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数学有着丰富多彩的美的因素,作为科学语言的数学,具有一般语言文学和艺术所共有的特点,即数学在内容结构上和方法上也都具有自身的某种美,即所谓数学美。从内容来看,数学美有结构美、语言美与方法美;从形式来看,数学美有形态美和理性美。综合起来考察,数学美的表现特征主要有:简单性、对称性、统一性和奇异性。
一、简单性
简单性是数学美的一个基本特征。它反映出自然的简单性,是自然内在的属性,而不是人为的简单规定。数学的简单性并不是指数学内容本身简单而主要表现在数学的逻辑结构、方法和表达式的简单性。如:5个12相乘,可以写为12×12×12×12×12,但是125 的表示方法却要简单得多了,12-2/3以同样的简洁表示了更复杂的内容;平面的基本性质之一:“不在同一条直线上的三点确定一个平面”体现了“三点定面”的简单特性。
二、对称性
对称性是数学美的主要表现形式之一。数学中的中心对称、轴对称和镜面对称,都给人以美感,这就是数学中的对称美。从广义上讲还包括对偶,匀称等方面的内容。实质上,数学对称美是自然物的和谐性在量和量关系上最直观的表现。例如:几何中的许多图形,圆、球、圆柱、圆锥、长方体、圆锥线等都体现了对称美;代数中,偶函数图像的轴对称,奇函数图像的原点对称,都给人以赏心悦目之感;
三、统一性
数学的统一性是指数学中部分与部分,部分与整体之间的和谐平衡和一致。统一性是数学结构美的重要标志。通常表现为数学概念、规律、方法的统一,数学与其它学科的统一。例如:立体几何中柱体、锥体、台体的体积公式可以统一为;
四、奇异性
数学中的奇异性,指的是数学结论或解决问题方法的新颖、奇巧、出乎意料,往往勾起思想上的震动,引起人们的赞赏与叹服。在这种意义上奇异也是一种美,奇异到极点更是一种美。奇异美是数学发现的重要因素。例如:平面图像与空间图形之间的内在联系,三角形中三条高、三条边的中线、三个角的平分线交一点等都体现了奇异美。
综上所述可以看出,中学数学教材中,数学美:简单美、对称美、统一美、奇异美比比皆是。自然地,数学教学过程中,教师应极力挖掘教材中的数学美学内容,把数学美学思想渗透到教学中去,培养学生的发散思维和创造力,增强学生的审美能力,培养德、智、体、美全面发展的新世纪高素质的人才。
1.利用数学美培养学生的审美能力
数学审美能力是指学生感受数学美,鉴赏数学美,创造数学美的能力。在教学过程中,教师要引导学生感知数学美,体验数学美。通过具体数学知识的学习和问题的解决,点拔蕴含其中美的因素和美的方法,并在数学美的感染和启发下,去探索和发现数学的真,使学生的美感中求取数学的真,这样就能起到以美引真,由真化美,从而丰富对数学美内涵的真正理解。
设x+y+z=0,
分析:由已知可看出,条件具有对称性,字母x,y,z分别作轮换,作为整体在轮换下保持不变,为追求欲求式中三项的和谐统一,审美直觉心理倾向于每个括号里各添一项,美化成关于的统一式
解:原式=x+y+z
=(x+y+z) -3=-3
通过数学美的指引,获得了解题的突破口,问题得到了完美的解决,使学生体会到数学美的作用。
2.利用数学美激发学生的学习兴趣和热情
正确的学习目的对学生学好数学固然重要,但所学材料的情趣和审美价值却是学习的最佳剌激。现行中学课本,内容尽管是那样的丰富多彩,然而却仍然层次分明,严谨有序,处于和谐统一体中;方法尽管绚丽多姿,然而能相互转化,相互补充,显示出数学自身的魅力。数学教师应当充分挖掘教材的美学因素,把数学教学组织成为发现,鉴赏,创造数学的过程。
3.利用数学美启迪学生思维,开发学生智力和创造力
从审美因素的几个基本特征看,简单性可寻求问题的最优解答或简缩思维过程;统一性可对命题作出类比,推广和引伸,从而发现新问题;对称性可培养学生对立统一的思维方式,提供集中思维和发散思维的思路;奇异性可激发学生探索,发现,创新等精神。
如:例、在中,试判断的形状
引导学生发现,A、B两角的对称(地位一样),可猜想
(1)B=C(2)B+C=90°(3)B=90°,C=90°
这一猜想过程正是数学思维中对称美的体现和要求。有助于拓宽学生在解其它问题时的思路,进面提高学生解题的能力和效率。
猜想(1)代入条件中不恒成立
猜想(2)代入条件中恒成立
猜想(3)代入条件中不成立。故是直角三角形
