地记下来,只需简略几 笔,抓住精华即可.课后及时归纳总结,注意 思路的积聚,随时把收获、疑难、与前后知 识点的联系和区别、例题的不同解法等,一 切随时想到的体会整理下来,哪怕仅是大脑 的灵光一闪也要及时标注,以便于巩固加深 懂得.定期自我检查掌握情况. 3 . 2 采用适当的数学记忆方式 学习不仅要求懂得,还要有机械的记忆, 比如符号,公式,基础定义,解题技能和方式. 寻找适合的记忆法,助于知识的持久度. 采用形象记忆、类比记忆、系统记忆. 高数的符号较多,识记困难,造成学习 障碍.可以仔细察看特点,形象记忆.很多 是其英文解释的个字母,比如说微分, 其中可以懂得为英文“differential”(微分) 的首字母,积分号可以懂得为“sum”中首 字母的拉伸, 可以加深对定义的懂得.系 统记忆合适于对章节知识间的联系对照学 习中,有助于对知识整体脉络的梳理把握. 记忆方式是相辅相成的,可以交叉运用. 适当解题, 不断改正自己的思维 一定要做习题,初学新知识时,不妨参 照定理或公式依葫芦画瓢, 努力识记知识 点,再试图脱离教材练习,检查自己对 知识掌握程度,不会的内容,是自己思维的 断层,有些内容学习者可以自我改正,较难 内容,学习者需要请教教师或者参阅学习资 料,寻找一些知名教科书,注意察看,找出知 识的特点以及迁移,多角度、多方面地思 考,过于抽象的内容不妨举出具体例子来形 象思考,自己的思维慢慢就会全面而深刻, 知识也会融会贯通,厚书也就读薄了.去探 索的知识,才是掌握得的. 但也不提倡做大量的习题.习题并非 都有价值,尤其是现在题海中所遇到的题 目,很多都是在低级重复,反反复复并不能 得到有益启示.而有些综合题, 就是将一 些知识点揉在一起,而且明明能说得简单 的话, 却故意说得很庞杂、很曲折、绕圈 子、设陷阱.学习者应该坚持清醒,思考一 些真正富有启示性的问题, 多研究问题的 意义.通常,越是简化问题,就越是能得到 深刻而有价值的结论.做完一题, 不停留 在原有层次,多追问一些为什么,往往能导 致柳暗花明的新境界.有时要把不理解知 识暂时跳过,回过火看就解决了.
大学数学史论文
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!
大学数学史论文篇1
数学史的教育功能
摘要数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。
数学史教育功能创新思维功能体现
1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣
兴趣是的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。
例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。
2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识
数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。
例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;
又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。
再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。
从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。
3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养
对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。
4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知
从数学悠久的历史来看,从古至今涌现出了一批的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。
总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。
参考文献
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大学数学史论文篇2
数学史在大学数学教学中的意义与价值
摘 要: 如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。
: 数学史 高等数学 教学改革
1.数学史
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到、宗教等各种因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难终探索出来的。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。
2.数学史在大学数学教学中的意义与价值
我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在召开了“届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。
数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。
(1)数学史是数学文化的佳载体
传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括数学对推动发展的作用,数学的需求,发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的佳载体。
(2)数学史是激发兴趣的有效途径
几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。
纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。
数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。
(3)数学史是理解数学的必由之路
数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着生活。
从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。
(4)数学史是思想教育的良好素材
数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。
欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。
3.结语
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。数学史可以将逻辑推理还原为合情推理,将逻辑演绎追溯到归纳演绎,通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”
参考文献
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有关数学史的论文
学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的。
日本数学家藤天宏在第九次数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。
同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是的数学家也是的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。
二、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式
现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。
数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。
数学史的学习可以学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。
三、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机
动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是的动机。在日本中学生夺取IEA调查总分名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是,这说明他们的好成绩是在、家长、学校的压力下获得的。的情况如何呢?尚无全面的,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达62.21%,而对数学“很感兴趣”的只有23.12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。
数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。
四、学习数学史为德育教育提供了舞台
在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。
首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批的数学家,有剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的古代数学成就。
然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后数学逐渐落后于西方,20世纪初,数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “现代数学的发展”也提到要介绍“现代数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。
其次,学习数学史可以学生学习数学家的品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。
后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以学生领悟数学美。很多的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利画家、印度国王Bhaskara、美国第20任Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。