数学的感想

1 / 15 数学的感想 感悟数学的魅力 姚诚 摘要：数学是人类智慧的结晶，数学的魅力是流淌在历史河床上的涓涓细流，给予人类知识的养分，推动人类文明的发展，本文通过形式、内涵、和谐与发展四个方面详细叙述了数学的魅力所在。 Abstract: Mathematics is the crystallization of human wisdom, mathematics charm is flowing in the history of the trickle bed, giving nutrients of human knowledge, to promote the development of human civilization, the paper form, content, harmony and development in four areas described in detail math charm. 关键词：黄金分割点、直觉主义、三角函数、魅力 Keywords: golden point, intuitionism, trigonometric functions, glamor 一、 引言 多数人在听到“数学”二字后，第一反应就是“难”，对此很多人不敢涉足数学专业并进行深入的研究，可细想下来，数学又无处不在，应用在生活中的各个领域，与现实中的每个人都息息相关，就像我国著名数学家陈省身曾说过：2 / 15 “世界再纷繁，加减乘除算尽，宇宙虽广大，点线面体包完”，数学的强大张力，也正是它的魅力之处。 著名女诗人普拉斯曾说过：“魅力有一种能使人开颜、消怒，并且悦人和迷人的神秘品质。它不像水龙头那样随开随关，突然迸发。它像 根丝巧妙的编织在性格里，它闪闪发光，光明灿烂，经久不灭。”数学则恰恰是“魅力”最好的代言人，它的形式简单有序而又对称统一，它的内涵严谨简洁而又富含哲理性，它的和谐更是体现在数学的各个微小细节，它的曲折而坎坷的发展道路更像是孩子走向成熟的过程，让人感同身受而又无限向往。 本文并非想借“深奥”的数学增加文章的“噱头”，而是想用在我们身边就能看到、感受到、接触到的数学，告诉读者其中的魅力，这样的魅力才是“贴地气”的魅力，才会让人心服口服。 二、 数学的形式魅力 当我们真正进入数 学王国，了解其中的各种奥秘后，就不再会因为其大量的公式、定理、图形而误认为数学是繁杂难懂的，相反我们看到数学文化中表现出来的简单、有序、对称、整齐、统一的形式魅力。 从数学中最简单的数开始，它的魅力无处不在，亿万年前的先祖们发现不同种类的东西的总量可以存在某种关系，于是，就产生了最早的数学。古希腊著名 3 / 15 数学家毕达哥拉斯曾说过“数本身就是世界的秩序”，他的名言就是：“凡物皆数”，自然界的事物可以根据数进行分类，质数、勾股数、亲合数、循环数等等，更有令人着迷的魅力吸引着无数伟大的数学家不断 进行钻研，这才叫“引无数英雄竞折腰”，无穷无尽的数也蕴含着精彩绝伦的奥秘，最经典的形式魅力莫过于“黄金分割点”的提出， 1：它是爱美人士的审美标准，数学的具体定义都可以定义人体之美，可见其魅力之大。 再从数学公式看其形式的魅力，很多繁琐复杂的现象可以归纳为简单明了的数学公式，他强大的容纳力量也是它的魅力所在。现在中学生都知道直角三角形中斜边的平方等于两个直角边的平方和，即 x2 + y2 = z2 ，但是在 2000多年前，人们并不熟悉，也没有这么的简洁的公式，这是通过毕达哥拉斯通过在“青年兄弟会”中 不断激烈讨论，由勾股定理推广才得来的规律，它深刻影响了人类的建筑和测量，持续不断的影响着人类文明。 最后，我们从数学的对称美看其形式魅力，最经典的对称美是行列式，人们把行列式比喻为“美丽的花园”，并且这个花园的每一条边都可以扩展。四阶行列式是由 16个元素按四行、四列排成的一个正方形，即使是一个不懂数学的人，当他看到一个四阶行列式时也能感受到它的排列整齐和处处对称，给人的是一种美的享受。 4 / 15 三、 数学的内涵魅力 数学被人们尊称为自然科学皇后，是数与空间的结合，科学与艺术的结合 ，其中蕴含着令人神往的诱人魅力。