以上觀点及论证,足以说明数学美学因素所起的作用,它在不知不觉中充当了目标取舍、方向确定、方式选择的重要决策因素(这是审美能力的体现)。我们数学的教与学,若能更多地挖掘数学知识和数学中的美学因素,就会使学生灵活运用数学知识,活跃数学思维,进而增强学生对数学的积极情感,提高学生分析数学问题的能力和效率。使我们的课堂展现出现更强的活力和魅力。
一、简单性
简单性是数学美的一个基本特征。它反映出自然的简单性,是自然内在的属性,而不是人为的简单规定。数学的简单性并不是指数学内容本身简单而主要表现在数学的逻辑结构、方法和表达式的简单性。如:5个12相乘,可以写为12×12×12×12×12,但是125 的表示方法却要简单得多了,12-2/3以同样的简洁表示了更复杂的内容;平面的基本性质之一:“不在同一条直线上的三点确定一个平面”体现了“三点定面”的简单特性。
二、对称性
对称性是数学美的主要表现形式之一。数学中的中心对称、轴对称和镜面对称,都给人以美感,这就是数学中的对称美。从广义上讲还包括对偶,匀称等方面的内容。实质上,数学对称美是自然物的和谐性在量和量关系上最直观的表现。例如:几何中的许多图形,圆、球、圆柱、圆锥、长方体、圆锥线等都体现了对称美;代数中,偶函数图像的轴对称,奇函数图像的原点对称,都给人以赏心悦目之感;
三、统一性
数学的统一性是指数学中部分与部分,部分与整体之间的和谐平衡和一致。统一性是数学结构美的重要标志。通常表现为数学概念、规律、方法的统一,数学与其它学科的统一。例如:立体几何中柱体、锥体、台体的体积公式可以统一为;
四、奇异性
数学中的奇异性,指的是数学结论或解决问题方法的新颖、奇巧、出乎意料,往往勾起思想上的震动,引起人们的赞赏与叹服。在这种意义上奇异也是一种美,奇异到极点更是一种美。奇异美是数学发现的重要因素。例如:平面图像与空间图形之间的内在联系,三角形中三条高、三条边的中线、三个角的平分线交一点等都体现了奇异美。
综上所述可以看出,中学数学教材中,数学美:简单美、对称美、统一美、奇异美比比皆是。自然地,数学教学过程中,教师应极力挖掘教材中的数学美学内容,把数学美学思想渗透到教学中去,培养学生的发散思维和创造力,增强学生的审美能力,培养德、智、体、美全面发展的新世纪高素质的人才。
1.利用数学美培养学生的审美能力
数学审美能力是指学生感受数学美,鉴赏数学美,创造数学美的能力。在教学过程中,教师要引导学生感知数学美,体验数学美。通过具体数学知识的学习和问题的解决,点拔蕴含其中美的因素和美的方法,并在数学美的感染和启发下,去探索和发现数学的真,使学生的美感中求取数学的真,这样就能起到以美引真,由真化美,从而丰富对数学美内涵的真正理解。
设x+y+z=0,
分析:由已知可看出,条件具有对称性,字母x,y,z分别作轮换,作为整体在轮换下保持不变,为追求欲求式中三项的和谐统一,审美直觉心理倾向于每个括号里各添一项,美化成关于的统一式
解:原式=x+y+z
=(x+y+z) -3=-3
通过数学美的指引,获得了解题的突破口,问题得到了完美的解决,使学生体会到数学美的作用。
2.利用数学美激发学生的学习兴趣和热情
正确的学习目的对学生学好数学固然重要,但所学材料的情趣和审美价值却是学习的最佳剌激。现行中学课本,内容尽管是那样的丰富多彩,然而却仍然层次分明,严谨有序,处于和谐统一体中;方法尽管绚丽多姿,然而能相互转化,相互补充,显示出数学自身的魅力。数学教师应当充分挖掘教材的美学因素,把数学教学组织成为发现,鉴赏,创造数学的过程。
3.利用数学美启迪学生思维,开发学生智力和创造力
从审美因素的几个基本特征看,简单性可寻求问题的最优解答或简缩思维过程;统一性可对命题作出类比,推广和引伸,从而发现新问题;对称性可培养学生对立统一的思维方式,提供集中思维和发散思维的思路;奇异性可激发学生探索,发现,创新等精神。
如:例、在中,试判断的形状
引导学生发现,A、B两角的对称(地位一样),可猜想
(1)B=C(2)B+C=90°(3)B=90°,C=90°
这一猜想过程正是数学思维中对称美的体现和要求。有助于拓宽学生在解其它问题时的思路,进面提高学生解题的能力和效率。
猜想(1)代入条件中不恒成立
猜想(2)代入条件中恒成立
猜想(3)代入条件中不成立。故是直角三角形
以上觀点及论证,足以说明数学美学因素所起的作用,它在不知不觉中充当了目标取舍、方向确定、方式选择的重要决策因素(这是审美能力的体现)。我们数学的教与学,若能更多地挖掘数学知识和数学中的美学因素,就会使学生灵活运用数学知识,活跃数学思维,进而增强学生对数学的积极情感,提高学生分析数学问题的能力和效率。使我们的课堂展现出现更强的活力和魅力。