数学课堂上的美学教育

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  【摘要】数学是一门抽象而又严谨的学科,不易使受教育者产生兴趣,作为教育的传播者在传授数学知识的过程中,要讲出数学的美:数学的艺术美、数学的科学美和数学的魅力美.以美的形式吸引受教育者,使之对数学产生兴趣,从而使受教育者主动学习数学,达到数学教学的目的.
  【关键词】数学;美学;教育
  谈起数学,受教育者首先想到的是它的抽象,然后把数学与枯燥联系在一起,这样数学就变成了公认难学的科目.的确,数学作为一门基础学科,具有高度的抽象性,历来以其严密性和严谨的推理而著称,使学习者望而却步,进而失去了学习数学的兴趣.
  其实,数学和其他学科一样,也是多姿多彩的.人们对数学的认识严重地歪曲了数学的“形象”.有许多数学家甘愿为数学献出一生,说明数学对人们也是有吸引力的.究其难学的原因,是没有激发起受教育者对学习数学的兴趣.教育者特别是教师在课堂上传授数学知识时不能过于抽象、呆板、教条,应充分向学生道出数学知识的原由,从美学的角度去传授数学知识.
  教师在课堂上向学生传授数学知识的过程也是对学生进行美学教育的一种过程.
  一、对数学知识的讲解蕴涵了数学的艺术美
  数学与艺术是分不开的,数学是一门“冷艳”的艺术,在数学知识体系中无不体现其艺术美.如数学图形中的圆形和球体是数学对称美的典范;一些数学运算,如加法与减法、乘法与除法、乘方与开方等,也体现了数学运算的对称美.
  数学中还有许多神奇的运算更能撩起学生的学习兴趣,只要教师能正确地引导,受教育者总会在自觉与不自觉中主动去学习.如一些有规律的运算:11×11=121,111×111=12321,…;5×5=25,15×15=225,…;(1 1 1)×37=111,(2 2 2)×37=222,…;等.这些运算以其结构美让学生留连忘返,增添了不少的好奇心,无论是在被动还是在主动中,他们都乐意接受这些知识而不知疲倦.
  数学的知识体系中其结构美无处不在.如:早在公元前2200年,我国商周时代的《易经》中所记载的“洛书”,也就是现在的三阶幻方图,将1到9九个数字巧妙地填在3×3的方格中,使得行、列和对角线上的三个数字之和均相等(都等于15).距今4000多年前,我们的祖先就发现了这样的规律,先人的智慧无不激起我们炎黄子孙的自豪感.
  数学中的完全数和亲和数也体现了数学的结构美.即有这样的自然数,其所有真因子的和等于其自身,如:1 2 3=6,1 2 4 7 14=28等,数学上把这样的自然数叫完全数;还有一些自然数,其全部真因子之和等于另一个数,而另一个数的全部真因子之和又与它相等,如在自然数220和284中,就有这样的规律:1 2 4 71 142=220,1 2 4 5 10 11 20 22 44 55 110=284,数学上把这两个数称为亲和数.完全数和亲和数如同孪生的兄弟,是数学家的“宝贝”.
  数学的艺术美还体现在数学知识的简洁上,数学中的许多公式,是数学家对数学知识的提炼,充分体现了数学的简洁美;还有一些数学游戏,如七巧板、九连环等,玩起来是那么的神秘,其数学方法就是那么几步,这是数学简洁美的现实体现.
  数学虽是逻辑性较强的一门学科,但数学知识总是以其特定的形式体现出它的艺术美.教师在数学知识的传授中,要呈现出数学的美,让学生在美的享受中去汲取知识.
  二、对数学知识的研究蕴涵了数学的科学美
  美是主体对客体的一种感观.数学在探索过程中也给人以美的享受.数学的研究揭示了数学的奇异美、统一美和矛盾美.
  奇异的事物总能使人产生兴趣,并且难以遗忘.如:在数的范围扩展中,无理数的产生却是在测量正方形的对角线中得到的,这主要是古希腊毕达哥拉斯(Pythagoras)学派对人类的贡献;瑞士数学家欧拉(L.Euler)对普鲁士柯尼斯堡七桥问题的研究,导出了数学的“一笔画”问题.
  数学本身也是在奇异中向前发展的.教师在课堂上适时提出一些数学问题,既能陶冶学生的情操,有时可能还会左右他们的志向.如:我国数学家陈景润,在读中学时听当时任教数学课的沈元老师讲述哥德巴赫猜想的有关历史,从此立志钻研数学,长大后他将哥德巴赫猜想研究到了(1 2)的程度,离(1 1)这顶美丽的桂冠仅一步之遥,到目前为止仍在哥德巴赫猜想中处于领先地位.
  数学的统一美主要表现在数学知识的结构体系上.如在著名的欧拉公式eπi=cosx isinx中,令x=π,则得eπi 1=0,这一公式将数学中的5个最重要的量简洁而绝妙地联系在一起,如同一幅美丽的画卷令人赞叹不已!甚至给人不可思议的感觉,两个特殊的无理数e,π加上一个虚根单位,它们进行组合,结果却是一个有理数.
  其实,矛盾中也体现了一种美,数学中的悖论就是矛盾的集合体.数学正是在不断解决矛盾中向前发展.在数学逻辑推理中出现的矛盾,一般叫做悖论.数学中的悖论并不是错误的意思,而是在给出的已知条件下,经过正确的推理却得到矛盾的结果.这过程实在令人深思,让人对数学知识的神秘产生好奇.
  三、对数学知识的痴迷蕴涵了数学的魅力美
  自从有了人类,也就有了数学.在《周易
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