《三当代几何大师──陈省身》教学设计(黑龙江县级优课)-数学教案

《当代几何大师——陈省身》（教学设计）齐齐哈尔市第六中学马丽莉教材分析：“历史使人明智”。学习一些数学史知识，可以使学生了解数学的发展轨迹和数学发展过程中若干重要事件、重要人物和重要成果，更好地体会数学概念反映的思想方法，感受数学家陈省身刻苦钻研和勇于开拓的精神，这对开阔视野、启发思维、以及学习和掌握数学知识都大有裨益。本节课是在介绍了我国数学家华罗庚之后，展现的另外一位华人数学家（他以其出色的工作站在了1984年度“沃尔夫（Worf）”数学奖的领奖台上，而沃尔夫数学奖被视为数学界的诺贝尔奖）的一生事迹和主要贡献，让学生感受数学家陈省身严谨的治学态度和勇于开拓创新的精神，有助于开拓学生的视野、启迪他们的思维，对他们数学学习大有裨益。学情分析：学生对高考课本以外的数学知识知道得不多，平日里忙于应对高考科目的学习，对中国数学史了解很少，对中国的数学家了解得更少，为更好地提升高中生的人文数学素养，激发他们学习数学的兴趣，让数学家的优秀品质鼓舞和激励他们，有必要对学生进行数学家和数学史的介绍。三、教学目标：1、知识与技能：了解陈省身的生平事迹和他一生的事业与追求，体会其背后激动人心的精神品质。过程与方法：通过图片、视频播放与流水叙事的形式，对陈省身的所作所为进行一一介绍并挖掘其优秀品质，引导学生学习陈省身的优秀品质，增强数学学习的趣味性，激发学生学习数学的兴趣、使更多学生爱上数学、爱上数学史。情感、态度与价值观：感受数学家陈省身的热爱科学、勤奋学习、锲而不舍、不求名利的内在的优秀品质，同时增强学生的民族自豪感。四、教学重难点：重点：陈省身一生的事迹、学术成就。难点：从陈省身一生的事迹中挖掘数学巨星内在的优秀品质。五、教学方法：听故事、撰写报告六、教学工具：课件（含视频、图片、文字）七、教学课时：1课时八、教学过程（一）引入课题1.展示数学家陈省身的照片，激起学生关注校园文化的同时了解数学史上的名人事迹。2、播放视频《中国故事——数学大师陈省身》，展示陈省身在学术方向及教育方面的突出地方——学术方向：陈省身是20世纪重要的微分几何学家，被誉为“微分几何之父”；教育方面：工作过的三所研究所——中央研究院数学研究所、美国国家数学研究所、南开数学研究所（陈省身研究所）（二）陈省身一生的奋斗历程1、少年时代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。1922年告别秀州中学，来到天津。1923年考入扶轮中学(今天津铁路一中)1926年从四年制的扶轮中学毕业，15岁考入南开大学本科研修数学(南开理学院)，在这里开始了他的数学历程。2、清华岁月1930年从南开大学毕业，到清华大学任助教并就读清华大学研究生，随孙光远先生研究射影微分几何。1932年在《清华大学理科报告》上发表第一篇学术论文《具有一一对应的平面曲线对》。1934年夏毕业于清华大学研究生院。动身去德国汉堡。3、留学欧洲陈省身在1934年9月到达汉堡大学，随布拉施克研究几何，论文的内容是嘉当方法在微分几何中的应用，1935年10月完成博士论文《关于网的计算》和《２ｎ维空间中ｎ维流形三重网的不变理论》，在汉堡大学数学讨论会论文集上发表，在1936年2月得到科学博士学位．1936年9月来到巴黎大学做学术访问随当代几何大师嘉当(E.Cartan)工作一年。4、抗日烽火1937年夏离开法国经过美国回国，受聘为清华大学的数学教授。1938年，因抗战随学校内迁至云南昆明任教于西南联大，讲授微分几何。1943年陈省身在抗日的烽火中克服重重艰难险阻，从担任教授职务的西南联大应邀来到包括爱因斯坦在内科学大师云集的美国普林斯顿高等研究院，二战使普林斯顿吸收了大批世界最杰出的科学家，取代欧洲成为世界数学中心。就在这一年，32岁的陈省身在普林斯顿完成了“高斯——博内公式”的简单内蕴证明，以及另一项不朽的工作：构建陈省身示性类，这是陈省身一生中最重要的数学工作。