数学文化漫谈
漫谈数学文化—读《漫话数学》

漫谈数学文化—读《漫话数学》漫谈数学文化—读《漫话数学》我个人很喜欢数学,但感觉没领略数学的精髓。
精髓是什么呢?可能是一种思维方式,可能是一种创造性。
当今数学学习中,太多问题被公式化了,太多东西被套路化,学生只要不停的练练练,就能熟悉到能应付一切考试的地步。
如果仅仅是为了专业学习,无可厚非,但仅仅靠做做题,看看课本,很难领会到数学内在的一种美。
当然具体我也说不出美在何处,但我可以明白的说出数学打动我的是什么,那就是一个问题能从不同角度出发而都能得到解决,不同选择可能决定了解题难度的不同,比如从几何角度,比如代换,很多化归思想很奇妙。
高中时我看过《漫话数学》这本书,让我真的觉得数学的奇妙,感到数学不仅仅是课内的公式定理和题目。
你解决一个数学问题,可能这个过程中又触类旁通引出千千万万个问题,这个过程是一个思想的过程,是一个享受的过程。
任何人一旦进入其中,就沉浸于思考的乐趣而无法自拔。
遗憾的是,我很少有这种感觉,虽然做题很顺,但却觉得做的索然无味。
也就是在为考试而学习的过程中,很难发觉数学思想的精彩。
数学和文化,在我乍一看来似乎不怎么搭边。
但也可以说数学是一种文化,它影响了人类发展的进程,很多学科如物理化学的学科基石的建立和一些重要发现都离不开数学的帮助。
物理和数学甚至很多地方都互相交融,难以分割。
这点在牛顿身上可以得到验证,牛顿提出万有引力定律,离不开他天才般的数学思维。
数学问题从古至今近层出不穷,千变万化,很难一本《漫话数学》就能概括完的。
在我看来,这本书主要起一个引发兴趣的作用,里面的很多问题和课堂数学贴近,但又深入地探讨了一些公式或是概念的来龙去脉。
比如洗衣服的问题涉及函数部分,比如极限的阐述,比如定积分的问题,比如数系的扩充,一下子引入复数范围的方程,又高于数学课本的阐述,比如几何部分对三大尺规作图问题的解释,又引出蔓叶线,螺线之类的概念,让你真正叹服:数学的灵巧多变,绝非一个人一生能穷尽的就能学习尽的。
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“数学素养”的专业说法
● 主动探寻并善于抓住数学问题的背景和本质的素养; ● 熟练地用准确、简明、规范的数学语言表达自己数学思 想的素养; ● 具有良好的科学态度和创新精神,合理地提出新思想、 新概念、新方法的素养; ● 对各种问题以“数学方式”的理性思维,从多角度探寻 解决问题的方法的素养; ● 善于对现实世界中的现象和过程进行合理的简化和量化, 建立数学模型的素养。
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“数学文化”的内涵
狭义:数学的思想、精神、方法、观点、 语言,以及它们的形成和发展;
广义:除上述内涵以外,还包含数学家、数 学史、数学美、数学教育、数学发展中的 人文成分、数学与各种文化的关系。
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数学素养使人终身受益
一个人的学历教育中,从小学一年级到大学一年级, 一般要学十三年的数学课程,只有语文课能与之相比;但 许多人并未因为学的时间长就掌握了数学的精髓。相反, 大多数学生仍然对数学的思想、精神了解得较肤浅,对数 学的宏观认识和总体把握较差,数学素养较差;甚至误以 为学数学就是为了会做题、能应付考试,不知道“数学方 式的理性思维”的重大价值,不了解数学在生产、生活实 践中的重要作用,不理解数学文化与诸多文化的交汇。
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举例: 1。乒乓球比赛问题 2。头发数目问题 3。Haoli塔问题 4。悖论:山村理发师问题 5。换啤酒问题:小明父亲买回10瓶啤酒,
商店规定3个空瓶可以换回一瓶啤酒。问他 不再化钱,最多可以喝多少瓶啤酒?(类 似有11头羊各分1/2,1/4,1/6.如何分)
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微软公司招考员工的一道面试题
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“数学素养”的通俗说法 —把所学的数学知识都排除或忘掉
数学文化漫谈汇编

陈宇
还生我的气吗? 我总是喜欢叫你术子,知道为什么吗?因为 你的名字和我最喜欢的数学有一个字发音相同, 而且在小学的时候,数学就叫做算术。 也许你真的是生我的气了,然而你知道为 什么我陪你的时间在定义域里变成了一列减函数 了吗?我是有原因的。我们都高三了,面临着即 将到来的各种新的排列组合,我是多么想继续和 你呆在同一个集合里无穷下去,我多么希望我们 的爱情是一条射线,只有起点没有终点,而不是 一根只有高中三年那么丁点儿长的线段。 如果从现在开始我们都努力学习,则上面 的理想可以实现。这是一个真命题。我所作的一 切一切都是在为我们的将来作辅助线,∴你不应 该生我的气,→我对你说:“别生气了。”
6、最近研究表明,用脑可以减肥,所以 数学家不会有肥胖的后顾之忧。 7、因为数学家当不了物理学家、文学家、 政治家...所以他只好去当数学家。 8、据说全世界的数学家正准备联合起来 成立一个机构然后上市,每个数学家可以 分到XXX万股,所以大家要当数学家。 9、现在失业率太高,而当数学家永远也 不会失业。 10、当政治家往往在下台后被万人唾骂, 当数学家就没有这样的名誉风险。
好了,现在,还生气吗? 我与“她”就像是开口向上的抛物线与坐标横 轴,而我对“她”的心:△<<<0,∴不会有 交点。 我与“她”就像是两根异面直线,无论怎样延 伸,不会有交点。 我与“她”就像是双曲线的两支。尽管有些对 称,但是没有交点。 其实,术子,到现在,我仍然没有求出你所说 的那个“她”的具体值是多少。 不要再提“她”了,让“她”永远消失吧!
