關于在中學教學中應用數學美
楊艷紅
法國數學家阿達瑪曾指出,“科學美感,這種特殊的美感,是我們必須信任的向導,因為惟有美感能預示將來的研究結果是否會富有成果。”所以,在中學數學教學中進行美育,滲透美育,必須注意從數學知識中挖掘美育因素,為學生創設美的意境,捕捉美的視點,從而使學生領略到數學中千變萬化的美。
一、數學美的要素
1.數學美怡情
數學科學直接影響經濟競爭力的成敗,數學文化在提高人的素質、推動社會進步方面扮演著重要角色。他提供給人的不僅是思維模式,同時又是一種有力的解決問題的工具和武器。而數學美則始終是數學家從事探索的強大動機和動力,是數學家數學發現的突破口和科學評價的試金石。在對數學的學習和鑒賞中,人們時常能夠在精神上獲得審美的愉悅或理性的驚嘆。
2.數學美儲善
與智育相比,德育更具生活化特性,需要個體身心情感的投入與認同,道德教育效果的改善,單靠理性的說教或簡單的行為訓練是不能成功的。馬克思指出:“道德的基礎是人類的自律。”如果說,德育更多地是側重于對善的行為的邏輯判斷,發展受教育者的意志約束力,那么美育則著重陶養個體的特定情感與獨創性,在審美活動中美的對象以自身不可抗拒的魅力感染鑒賞者,社會的規范在審美活動中像水中鹽,蜜中花一樣無痕有味,讓人在生動活潑的享受中陶冶性情,數學教育把科學教育和人文教育融合在一起,它不僅是探索真理的事業,同時還造就一種獨特的人格氣質。
二、數學美的特征
1.數學的對稱美
對稱性是數學美的重要特征之一。從古希臘時代起,對稱性就被認為是數學美的一個基本內容。數學家畢達哥拉斯曾經說過“一切平面圖形中最美的是圓形,一切立體圖形中最美的是球形;因為這兩種形體在各個方面都是對稱的,幾何中的正多邊形、正多面體、旋轉體、圓錐曲線,代數中的多項式等都具有對稱性。”
在數學的發展中,由于對稱性因素和對稱美的考慮而引出的新概念與新理論更是不勝枚舉,如:加法—減法,乘法—除法,正數—負數,有理數—無理數,整數—分數,乘方—開方。數學中不少概念與運算都是人們對于“對稱”問題的探討派生出來的,數學中的對稱美除了作為數學自身的屬性外,也可看成啟迪人們思維、研究問題的方法。
2.數學的簡潔美
簡單、清晰、明快、易懂會給人以美感。數學以高度抽象、極其簡潔的形式和思想反映了客觀世界,在雜亂無章的客觀現象中,抽象出來的數學理論,用簡單、清晰的數學形式來表達,反過來再去解釋、處理更多的客觀事物和現象,這就是數學的簡單美。數學符號的產生與發展也是追求簡單的結果,有了符號使得數學表達形式極其簡潔,大大的節約了思維的時間。 3.數學的奇異美
好奇心在科學活動中表現為求知的欲望,“天有多高”?“石頭為什會從天上落下來”?這樣的問題,純粹是好奇、是求知的欲望。由于好奇心、求知欲而創造、欣賞達到滿足,這是一條從科學通向美的道路。奇異是一種美,正如F?培根所說“沒有一個極美的東西不是在調和中有著某些奇異!”
4.數學的應用美
應用美是指在我們的生活中,數學無處不在,無處不用。數學應用美是數學美的一個重要方面,它體現數學對于外部世界的完善與和諧.數學知識在科學技術和社會中有著廣泛的應用.不同的人應用相同的數學概念和方法研究不同的事物,不相同的事物又都服從于同一數學規律,這充分體現出數學的應用美。
三、數學美的培育
1.設計美
從表面上看,數學符號是單調的,數學公式是枯燥的,數學內容是無味的,但正是這些內容構成了數學大廈的美麗與壯觀,同時也蘊含了一種哲學的美,一種樸素的美,一種理性的美。教師可以通過講解、剖析、演示、圖形、圖像、多媒體、幻燈片等形式,創造具體、形象、直觀的審美教學情景,使學生產生情感共鳴,讓數學的內容活起來,動起來,從而賦予數學內容以美的生命、美的內涵,使學生從數學的顯性美提高對數學隱性美的認識,從感性認識上升到理性認識,進而形成數學美感,從而優化學生的認知活動。這里,數學的統一美、奇異美起到了解決問題的決定性作用。
2.語言美
教師自然流暢的語調,抑揚頓挫的節奏能使學生置身于良好的學習環境中,保證教學信息在傳輸的過程中發揮出最佳的效能。
3.教態美
在教學過程中,教師莊重美好的形象、準確生動的語言、恰到好處的手勢、適當的幽默表情都能很好地把語言信息傳遞給學生,讓學生始終在美的氛圍中獲取知識,這必將帶來良好的教學效果。
4.板書美
板書是教師的微型教案,它具有高度的概括性。板書融教學中教材思路、教師教路、學生學路三者為一體,也是教學過程中不可缺少的一個組成部分。創造板書的形式美可以強化課堂教學效應。板書形式的美,順應了學生喜新、好奇心理,能進一步強化學生的感知,產生美的思索。
5.機智美
在數學教學中,會發生一些意想不到的意外情況,教師的隨機應變,因勢利導,巧妙地化解矛盾,體現一位教師的機智的課堂調控能力,這樣會贏得學生的好評,使教學魅力平添,美不勝收。課堂教學的藝術美,能增強學生積極參與學習活動的意識,提高學習興趣、領略成功的喜悅,在融洽的教學氛圍中,得到全面的發展,取得教與學的最佳效果。
另外,數學中還存在著有序美、統一美、朦朧美等.以美動情,以美啟真,對于數學美的探討,可啟迪人們的思維,開闊人們的視野,激發人們的熱情,同時又可喻示數學發展前景,指明研究方向與方法.可以這樣說:數學的發展是人們對于數學美的追求的結晶。