数学名家教案.doc

第一讲 毕达哥拉斯（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道毕达哥拉斯的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：毕达哥拉斯的主要数学成就难点：毕达哥拉斯数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集毕达哥拉斯的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 毕达哥拉斯的生平简介毕达哥拉斯(Pythagoras,572 BC?497 BC?)古希腊数学家。无论是解说外在物质世界，还是描写内在精神世界，都不能没有数学!最早悟出万事万物背后都有数的法则在起作用的，是生活在2500年前的毕达哥拉斯。 毕达哥拉斯出生在爱琴海中的萨摩斯岛(今希腊东部小岛)，自幼聪明好学，曾在名师门下学习几何学、自然科学和哲学。以后因为向往东方的智慧，经过万水千山来到巴比伦、印度和埃及，吸收了阿拉伯文明和印度文明甚至中国文明的丰富营养，大约在公元前530年又返回萨摩斯岛。后来又迁居意大利南部的克罗通，创建了自己的学派，一边从事教育，一边从事数学研究。 泰勒斯(Thales)在哲学上有个对立面，这个人就是首先提出物质运动应该符合数学规律的古希腊哲学家、数学家、天文学家毕达哥拉斯(公元前560年公元前480年)。3. 毕达哥拉斯的主要数学成就（详见讲义）（1）毕达哥拉斯定理勾股定理（2）数论（3）整数的变化（4） 几何的其他贡献4. 毕达哥拉斯的生平小传四课后作业毕达哥拉斯的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第二讲 欧几里德（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道欧几里德的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：欧几里德的主要数学成就难点：欧几里德数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集欧几里德的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 欧几里德的生平简介欧几里德(Euclid of Alexandria)，生活在亚历山大城的欧几里得（约前 330 约前275）是古希腊最享有盛名的数学家。以其所著的几何原本(简称原本）闻名于世。3. 欧几里德的主要数学成就欧几里德是古代希腊最负盛名、最有影响的数学家之一，他是亚历山大里亚学派的成员。欧几里德写过一本书，书名为几何原本(Elements)共有13卷。这一著作对于几何学、数学和科学的未来发展，对于西方人的整个思维方法都有极大的影响。几何原本的主要对象是几何学，但它还处理了数论、无理数理论等其他课题。欧几里德使用了公理化的方法。公理(axioms)就是确定的、不需证明的基本命题，一切定理都由此演绎而出。在这种演绎推理中，每个证明必须以公理为前提，或者以被证明了的定理为前提。这一方法后来成了建立任何知识体系的典范，在差不多2000年间，被奉为必须遵守的严密思维的范例。几何原本是古希腊数学发展的顶峰。欧几里得将公元前 7世纪以来希腊几何积累起来的丰富成果整理在严密的逻辑系统之中，使几何学成为一门独立的、演绎的科学。除了几何原本之外，他还有不少著作，可惜大都失传。已知数是除原本之外惟一保存下来的他的希腊文纯粹几何著作，体例和原本前6卷相近，包括94个命题,指出若图形中某些元素已知,则另外一些元素也可以确定。图形的分割现存拉丁文本与阿拉伯文本，论述用直线将已知图形分为相等的部分或成比例的部分。光学是早期几何光学著作之一，研究透视问题，叙述光的入射角等于反射角，认为视觉是眼睛发出光线到达物体结果。还有一些著作未能确定是否属于欧几里得所著，而且已经散失。 欧几里德的几何原本中收录了23个定义，5个公理，5个公设，并以此推导出48个命题（第一卷）。 4. 欧几里德的生平小传四课后作业欧几里德的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第三讲阿基米德（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道阿基米德的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：阿基米德的主要数学成就难点：阿基米德数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集阿基米德的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 阿基米德的生平简介阿基米德(Archimedes，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。3. 阿基米德的主要数学成就阿基米德流传于世的数学著作有10余种，多为希腊文手稿。他的著作集中探讨了求积问题，主要是曲边图形的面积和曲面立方体的体积，其体例深受欧几里德几何原本的影响，先是设立若干定义和假设，再依次证明，作为数学家，他写出了论球和圆柱、圆的度量、抛物线求积、论螺线、论锥体和球体、沙的计算等数学著作。作为力学家，他着有论图形的平衡、论浮体、论杠杆、原理等力学著作。他正确地得出了球体、圆柱体的体积和表面积的计算公式，提出了抛物线所围成的面积和弓形面积的计算方法。最著名的还是求阿基米德螺线（=）所围面积的求法，这种螺线就以阿基米德的名字命名。阿基米德还是微积分的奠基人。他在计算球体、圆柱体和更复杂的立体的体积时，运用逐步近似而求极限的方法，从而奠定了现代微积分计算的基础。4. 阿基米德的生平小传5. 