术子, 你是我的值域, 如果没有你, 我不知道该去哪里;
当数学家的15个原因
1、从楼上砸下一个西瓜,会有九个经理 被砸着,而一个数学家都不会有。 2、当利息或税率调整时,数学家是算的 最清楚的一个。 3、数学这个职业是投资回报率最高的职 业之一。只需要投入一枝笔加几张纸。 4、数学家永远不会象发明家那样被专利 困扰,他不怕有假冒伪劣产品出现。 5、当数学家犯了常识性错误时(比如: 走路撞墙、洗衣服用味精),人们给予 的往往是表扬而不是批评。
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万物皆数,数生万物 古希腊柏拉图在自己的学院门口写道:
不懂几何,不准入内
古中国:生一、一生二、二生三、 三生万物
数学的价值:
历史证明:“一个国家的科学水 平可以用它消耗的数学来度量” (A.N.RAO) 一个人不识字可以生活,但是若 不识数,就很难生活了 。 繁荣的中国需要数学
感受数学文化 日常的语言和文字中蕴涵着数学
不管三七二十一 一百八十度大转弯 一不做二不休 十拿九稳
三分治七分养
略知一二
不三不四
六十年风水轮流转
中国文学中的数学
1)我国成语中的数学
中国成语中包含着大量的数字,犹如嵌在其中的珠 玉,为世界上任何其他文字所不及。如能把成语的 范围再扩大到民间俗语、谚语和歇后语,那么题材 就更丰富了。例如: 40÷6 = ? 谜底是“陆续不断”。它就同循环小数挂上了钩。 也可以用成语、俗语通过算式反映一个数学关系。 中国有很多的咏物诗、怀古诗可以为我们所鉴赏。
一部数学思想方法变革史,也是人类思 想文化史中极为重要的一部分。数学思 想是人类思想文化宝库中的瑰宝。它不 仅影响数学本身的发展,而且也影响着 人类社会的其它的各个领域,尤其是科 学技术和哲学。数学思想方法在它产生 和形成的过程中,自始至终蕴含着一种 理性主义的探索精神,这种精神激励人 们“认识宇宙,也认识人类自己”。
再次,数学文化作为人类文化的子系统, 有其特殊的发展动力体系。这个体系的主要力 量有:环境力量、遗传力量以及符号、文化传 播、抽象、一般化、一体化、多样化等等。 有的学者把数学的发展与生物的进化进行 比较之后,认为上述各种力量,归纳起来就是 环境力量和遗传力量,数学之所以能蓬勃地发 展就是这两种力量共同作用的结果。 环境力量又称外部力量,主要来自于生产 实践和日常生活、科学研究的需要,遗传力量 又称内在力量或内驱动力,它主要是指形成的 数学文化(包括数学理论、数学问题、数学传 统等等)对数学发展的作用和影响。
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王建磐:华东师范大学 校长 简历: 1949年1月2日生于福建古 田县。数学教授、博士 生导师,兼任国际数学 联盟数学教育委员会执 行委员会成员。1967年高 中毕业后曾插队农村, 当过中学民办教师和县 剧团编剧。1978年靠自学考取华东师范大 学数学系研究生,1981年获理学硕士学位 并留校工作,1982年考取本校在职博士研 究生并于当年获得理学博士学位,是我国 首批18位自己培养的博士之一。1991年聘 为教授。1997年起任华东师范大学校长。 主要研究领域为代数群与量子群,在代数
11、本来不是数学家,但大家都称呼数学 家,于是就当了数学家。 12、在很多领域有种族、性别的歧视,当 数学家就不需要享受此待遇。
13、数学家经常有免费出国的机会。
14、数学家是最先实现家庭办公的职业。 15、据不完全统计,数学家的婚姻都很幸 福。当然,也有数学家终身未娶(嫁), 因此也没有婚姻的烦恼。
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陈宇
还生我的气吗? 我总是喜欢叫你术子,知道为什么吗?因为 你的名字和我最喜欢的数学有一个字发音相同, 而且在小学的时候,数学就叫做算术。 也许你真的是生我的气了,然而你知道为 什么我陪你的时间在定义域里变成了一列减函数 了吗?我是有原因的。我们都高三了,面临着即 将到来的各种新的排列组合,我是多么想继续和 你呆在同一个集合里无穷下去,我多么希望我们 的爱情是一条射线,只有起点没有终点,而不是 一根只有高中三年那么丁点儿长的线段。 如果从现在开始我们都努力学习,则上面 的理想可以实现。这是一个真命题。我所作的一 切一切都是在为我们的将来作辅助线,∴你不应 该生我的气,→我对你说:“别生气了。”
谷超豪:复旦大学校长 简历: 1926年生于浙江温州。 1948年毕业于浙江大学 数学系,1953年起在复 旦大学任教,1957年赴 前苏联莫斯科大学进修, 获科学博士学位。历任 复旦大学副校长 和中国 科技大学校长。1980年 当选为中国科学院数学 物理学部委员。专长偏 微分方程、微分几何和 数学物理 。