二战后，许多人认为微分几何已经“死”了。但由于陈省身那登峰造极的杰出贡献，，他让微分几何在自己手中起死回生，而且开创了整体微分几何的新学科，其影响波及整个数学，当代中国能做出如此重大科学贡献的，陈省身是第一人。他因此被国际数学界尊称为“微分几何之父”，成为最负盛誉的华人数学家。5、定居美国1949年初，中央研究院迁往台湾，陈省身应普林斯顿高级研究所所长奥本海默之邀举家迁往美国。1949年开始长期旅美，担任芝加哥大学、加利福尼亚大学伯克利分校教授。1962年任美国数学会副会长。1981年任美国数学科学研究所第一任所长。陈省身是中国科学院外籍院士，美国科学院院士，英国皇家学会外籍会员，俄罗斯科学院、意大利林琴科学院、法兰西学院等学院的外籍院士。6、崇高荣誉及主要论著1982年，陈省身出任新建立的美国国家数学研究所的第一任所长，但他声明只做一届，因为他惦记着母校南开，惦记着中国。1984年，陈省身获得数学界的最高奖——沃尔夫奖，证书上写道：“此奖授予陈省身，因为他在整体微分几何上的卓越成就，其影响遍及整个数学。”2000年回到祖国定居天津南开大学。2004年11月2日，经国际天文学联合会下属的小天体命名委员会讨论通过1998CS2小行星被命名为“陈省身星”。7、落叶归根1984年9月他被任命为由他回国亲自创立的南开大学数学研究所所长，只是为了圆他将中国建成“21世纪数学大国”的梦，从此为南开、为祖国奋斗了20余年，直至生命的最后一息。他做三个数学所的所长，始终抱着一个信条：搞研究、做学问自由最重要，优秀人才选出后千万不要干涉他，最好是不要理他，他自己知道该怎么搞。真正的天才是自己蹦出来的。最好的科学是发现出来的，不是计划出来的。就在去世前的2004年11月中旬，他还在满怀热枕地同时深入研究着他最关心的4个世界数学难题，每一个题目都足够耗费一个年轻人大量的时间精力，甚至要一辈子来研究，谁能在40岁之前攻克其中一个难题就能摘取数学领域的“诺贝尔奖”----菲尔兹奖，陈省身让许多青年数学家都感到汗颜。像陈省身这样到了93岁高龄，仍然活跃地思考、研究数学问题，而且还坐着轮椅去给本科生讲课，在世界数学史上是绝无仅有的，他还经常愉快地说，数学很好玩，研究数学其乐无穷。他邀世界一流的数学大师汇聚南开数学所，让全国各大学的数学研究生暑期到南开轮训，他亲自讲课，大大提升了全中国的数学研究水平。2002年，91岁高龄的陈省身积极努力，成功争取到国际数学家大会首次在发展中国家中国举行。他还争取近两亿元资金建设世界规模最大的南开国际数学研究中心。他怀着一颗圣心，又将自己2004年9月份获得的100万美元“邵逸夫奖”奖金全部捐出，分别捐给他曾工作、学习过的德国、意大利、美国的数学所各10万美元，为了以后好让中国科学家到这些地方能得到更多的方便。剩余的全部捐给母校南开，要建一个高级学者公寓，能够吸引世界上最好的数学家前来工作。他一生不遗余力地选拔、培养中国、欧洲、美国的青年数学才俊，或亲自推荐他们到世界一流的数学大师身边深造，他培养出的数学大师遍布欧洲、美国、中国的各大名校或研究机构，现任哈佛教授、世界数学最高奖菲尔兹奖的唯一华人得主、香港的丘成桐和中国大陆的著名数学家吴文俊都是他的学生。2004年12月3日19时14分，陈省身在天津医科大学总医院逝世。这就是简单平静的，陈省身的一生。

九、课后作业：从陈省身这位数学大师的生平事迹中你能学到什么？写一份人物研究报告。十、教学反思：往往越成功的人越简单，陈省身先生也不例外。但我们不少人却常常把精力消耗在无聊、琐碎的闲杂事情上，甚至把本来简单的人际关系故意复杂化，人为划线设障，给他人制造烦恼和纷扰，心胸狭隘，刻薄寡恩，小肚鸡肠，内耗不断。一个人把复杂变简单不容易，这是贡献，是双赢甚至多赢；相反，把简单的事变复杂，这很容易，但劳而无功，损人而不利己。陈省身一再说：人要简单，把奥妙变为常识，复杂变为简单，数学是一种奇妙有