阿基米德的几个小故事四课后作业阿基米德的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第四讲笛卡尔（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道笛卡尔的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：笛卡尔的主要数学成就难点：笛卡尔数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集笛卡尔的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 笛卡尔的生平简介勒奈笛卡尔（Ren Descartes，1596年3月31日于法国土伦省莱耳市-1650年2月11日逝于瑞典斯德哥尔摩），法国哲学家、数学家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献，因将几何坐标体系公式化而被认为是 解析几何之父。他还是西方现代哲学思想的奠基人，他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人，创立了“欧陆理性主义”(Continental Rationalism)哲学。 3. 笛卡尔的主要数学成就笛卡儿最杰出的成就是在数学发展上创立了解析几何学。在笛卡儿时代，代数还是一个比较新的学科，几何学的思维还在数学家的头脑中占有统治地位。笛卡儿致力于代数和几何联系起来的研究，于1637年，在创立了坐标系后，成功地创立了解析几何学。他的这一成就为微积分的创立奠定了基础。解析几何直到现在仍是重要的数学方法之一。文艺复兴使欧洲学者继承了古希腊的几何学，也接受了东方传入的代数学。利学技术的发展，使得用数学方法描述运动成为人们关心的中心问题。笛卡儿分析了几何学与代数学的优缺点，表示要去“寻求另外一种包含这两门科学的好处，而没有它们的缺点的方法”。 在几何学卷一中，他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定点的距离，用坐标来描述空间上的点。他进而创立了解析几何学，表明了几何问题不仅可以归结成为代数形式，而且可以通过代数变换来实现发现几何性质，证明几何性质。 笛卡儿把几何问题化成代数问题，提出了几何问题的统一作图法。为此，他引入了单位线段，以及线段的加、减、乘、除、开方等概念，从而把线段与数量联系起来，通过线段之间的关系，“找出两种方式表达同一个量，这将构成一个方程”，然后根据方程的解所表示的线段间的关系作图。 在卷二中，笛卡儿用这种新方法解决帕普斯问题时，在平面上以一条直线为基线，为它规定一个起点，又选定与之相交的另一条直线，它们分别相当于x轴、原点、y轴，构成一个斜坐标系。那么该平面上任一点的位置都可以用(x,y)惟一地确定。帕普斯问题就化成了一个含两个未知数的二次不定方程。笛卡儿指出，方程的次数与坐标系的选择无关，因此可以根据方程的次数将曲线分类。 几何学一书提出了解析几何学的主要思想和方法，标志着解析几何学的诞生。此后，人类进入变量数学阶段。 在卷三中，笛卡儿指出，方程可能有和它的次数一样多的根，还提出了著名的笛卡儿符号法则：方程正根的最多个数等于其系数变号的次数；其负根的最多个数(他称为假根)等于符号不变的次数。笛卡儿还改进了韦达创造的符号系统，用a,b,c,表示已知量，用x,y,z,表示未知量。 解析几何的出现，改变了自古希腊以来代数和几何分离的趋向，把相互对立着的“数”与“形”统一了起来，使几何曲线与代数方程相结合。笛卡儿的这一天才创见，更为微积分的创立奠定了基础，从而开拓了变量数学的广阔领域。 正如恩格斯所说：“数学中的转折点是笛卡儿的变数。有了变数，运动进入了数学，有了变数，辩证法进入了数学，有了变数，微分和积分也就立刻成为必要了。”4. 笛卡尔的生平小传四课后作业笛卡尔的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第五讲高斯（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道高斯的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：高斯的主要数学成就难点：高斯数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集高斯的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 高斯的生平简介德国数学家，天文学家，物理学家。被誉为历史上伟大的数学家之一，和阿基米德、I.牛顿并列，同享盛名。1777年4月30日生于不伦瑞克，1855年2月23日卒于格丁根。他童年时就显示出很高的才能。1792年入不伦瑞克的卡罗琳学院学习。1795年入格丁根大学，在大学的第一年发明二次互反律，第二年又得出正十七边形的尺规作图法，并给出可用尺规作出的正多边形的条件，解决了两千年来悬而未决的难题。1798年转入黑尔姆施泰特大学，翌年因证明代数基本定理而获博士学位。18071855年，担任格丁根大学教授兼格丁根天文台台长。3. 高斯的主要数学成就高斯的数学成就遍及各个领域，在数论、代数学、非欧几里得几何、微分几何、超几何级数、复变函数论以及椭圆函数论等方面均有一系列开创性贡献。1833年他和物理学家W.E.韦伯合作建立地磁观测台，还架设了世界上第一台有线电台。高斯长期从事数学研究并将数学应用于天文学、物理学和大地测量学等领域的研究。著述丰富，成就甚多。高斯涉足天文学始于小行星的研究。1801年，他创立三次观测决定小行星轨道的计算方法，1809年发表其计算方法。此后，几乎都用这个方法推算小行星轨道。在星历表计算中，他引进一组辅助量（又称为高斯常数），使求日心赤道直角坐标计算大大简化。高斯定理是物理学静电场的基本方程之一。