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漫谈数学文化曹之江全国首届名师曹之江文化,是人类区别于动物界的主要标识,是一个无比广博、与时俱进的范畴,而数学文化仅是它的特殊分支。
这里所谓的“数学”,当前在国际上有个名称——Mathematics,这是一个西文的名词。
根据历史资料所载,它发端于纪元前几百年的古希腊,直到中世纪才传播到欧洲及全世界,并得以发扬光大。
因此对我们中国人来讲,Mathematics乃是一个西方的舶来品。
在一百多年以前,中国基本上还没有人知道Mathematics为何物,直到西方人用坚船利炮打开这个缺口以后,才逐渐传入到了中国。
然而,因为Mathematics是一种理性的产物,它不像猫、狗、石头等物质,东西方都有,因此存在着对应的名词可以互相翻译。
而在中国的典籍中却没有Mathematics对应的东西,因此要把它译成中文就很困难。
我们的前人把Mathematics译为“数学”,他们这种译法自然有自己的深谋远虑,我们作为后人不便评说。
然而“数学”这种译法很容易使人把Mathematics理解为“数”的科学。
诚然,“数的科学”——就像华罗庚、陈景润等人搞的数论,它虽然是Mathematics的一个重要分支,但却远远不是Mathematics的全部。
因此,从字面上看“数学”不能反应出Mathematics的全貌,然而,因上百年来我们都是用的“数学”这个词。
由于约定俗成,我们下面的行文仍然沿用“数学”这个词来代表Mathematics。
但我们所讨论的都是Mathematics这种舶来学问。
全国首届名师曹之江在书房看书为了说明数学是一种什么样的文化,或者说,数学是一种什么样的学问,我们需要先简介一下人类的理性主义文化。
人类在长期的争取生存和求得自身发展的斗争中需要观察周围环境中的一切,了解它们的变化发展。
例如他们需要观察大自然中声、光、热、电、磁以及各类物体的机械运动和它们之间的表面作用力等原理和规律,这种知识积累多了,就形成了后来的物理学。
顾沛:漫谈数学文化
中国大学生在线-化成天下-人文讲座第1257期顾沛:漫谈数学文化来源:作者:发布时间:2007-05-15 10:34:56 编辑:点击次数:880“十三年的数学学习后,那些数学公式、定理、解题方法也许都会被忘记,但是形成的数学素养却终身受用。
”5月9日晚7点,在东九C103教室,南开大学数学科学院副院长顾沛教授给我校学子上了一堂精彩的“数学文化”课。
顾沛在谈及“数学文化”的内涵时,从狭义和广义两个方面做了阐释。
他讲到,从狭义上说,“数学文化”即数学的思想、精神、方法、观点、语言及其的形成和发展过程;从广义上说,除了狭义的内容外,“数学文化”还包括数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分以及数学与各种文化的关系。
顾沛指出,由于数学教学方式和内容的局限,尽管一个人经历至少长达13年的数学学习,但对数学的精髓却毫无概念,在宏观上把握数学的能力较差,也就是所谓的数学素养较差。
甚至误以为学数学就是为了解题,考试,而不了解数学在实际生产生活中的应用。
谈到数学素养的问题时,顾沛讲到自己已经成功地在南开大学开设了数学文化课程,他说,之所以开设这门课程正是为了克服数学教学中忽视数学文化的这一弊病。
那什么是数学素养呢?顾沛解释道,通俗地说,数学素养就是把所学的数学知识都排出或忘掉后剩下的东西。
“现实生活中,经常会用到一些数学的思维去解决问题。
这种解决问题的方法就是数学素养的一种体现。
” 顾沛强调了数学素养的重要性,并且给大家看了一道微软公司招聘员工的考题。
“一个屋里有50个人,每人带一条狗,其中部分是病狗。
主人只能通过对其它狗的观察得知自己的狗是否是病狗,并在发现当天用枪打死自己的狗,第一天没有听到枪声,第二天没有听到枪声……直至第十天听到一片枪声,问屋里有多少病狗。
”当顾沛读完题目,许多同学都忍不住笑了。
可是这道看似脑筋急转弯的题目其实是一道巧妙的数学应用题。
正确的解答需要结合运用反证法和数学归纳法,答案的揭晓让在场的同学惊叹不已。
数学文化漫谈范文
数学文化漫谈范文
数学作为一门学科,一直以来都在人类文化中占据了重要的地位。
在数学的发展和应用过程中,它渗透到了人类的各个领域,不仅仅是科学和技术,还包括了艺术、哲学和文学等。
数学文化的产生和发展,既是人类对数学的研究和应用的结果,也反过来影响和促进了数学的发展。
本文将从数学的历史、数学与艺术、哲学、文学的关系以及当代数学文化的发展等方面来谈论数学文化。
首先,数学的历史本身就是一部人类文化的历史。