数学研究者都认为哪里有数学，哪里就充满魅力，大多数人对此很不理解，尤其是很多女生，认为数学是枯燥无味的数字集合，看似了无生趣，但真正“钻”进数学世界的人认为数学是一座不起眼的宝藏，里面魅力无穷，事实上，数学也确实如此，它极大的推动了人类社会进步，使我们的生活更加丰富多彩。 数学内涵的魅力主要由其严谨、简洁、哲理组成的。数学最独特的魅力在于其严谨性，只有数学可以真正做到“滴水不漏”，数学可以被评为严谨性的楷模，真实正确是数学中的绝对准则。在我们日常的数学活动中，常常 用到反证法，在这种方法中，往往不仅要用到系统的公理和定理，而且要用到其他分支的知识，这种方法最突出的特点是严谨，避免数学结论出现纰漏。恰恰是因为数学的这种真实的严谨性才使数学显示出它特有的魅力，使他能够延续几千年乃至永久。 数学最突出的内涵魅力是其简洁性，简洁性也是我们能够亲身体验到的，世界通用的阿拉伯数字是最简洁的文字，数学中的概念和定理也是最简洁的表述，数学中的图形也是由最简单的曲线勾勒而成。我们在学习数学过程中可以5 / 15 利用最简洁明了的概念、公式、公理推证出很多令人折服的定理和公式，我们也看到数 学世界中的内在秩序性，它蕴涵的是美、清、真，不允许掺杂任何的虚假浑浊。 数学中还蕴涵着很多哲学道理，最具代表性是布劳威尔的直觉主义，他是现代直觉主义的奠基人，从时间顺序出现的感觉是最基本的直觉，自然数的概念因此而形成了；最重要的哲学道理是逻辑主义，代表人物是罗素，他通过总结前人的成果，数学原理是数理逻辑发展史的里程碑，发展建立了数理逻辑的两个演算的形式化公理系统，为近代公理化奠定了基础，推动了数学逻辑发展史的进步。 四、 数学的和谐魅力 数学的和谐魅力表现在各种数学形式 在不同层次上的高度统一和协调，换句话说，就是不同的数学对象，或是同一个数学对象的不同组成部分之间存在的和谐一致性。数学结构美的重要标志是数学的和谐魅力，数学家们也在不断地追求这种魅力，就像希腊数学家裴安说过，“和谐是杂多的统一，是对立的协调，经过数学变化出现了统一的均衡美。”让我们看一个最简单的和谐美的例子： 三角函数是我们在高中接触过的概念，三角函数把角度、距离、坐标统一在一起，解决了坐标不容易测量的问题，如右图所示： 小明位于操场的 O 点，小刚在操场的某点 A 6 / 15 通过三角函数来确定小刚相 对于 O 点的位置。引入 r,算 x,y。即： sin?xyycos?tan?r， r， x 三角函数是一种代数工具，我们可以利用它去解决几何问 题，解三角形就离不开三角函数，这也充分说明了数学的内在和谐统一的魅力。如果再把三角函数、几何图形、向量联系在一起，那就可以用三角公式表示几何图形，如单位向量 ?与 ?，而单位向量的数量积可以得出余弦的差角公式 ?cos?cos?cos?sin?sin?。三角函数中的重要换算公式 sin2x?cos2x?1，又与勾股定理有着千 丝万缕的联系，协调统一，浑然一体，代数和几何完美的有机统一在一起。 数学的运算法则、运算公式、运算结论都是由数学运算语言体现出来的，他们通过文字语言、图形语言、符号语言相互解释、转化和印证，使数学共同达到了天衣无缝的完美，构成了数学的和谐魅力。 五、 数学的发展魅力 现在人们常说“道路是曲折的，前途是光明的”，数学的发展史也印证了这句话的哲理性。数学是人类最古老的的科学知识之一，史学研究者们称数学的发源地与人类文明的发祥地是一致的，同样数学的发展也经历了许多挫折和坎坷，在 磨砺中不断发展成熟。人类最早对数字的认知纯粹是7 / 15 自身生存的需要，逐步人类接受了 10 进制的阿拉伯数字，在 20世纪 60年代由人类文化学和西方数学哲学融合发展，逐步形成了数学文化，一直到今天形成了较为系统的现代数学体系。人们将数学发展归纳为四个阶段，即数学起源时期、初等数学时期、近代数学时期和现代数学时期。 一般而言，通过了解事物的来历以及发展过程会帮助我们全方位的认识事物。