他还利用几何学知识研究光学系统近轴光线行为和成像，建立高斯光学。结合实验数据的推算，发展了概率统计理论和误差理论，发明最小二乘法，引入高斯误差曲线。4. 高斯的生平小传四课后作业高斯的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第六讲祖冲之（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道祖冲之的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：祖冲之的主要数学成就难点：祖冲之高斯数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集祖冲之的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 祖冲之的生平简介祖冲之（公元429-500年）是我国南北朝时期，河北省涞源县人他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍，勤奋好学，刻苦实践，终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家。为纪念这位伟大的古代科学家，人们将月球背面的一座环形山命名为“祖冲之环形山”，将小行星1888命名为“祖冲之小行星”3. 祖冲之的主要数学成就祖冲之是世界上第一位将圆周率准确地推算到小数点后七位数值的科学家，并将这一纪录在世界上保持了一千年之久，而且他实际上还给出了圆周率的误差范围。4. 祖冲之的生平小传四课后作业祖冲之的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第七讲陈省身（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道陈省身的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：陈省身的主要数学成就难点：陈省身高斯数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集陈省身的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 陈省身的生平简介男，1911年10月28日生于浙江嘉兴秀水县， 美籍华 人，20世纪世界级的几何学家。少年时代即显露数学才华，在其数学生涯中，几经抉择，努力攀登，终成辉煌。他在整体微分几何上的卓越贡献，影响了整个数学的发展，被杨振宁誉为继欧几里德、高斯、黎曼、嘉当之后又一里程碑式的人物。曾先后主持、创办了三大数学研究所，造就了一批世界知名的数学家。晚年情系故园，每年回天津南开大学数学研究所主持工作，培育新人，只为实现心中的一个梦想：使中国成为世纪的数学大国。3. 陈省身的主要数学成就陈省身曾获美国总统颁发的美国国家科学奖，美国数学会“全体成就”靳蒂尔奖等。最重要的是他是有史以来惟一获得数学界最高荣誉“沃尔夫奖”的华人，被称为“当代最伟大的数学家”，被国际数学界尊为“微分几何之父”。国际小行星中心的代表正式将一颗永久编号为1998cs2的小行星命名为“陈省身星”，以表彰他在整体微分几何领域对全人类的贡献。中国数学会在1985年通过决议：设立陈省身数学奖。主要论著目录： 1微分几何的若干论题，美国普林斯顿高级研究院1951年油印本。 2微分流形，美国芝加哥大学1953年油印本。 3复流形，美国芝加哥大学1956年版；巴西累西腓大学1959年版；俄译本1961年版。 4整体几何和分析的研究(编辑)，美国数学协会1967年版。 5不具位势原理的复流形，凡诺斯特兰德1968年版；斯普林格出版社第二版。 6黎曼流形中的极小子流形，美国堪萨斯大学1968年油印本。 7微分几何讲义(合著)，北京大学出版社1983年出版。 8陈省身论文选集(14卷)，斯普林格出版社1978年、1989年出版。 9整体微分几何的研究(编辑)，美国数学协会1988年版。 10陈省身文选传记、通俗演讲及其他，科学出版社1989年出版。4. 陈省身的生平小传四课后作业陈省身的主要成就有哪些？你从他身上学到了什么？第八讲华罗庚（2课时）一、课程目标：1、知识与技能 a.知道华罗庚的故事，感悟数学家的人格魅力b.了解数学家对世界数学界作出的杰出贡献2、过程与方法 a.主要以教师讲授为主，注意引导学生积极参与b. 初步学会运用多种手段查找资料，调查研究，运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取有用信息3、情感态度与价值观 a. 培养学生对数学的兴趣，激发学生对数学的热爱b.培养学生吃苦耐劳精神c、培养学生的合作精神二重点难点重点：华罗庚的主要数学成就难点：华罗庚高斯数学成就的理解三教学过程1.课前准备：分小组利用书籍、报刊、网络收集华罗庚的生平以及他在数学领域的主要贡献2. 华罗庚的生平简介华罗庚生卒年（1910-1985）：中国现代数学家。1910年11月12日生于江苏金坛，1985年6月12日卒于日本东京。他在数学的很多领域中都有贡献。从20世纪60年代开始，他把数学方法应用于实际，筛选出以提高工作效率为目标的优选法和统筹法，取得显著经济效益。3. 华罗庚的主要数学成就中国解析数论、矩阵几何学、典型群、自安函数论等多方面研究的创始人和开拓者。在国际上以华氏命名的数学科研成果就有“华氏定理”、“怀依华不等式”、“华氏不等式”、“普劳威尔加当华定理”、“华氏算子”、“华王方法”等。著有堆垒素数沦、典型域上的多元复变数函数论等专著10部，学术论文200余篇，科普作品优选法评话及其补充、统筹法评话及补充等，辑为华罗庚科普著作选集。其中8部专著被国外翻译出版，列为本世纪数学经典著作。4. 华罗庚的生平小传四课后作业华罗庚的主要成就有哪些？你从他身上学