古代数学家们以各种方式进行数学研究,这些研究成果不仅推动了数学的发展,也影响了当时的社会和文化。
例如,古希腊的数学家欧几里得提出了《几何原本》,奠定了几何学的基础,这对艺术和建筑的发展产生了深远影响。
另外,古埃及人还利用数学解决了日常生活中的一些实际问题,例如土地测量和建筑设计等,这些对其社会生活和文化的发展起到了重要作用。
最后,当代数学文化正在迎来新的发展。
伴随着科技的进步和社会的发展,数学在当代生活中的应用日益广泛,这也进一步促进了数学文化的兴起。
例如,数学在金融、通信、计算机科学等领域的应用,推动了数学与实际问题解决的紧密结合。
另外,数学的普及和推广也成为了当代数学文化的一种形式,例如数学竞赛、数学科普教育等。
这些都表明了数学文化在当代社会中的重要性和发展潜力。
浅谈数学文化与数学教学
浅谈数学文化与数学教学数学,这门古老而又充满活力的学科,不仅仅是一堆公式和定理的堆砌,更是一种文化的传承和发展。
在数学教学中,融入数学文化,能够让学生更加深入地理解数学的本质,激发他们的学习兴趣,培养他们的思维能力和创新精神。
一、数学文化的内涵数学文化,简单来说,就是数学的思想、方法、精神、历史以及数学与社会、生活等方面的联系。
它涵盖了数学的发展历程、数学家的故事、数学在不同领域的应用等丰富的内容。
数学的思想方法,如抽象、推理、建模等,是数学的灵魂所在。
抽象让我们从具体的事物中提炼出数学概念和规律;推理则帮助我们从已知的知识推出未知的结论;建模则使数学能够解决实际问题。
数学的历史,充满了无数数学家的智慧和努力。
从古希腊的欧几里得,到近代的牛顿、莱布尼茨,再到现代的华罗庚、陈省身等,他们的探索和发现推动了数学的不断前进。
数学在社会和生活中的应用更是无处不在。
从建筑设计中的几何结构,到经济领域的数据分析,从天气预报的模型预测,到人工智能的算法基础,数学都发挥着至关重要的作用。
二、数学文化在数学教学中的重要性1、激发学习兴趣传统的数学教学往往注重知识的传授和技能的训练,容易让学生感到枯燥乏味。
而引入数学文化,可以让学生了解数学背后的故事和实际应用,感受到数学的魅力和趣味性,从而激发他们的学习兴趣。
例如,在讲解勾股定理时,可以介绍古代中国、古希腊等不同文明对勾股定理的发现和证明,让学生了解到数学是人类共同的智慧结晶。
还可以通过实际问题,如测量建筑物的高度、计算田地的面积等,让学生看到勾股定理在生活中的应用,增强他们的学习动力。
2、培养数学思维数学文化中蕴含着丰富的思维方式和方法。
通过学习数学史,学生可以了解到数学家们是如何思考问题、解决问题的,从而学会从不同的角度去思考数学问题,培养创新思维和逻辑思维能力。
比如,在学习微积分时,可以讲述牛顿和莱布尼茨发明微积分的过程,让学生体会到从有限到无限、从近似到精确的思维转变,提高他们的思维层次。
浅谈数学文化
浅谈数学文化1 引言什么是数学文化呢?笔者认为数学文化是指人类在数学历史活动过程中所创造的有价值的东西.按照这个定义,数学文化不仅包括数学知识,还应该包括数学精神、数学思维方法、研究方法等.数学所具有的独特文化内涵,对人们的思想、道德和观念的发生、发展有着重大的影响.但是现在人们又很难感受到这种文化的存在.因此当我们对数学文化的含义有了基本的认识之后,就为我们深入研究数学文化现象奠定了基础.2数学文化与人类文明、文化2.1 总述数学是人类社会进步的产物,也是推动社会发展的动力之一.数学与人类文明,与人类文化有着密切的关系.数学家曾指出:最近几十年的进步,社会科学的重要领域已经发展到不懂数学的人望尘莫及的阶段.数学作为一种文化在人类文明中一直是一种主要的文化力量.我国数学家齐民友认为从古到今数学都极大地促进了人类思想的解放,他指出:"历史已经证明而且将继续证明,一种没有相当发达的数学的文化是注定要衰落的,一个不掌握数学作为一种文化的民族也是注定要衰落的"[1](P126).数学不仅在科学推理科学研究、工程设计中具有重要的价值,而且在哲学方面也为大部分哲学思想的内容和研究方法提供了思路,在绘画、音乐、建筑和文学风格方面开辟了新的道路,甚至在探索人与宇宙的根本关系的问题上也提供了很好的答案.数学已成为理性的代名词并广泛渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域,为其思想和行动指明了方向.2.2 古希腊的数学发展及其影响古希腊数学是人类文明的重要发端,古希腊人作出的重大贡献在于他们认识到了数学在人类文明中的基础作用.毕达哥拉斯甚至提出:自然数是万物之母.毕达哥拉斯学派研究数学的目的是试图通过揭示数的奥秘来探索宇宙的永恒真理.他们对自身所处的环境作了细致的观察,发现了数与几何图形的密切联系,数与音乐的内在统一性,他们还发现数与天体的运动也有密切关系.