而对于数学的四个发展阶段我是这样解读的，我把它比喻成人类的成长阶段： 首先，数学的“诞生”是伴随人类的生存需要而产生的， 这时的生产力水平非常低，数学像刚入学的孩童般只具有“自然数”的概念，只认识简单的几何图形，而且数和图还没有分开；第二，数学的初等阶段也称为“常量数学时期”，西方文艺复兴以及文明古国逐渐发展的背景下，形成了初中数学的主要内容，将数学分为算数、几何、代数、三角四个分支；第三，近代数学时期对数学的研究迎来了“运动和变化”，像是大学的青年充满生机和活力，突出的贡献是“变量”和“函数”的出现，如笛卡尔的坐标系、牛顿和莱布尼茨的微积分、复变函数和概率论等等；第四，现代数学阶段，数学逐步“成熟”起来，虽然时间较短，但是内 容却很丰富，远远超过了过去所有数学的总和，产生了“集合论”、“数学分析”、“抽象代数”、“拓扑学”等应用性更强的成果，很多成果被科技工作者应用，推动了人类的科技进步。 8 / 15 数学的发展是数学家们不断探索的过程，无数的前辈为数学文化倾尽毕生的心血，致力于数学的研究，这更向我们昭示数学强大的魅力。 Hilbert 提出了著名的 23 个问题，成为数学史上一个重要的里程碑，他费尽精力，甘当后人的垫脚石，激发了数学家门研究的兴趣，极大地推动了 20世纪数学的发展；国际数学大师陈省身被称为“现代微分几何之父”，对中国数学的复兴做出了突出贡献，即使是安享晚年的陈老仍在钻研数学，感受数学的无穷魅力。 六、 结语 通过四个方面的详细阐述，我们感受到了数学的迷人魅力。数学是人类思维中最生动活泼的意念，是人类对客观世界的理性思考，表达了人们追求完美和谐的强烈愿望。不要因为几个繁琐的公式就误认为数学枯燥难懂，其实数学就在我们身边，只要我们用心感悟，就会发现数学中“柳暗花明又一村”的迷人风景。 参考文献： 1 黄 晓军论数学与社会发展的辩证关系吕梁教育学报山西， XX 2 方菲数学好玩数学之美期刊天津， XX 3 张煜我的数学哲学观数学之美期刊天津，XX 4 林岳水品味数学之美教学课件山西， 2016 9 / 15 5 范玉柱感悟数学新课程学习北京， 2016 谈谈学习数学的感受 如果还有一门课程是在这前半生与我形影不离的那必是数学了。在我们啥道理都不知道的时候我们的人生就和数字 0 一起出发了，想想那时我们认识了好 多数字，背诵1234567 都是一种乐趣，一种荣耀。后来，知道的多了，追求多了，人生就复杂了开始加减乘根号指数幂数 . 数学是一门为严格、和谐、精确的学科，在一般人看来，数学又是一门枯燥无味的学科，因而很多人视其为求学路上的拦路虎，可以说这是由于我们的数学教科书讲述的往往是一些僵化的、一成不变的数学内容，如果在数学教学中渗透数学史内容而让数学活起来，这样便可以激发学生的学习兴趣，也有助于学生对数学方法和原理的理解认识的深化。 著名数学教育家福丹特说：“数学是现实的，学生从现实生活中学习数学，再把 学到的数学应用到现实中去。”我对这句话的理解是：数学应当“从生活中来，到生活中去”，数学学习应与现实生活紧密联系在一起，数学学习的内容应当是现实生活中经常遇到的知识，学到的数学知识应当在现实生活中经常运用。显然数学源于生活，也用于生活。所以一堂好的数学课绝不应该孤立于生活之外，数学课回归生活，体现生活。杜威曾提出：“教育即生活！”著名教育家陶行知也曾提出：“生活即教育！”我们传统的数学的教学当中10 / 15 貌似只重视数学知识的传授，而大大忽视了数学知识与现实生活的联系，很多学生只能在课上，考试时感到数学的用武之处，一旦 走出教室，走出考场来到现实生活中就感觉不到数学的存在了，当然这也不是单单数学教育上的问题，也是我国整体的教育的悲哀。知识与应用严重脱节，导致了作为学生的我们解决实际问题能力水平低下，不能充分感受到趣味。要想改变这一状况，就要求我们的数学教师在课堂教学中要着力体现“课堂生活化”的理念，引导学生从生活情境中去发现数学问题，运用所学的数学知识解决实际问题，让学生体会到数学与现实生活的紧密联系，领悟数学的魅力，也能增进学生的自信心。在课堂上，希望老师能尽可能根据学生已有的知识，从实际出发创造有助于学生自主学习的问题 情境，使数学更加贴切我们的生活，融入到我们的生活中去。另一方面，老师要充分鼓励学生大胆创新与实践，使每一个学生充分发挥他们的创新创造力，使学生的解决实际生活问题的能力得到较好的发展，更好的推动素质教育的快速发展。 “思维的体操，智慧的火花”这是人们对数学的形象称谓。数学是人类文化的重要组成部分，它也是公民所必须具备的一种基本素质，数学在人类社会中发挥着不可替代的作用。