于是他们得出结论:宇宙中的一切现象都以某种方式依赖于整数.但是当有人以现实的例证发现有数不能表示为两个整数的比,即不是有理数时,整个数学界震惊了.这就爆发了第一次数学危机.这一次危机是数学史上的一个里程碑,它的产生与解决都具有重要的意义,而且为以后欧几里得的"几何原本"与亚里士多得的逻辑体系的形成奠定了基础,从而成为现代科学的始祖.第一次数学危机表明了,当时希腊的数学产生了新的变化:证明在数学中崭露头角,数学开始由经验科学变为演绎科学.而中国,埃及,巴比伦,印度等国的数学没有经历这样的危机,因而一直停留在实验科学,即算术的阶段.古希腊的文化大约从公元前600年延续到公元前300年.古希腊数学家强调严密的推理,他们教育人们对事物进行抽象推理,激发人们对理想与美的追求.这种推理思想也对希腊的文学、哲学、建筑和雕刻产生了巨大影响.希腊数学文化给人类文明带来的影响可以概括如下:首先,它提出了自然数是万物之母,即宇宙规律的核心是数学.这坚定了人们将宇宙间一切现象的终极原因找出来并将其数量化的决心.其次,它孕育了一种理性精神,这种精神现在已经渗透到人类知识的一切领域.再次,它为欧几里得几何的产生奠定了基础,为人类的文化带来了丰厚的内容.最后,它研究了圆锥曲线,为以后天文学的研究提供了肥沃的土壤.跟随其后的古希腊数学家欧几里得的"几何原本"是数学史上的又一个伟大的里程碑.它的出现也对整个人类文明带来了巨大影响,其对人类的贡献在于继续发扬了古希腊数学的理性精神.几何原本的可贵之处在于虽然仅仅是几百条公理的证明却推导出那么多的知识.这些大量深奥的演绎结果使得希腊人和以后的文明了解到理性的力量,并运用于其它领域.神学家、逻辑学家、哲学家、政治家等等都纷纷仿效欧几里得的模式,如阿基米德的"杠杆定律"、牛顿的"三大定律",甚至马尔萨斯的《人口论》以及美国总统杰斐逊起草的《独立宣言》都用到了欧式几何的思想.2.3 微积分发展及其影响微积分诞生之前,人类基本上还处在农耕文明时期.解析几何理论的建立开拓了数学的新领域,因为它对旧数学进行了总结,使代数和几何这两个独立的数学分支开始紧密地联系在一起,同时出现了变量这个概念.变量的产生为研究运动创造了条件,也使得微积分的建立成为可能.微积分开辟了变量数学的时代,数学开始描述变化,描述运动.恩格斯说:"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的了".微积分的出现是整个数学史也是整个人类历史的一件大事.恩格斯曾这样称赞:"在一切理论成就中,未必再有什么像十七世纪下半叶微积分的发明那样看作人类精神的最高胜利了".微积分是在生产技术和理论科学的推动之下产生的,诞生之后又对生产技术和自然科学的发展产生了巨大影响.它对人类文明的影响主要体现在以下几个方面:(1)数学自身.微积分改变了整个数学世界的面貌.虽然牛顿、莱布尼茨17世纪创立的微积分还存在着明显的逻辑缺陷,但是这种缺陷并未抑制它旺盛的生命力.可以说,在有了微积分之后的二、三百年期间,数学获得了极大的发展,获得了空前的繁荣.(2)自然科学领域.微积分诞生以后迅速得到了应用,最明显的是极大地推动了第一次,第二次工业革命.李文林教授指出:"微积分作为一种强有力的新工具,推动了以机械运动为主题的17、18世纪整个科学技术的高涨,成为18世纪60、70年代开始的第一次产业革命的重要先导"[2](P364).电磁学说的创始人麦克思韦说:"倘若没有格林、高斯等数学家提出的位势理论,没有偏微分方程这个数学工具,我是不可能建立电磁理论的".此外,现代工程技术也少不了微积分的支撑.从机械到材料力学,从大坝到电站的建设,都要利用微积分的思想和方法.甚至在有了微积分和万有引力原理之后,人们才预见了人造卫星及宇宙飞行的可能,并且利用微积分计算出了宇宙速度.而今天人类广泛的经济活动、金融活动中,微积分也成了必不可少的工具,它对人类物质生活的影响将会越来越大.(3)人文、社会科学领域.只要研究变化规律就要用上微积分,因而微积分也渗透于人文、社会科学,用它来描述和研究规律性的东西.特别是哲学,微积分给了哲学家许多的启示,不仅影响到哲学方法,也影响到他们的世界观.辩证唯物主义更关注微积分.马克思和恩格斯都非常明确地认为:数学,特别是微积分是建立辩证唯物主义哲学的一个重要基础.2.4 数学支撑的信息时代信息时代就是计算机时代.今天我们广泛使用的改变了人类社会形态生活方式的计算机,它的方案是一位数学家设计出来的,他就是冯·诺依曼.不仅计算机的诞生依赖于数学,它的应用也需要数学更加自觉和更加广泛地渗透到科学技术的一切领域中去.随着电脑的出现,数学已渗入了各行各业,各种先进设备几乎无一例外地渗透了数学,有人称"电脑是机械的外壳,数学的灵魂"一点都不过份.信息时代的特点之一是高新技术的快速发展.而高新技术的基础是应用科学,应用科学的基础是数学.从卫星到核电站,从天气预报到家用电器,高技术、高精度、高速度、高自动、高安全、高质量、高效率等特点,都是通过建立数学模型和运用数学方法,借助于电脑来实现的.1991年的海湾战争被誉为"数学战",足见数学在高新技术中的作用.信息时代下数学科学对经济发展越来越重要.现代社会经济发展的一个重要特征也是定量化.定量化成为描述各种经济现象的一个必不可少的手段和工具,一个国家的失业率、就业率、国民生产总值等,无一不是用数学手段刻画的.好的经济工作者固然是定性思维者,但他们不仅能进行定性的分析,还应该掌握对经济现象进行定量描述与分析的科学方法.这些都是精明的经济工作者所应具备的素质.这就需要他们精通数学这门科学.最后,需要指出,数学与人类文明的联系与应用是多方面、多层次的.数学与哲学、文学、建筑、音乐也都有深刻的联系,计算机诞生后,数学与其它文化的联系更加深入和广泛.联合国科教文组织在1992年发表了〖里约热内卢宣言〗,将2000年定为数学年,并指出"纯粹数学与应用数学是理解世界及其发展的一把主要钥匙".数学在将来社会发展中将继续发挥着无可替代的作用.3 中西数学文化的差异中西方国家由于政治制度和学术氛围的不同,积淀的数学文化也有所不同.以古希腊的数学和中国传统数学的比较而言,两者都有辉煌的成就、优秀的传统.但是,它们之间又有着明显的差异.古希腊的社会是奴隶社会,奴隶主与奴隶之间当然无民主可言,但是奴隶主之间实行的却是民主政治,他们之间要选举,执政官要决定财政收入,决定是否发动战争,就要说服别人,而要说服别人,要让别人选举自己,需要有平等的交流环境,这就是推理思想的萌芽.而政治上这种思维模式也带动了学术上的辩论风气愈加浓厚.因为要让别人信服自己坚持的是真理,就需要证明.数学在这种背景下就产生了一个公理化的体系,这个公理化的标志就是严谨,这种严谨的逻辑性逐渐成为古希腊数学文化的一个显著特征.对后世产生巨大影响的巨著《几何原本》就是在这种情况下诞生的.而中国,虽然在春秋战国时期学术也非常繁荣,出现了百家争鸣的鼎盛现象,但是政治上没有实行古希腊统治者之间的民主政治,而是实行君王统治制度.虽然这个时期也是知识分子自由表达见解的黄金年代,但是它是封建君王的政治,知识分子比如数学家只能采取向君王进谏方式,请君王来接受自己的意见去治理国家,使国家富强.那么君王需要什么呢?需要丈量田亩、征加税收、管理土方的办法;需要管理各个粮食之间的比例、核算运输成本等策略,因此,实用就成为中国古代数学文化的基本特征,对后世同样产生较大影响的巨著《九章算术》也相继问世.综合来看古希腊数学属于公理化演绎体系,善于说"理",首先给出公理、公设、定义,之后在此基础上有条不紊地、由简到繁地进行一系列定理的证明;中国数学则属于机械化算法体系,擅长于"算",把问题分门别类,然后用一个固定的方程式解决一类问题的计算.那么如何看待中西数学文化上的差异呢?笔者认为一方面我们应当充分重视中国传统数学中的实用与算法的传统,另一方面又必须吸收人类一切有益的数学文化创造,这当然也包括古希腊的优秀文明.进入21世纪,世界各国在各个领域的合作愈加密切,数学文化也必将冲破地域限制,达到空前的大融合,为全人类带来福祉.4数学文化在课堂上的应用4.1 背景20世纪初数学曾经存在着与社会文化脱节的孤立倾向,甚至到现在还影响着中国的数学教育.在人们看来数学过于形式化,认为数学只是少数数学天才想象出来的"自由创造物",数学的发展无须社会的推动,其真理性也不需要实践的检验.当然,数学的进步也无须人类文化的哺育,而是和所有文化现象一样,直接支配着人们的行动.这种孤立的数学文化,一方面使人们对数学望而生畏,甚至害怕接触数学;另一方面,又孤芳自赏,自言自语,令人把数学家当成"怪人".而在学校里,数学原本是学生们喜爱的学科,却成为他们求学路上的绊脚石.为纠正这种孤立主义,许多数学家纷纷站出来,怀特.海的《数学文化论》力图把数学回归到文化层面,克莱因的《古今数学思想》着重营造数学文化的人文色彩.我国学者孙小礼等的《数学与文化》力图把数学从单纯的逻辑演绎推理的圈子中解放出来,重点在于分析数学文明史,充分揭示数学的文化内涵,肯定数学作为文化存在的价值.他指出:"理解数学,研究数学与发展数学,都离不开对数学的本质、数学与生产实际、自然科学乃至人类文化的关系的认识.对数学的这种认识,在人类文化的每个历史时期中,都与哲学的发展同步地前进着"[3](P264).4.2 数学文化应用于课堂鉴于这种孤立主义倾向,我国教育界也对数学文化在课堂上的应用做出了尝试,并取得了一些可观的效果.