而且在当今知识经济时代，数学正在从幕后走向台前，它与计算机技术等多种学科的结合在许多方面直接为社会11 / 15 创造价值，推动了社会生产力的发展。 作为我们学习过程中的一门最重要学科，从小学到高中甚至于大学绝大多数同学对它情有独钟，投入了大量的时间与精力。然而并非人人都是成功者，从而“惧怕”数学的现象在目前非常普遍。笔者虽然不能算是一个成功的学习者，但多少也有一点学习数学的心得体会可以随便写写。 电影功夫之王讲述了一个喜爱功夫却毫无功底的剧中人物最终练成绝世功夫，成就大业的故事。其中李连杰饰扮演的默僧在传授杰森功夫时，有一段精彩对白 :“画家以泼墨山水为功夫，屠夫以庖丁解牛为功夫，从有形中求无形，充耳不闻，习万招之法，从有招到无招，习万家 之变，才能自创一家，乐师以辗转悠扬为功夫，诗人以天马行空的文字倾国倾城，这也是功夫 ?”。 其实套用上述对白，我们也可以说，学生以解题为功夫，习万题之法，从有招到无招，习万题之变，才能自创一家，它揭示了学习是一个自我领悟的过程，是一个自我思考，自我反思，自我总结的过程。那么，如何在学习数学过程中实现“悟”呢？ 其一，数学的学习是学会独立思考的过程。数学学习要防止死记硬背，不求甚解的倾向，学习中多问几个为什么，多沉下心来琢磨琢磨，做到举一反三，融会贯通。听课时要边听边思考，思考与本节课相关的知识体 系，思考教师的思路，并与自己的比较。在老师没有作出判断、结论之前，12 / 15 自己试着先判断、下结论，看看与老师讲的是否一致，并找出错误的原因。独立思考能力是学习数学的基本能力。 其二，数学学习过程是一个需要反复练习的过程，也是一个熟能生巧的过程。反复练习正是为了达到悟的结果及培养对数学的理解和感觉。训练的过程需要经历一个由量变到质变，一个无形无状的过程。当然由于每个人知识结构、思维水平和理解能力的差异，训练的过程和量是不同的，但无论如何不能“为解题而解题”。 其三，数学的学习过程是把握数学精神 的过程。数学的精神在于用数学的思想、方法、策略去思考问题。有些学生对数学无论怎样练习，也始终难以找到 对数学的感觉。这就需要我们在学习过程中从问题解决形成一般的结论，领悟问题解决中数学思想、方法、策略的应用。这个过程单凭老师教将很难使学生达到理念的升华。当然，这并非削弱教师的作用，而是体现学生悟的重要性，将所理解的知识嵌入已有的知识结构中才能达到真正的理解和掌握。 其四，自信是学好数学的必要条件。自信源于对数学的热情、对自我的认可、对数学契而不舍的执着精神以及坚实的数学基本功。曾经有位 高中同学在阐述他对基本功的理解时说：“从今天起我所做的每一道题高考肯定不考，高考的每一题会做，并不保证都能做对，要关注对，而不仅仅13 / 15 是会，解决问题最好的方法是反复，不要因为这题简单而不去做，不要因为这题做过三遍而不去做，可为难题放弃，绝不可为简单题而放弃，这些就是基本功”。 总之，学好数学不仅是为了应付考试，或是为将来进一步学习相关专业打好基础，更重要的目的是接受数学思想的熏陶，提高自身的思维品质和科学素养，果能如此，将终生受益 ! 学习数学的感悟 我国著名数学家华罗庚曾这样 说过：“宇宙之大 ,粒子之微 ,火箭之速 ,化工之巧 ,地球之变 ,生物之谜 ,日月之繁 ,无处不用到数学。”是啊，特别是二十一世纪的今天 ,数学的应用更是无处不在。随着六年的数学学习，我对数学的的热爱可谓是日增月涨，对数学的感悟也是越来越深了。 在乾隆年间，纪晓岚就巧妙运用了“数学”来博得乾隆的欢心。乾隆说出了上联“花甲重逢，增加三七岁月”，什么意思呢？中国人以 60为一花甲，一个花甲就是 60岁，花甲重逢， 60 2=120 岁，增加三七岁月，三七二十一， 120+21正好是 141 岁。 纪晓岚马上对出了下联“古稀双庆 ，更多一度春秋”。我们中国有一句古话“人活七十古来稀”，七十便是古稀之年，古稀双庆， 70 2=140 岁，更多一度春秋，也就是 140+1=141 岁。 再联系到今年的上海世博会中的数学，世博会的场14 / 15 馆多么宏伟壮观，才华横溢的建筑设计师们需要精确计算建筑的高度，宽度，长度，还要计算它的角度，需要运用到几何等。这如果没有了数学，能建造出来吗？ 数