如《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》在基本理念中就充分肯定了数学的文化价值,特别是在"课程实施建议"的"教材编写建议"中指出,教材可以在适当的地方介绍有关的数学背景知识(数学家的故事、数学趣闻与数学史料).而《普通高中数学课程标准(实验)》则进一步强调;"数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势,数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神.数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观.为此,高中数学课程提倡体现数学的文化价值,并在适当的内容中提出对‘数学文化'的学习要求,设立‘数学史选讲’等专题".这些都体现了课堂上数学文化的重要性,令人欣慰.但是不可否认的是,运用数学文化进行教学还有很多不足之处,如只停留在激发学生兴趣、人文价值方面,很少涉及渗透文化价值方面的知识等.从某个角度来说,关注数学与自然世界的密切联系;关注数学发展史中的每一次飞跃及其伴随的思想上的解放;关注数学与其他相关学科,甚至于与人文世界的种种关联,固然是联系数学文化的方式,但是如果一味的关注与思索这些方面,数学课就会给人一种单薄、肤浅的感觉,只能是"只见树木不见森林".据不完全统计,当前数学课有意体现这种狭隘的数学文化现象的高达80%,这已经是带有普遍性的问题了,应该引起我们关注和深入的思考.4.3 当今课堂上数学文化的主流及其作用因此,课堂上选取数学文化的落脚点应该是有价值的东西,那么数学文化的价值在哪儿?笔者认为数学文化是反映其历史的,数学文化教育应体现数学的文化价值.在教学时需要有更高的社会文化意识,努力挖掘数学史料的文化内涵,以提高数学教育的文化品位.为此良好的数学文化教育应该能使人们更好地理解和认识人文科学、自然科学及社会科学,更好地适应社会生活;应该能促进人们有条理地思考,有效地进行表达和交流,提高迅速地获取、筛选和处理各种信息的能力;应该能发展人的主动性、责任感和自信心,丰富人的精神世界,培养人实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神.日本学者米山国藏说:"在学校学的数学知识,毕业后若没什么机会去用,不到一两年,很快就忘掉了.然而,不管他们从事什么工作,唯有深深铭刻在头脑中的数学的精神、数学的思维方法、研究方法、推理方法和看问题的着眼点等,却随时随地发生作用,使他们终身受益".这段话指出了数学文化的精髓,即数学文化以知识为载体,提炼知识中的思想、观点和方法,并运用这些思想、观点和方法,去分析、去解决、去研究、去探索今后学习和工作中的问题.这种数学精神和数学思想将会在塑造一个人的素质修养中发挥着重要作用.4.4 在数学课堂教学中渗透数学文化的途径基于以上阐述,其实可以用最简单、朴实的方法向学生渗透数学文化:在知识与技能的教学中,可以适时介绍知识产生的背景,教育学生学习数学家探求的精神,在过程与方法的教学中,可以有意提炼引导学生感悟数学思想方法,在培养学生数学兴趣的同时,可以让学生意会数学的美和辩证法,使学生体会到理性的魅力.具体来说:一以数学史为材料,揭示数学知识产生、发展的过程数学对许多学生来说是枯燥的,毫无有趣可言.为此教师应该在教学中联系教材,把数学史带入课堂,让学生更好的了解数学.例如在组织高二数学第十一章《概率》的教学时,可以穿插这门学科的产生历史:概率论产生于十七世纪中叶,当时引起数学家思考概率问题兴趣的却是赌博中的分赌金问题,在探讨赌博有关的问题中产生了一门研究随机现象规律的学科,即概率论.让学生了解这些实事,更加深入的理解数学的产生背景与发展,这样可以增加学习数学的信心,认识到数学并不是孤立的数学,使学生感受到数学就在我们的身边,它与我们的生活和科学技术有这密切的联系.二以数学家为例子,培养学生严谨态度、锲而不舍的探索精神数学在前进和发展的道路上是艰难坎坷的,数学家们为了追求真理,坚持不懈,有的甚至付出了宝贵的生命.因此在教学时可以举一些数学家勤勉的例子.如在《多面体欧拉定理的发现》的教学中可以对欧拉的生平作一个介绍:欧拉是科学史上最多产的一位的数学家,他从19岁开始发表论文,直到76岁,他的一生共写了800多本书籍和论文,欧拉之所以有如此多的论文问世与他那顽强的毅力分不开.他31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,即使这样他仍以坚强的毅力继续研究,口述了好几本书和400余篇的论文等等.这样介绍一些数学家是如何面对挫折又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学好数学的信心会产生巨大的作用,同时也可以引导学生学习数学家的优秀品质.三以数学应用为载体,体现数学的应用价值,渗透数学思想方法随着社会发展,科学技术进步,数学已深入到人类生活的方方面面,数学已经深入到所有领域,数学是其他学科的基础,对人类文明的发展起着巨大的作用,但现在的学生认识不到从课本中学到的数学知识在生活中有多少应用价值,或许他们正在运用数学,但不认为这属于数学的范畴.这需要教师有意识的展现数学的应用价值.如在讲授统计学时,可以举出《红楼梦》后40回作者的鉴定的例子:《红楼梦植物图鉴》的作者潘富俊研究发现《红楼梦》后40回中只有6成提到茶,且仅一种龙井茶;前80回逾92%提到茶,且有9种茶.他又将红楼梦中提及的200多种植物作为统计对象,发现前40回平均每回出现11.2种植物,中间40回平均每回出现10.7种植物,后40回平均每回只有出现3.7种植物.统计结果明显地证明《红楼梦》后40回不是曹雪芹所写.这个用统计的方法验证文学考证的事实,充分体现了数学的应用价值.总之,数学学习一旦使学生感受到了思维的乐趣,使学生领悟了数学知识的丰富、数学方法的精巧、数学思想的博大,数学思考的美妙,那么,数学的文化价值必然显露无遗.从这一意义上讲,数学文化又怎会仅属于那些生动、有趣的数学课堂?它的体现,又怎会局限于那些新颖活泼的形式?任何数学课堂,我们都可以用极其朴素的方式让学生去感受数学文化的魅丽,因为,拥有了思考,便拥有了数学的文化力量!参考文献:[1]齐民友.数学与文化[M].湖南教育出版社.1991[2]李文林.数学史教程[M].高等教育出版社.2001[3]邓小皋,孙小礼等.数学与文化[M].北京大学出版社.1999[4] 张楚廷.数学文化[M].高等教育出版社.2004[5] Marris Kline.Mathematical Thought from Ancient to Modern Time.OxfordUniversity Press.1972[6] 高隆昌.数学及其认识[M].高等教育出版社.2001.10[7] Alfred North Whitehead.The Aims of Education and Other Essays.Macmillan.1929。
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数学文化漫谈
顾沛教授清华演讲“从数学文化谈科学与人文的融合”
对当今全体大学生进行文化素质教育的落脚点之一是在大学教育中充分践行人文教育与科学教育的融合,培养既有人文素养又有科学精神、既懂得人文价值又掌握科学方法的高素质人才;而使更多的青年学子真正迈出梁思成所谓“半人时代”的樊篱,成为国家和社会的大用之材,正在成为越来越多有识之士共同关心和探究的教育问题与文化问题。
以此为出发点,“清华新人文讲座”新近推出系列之(七):“科学与人文:双赢和融合”。
5月29日下午,该系列正式开讲,首场演讲特邀南开大学国家级教学名师顾沛教授,他演讲的题目是“数学文化漫谈”,其中所彰显的人文与科学理念以及所蕴含的广博深刻的科学文化内涵激起了清华师生的浓厚兴趣和热烈反响。
“数学文化”对许多人来说也许比较陌生。
它是指从文化这一角度来关注数学,强调数学的文化价值。
顾沛教授从“数学文化”一词的使用入手,剖析了“数学文化”的狭义和广义内涵:狭义上指的是数学的思想、精神、方法、观点、语
言,以及它们的形成和发展;而广义上则指数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分、数学与各种文化的关系。
不管他们从事什么工作,深深铭刻在头脑中的数学的思想精神、数学的思维方法和看问题的着眼点等,却随时随地发生作用,这种数学素养使人终身受益。
那么,什么是数学素养呢?顾沛教授从两个角度进行了说明。
从通俗角度讲,就是能从数学角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力;从专业角度讲,数学素养是指主动探寻并善于抓住数学问题的背景和本质的素养;熟练地用准确、简明、规范的数学语言表达自己数学思想的素养;具有良好的科学态度和创新精神,合理地提出新思想、新概念、新方法的素养;对各种问题以“数学方式”的理性思维,从多角度探寻解决问题的方法的素养;善于对现实世界中的现象和过程进行合理的简化和量化,建立数学模型的素养。
如何提高数学素养?顾沛教授认为数学素养不是与生俱来的,是在学习和实践中培养的。
学生在数学学习中,不但要理解数学知识,更要体会数学知识中蕴涵的数学文化,了解“数学方式的理性思维”,提高自己的数学素养。
接着顾教授列举了若干个数学文化的实例,其中包括历史上的几次重大的数学危机和几道
与实际生活相关、富有挑战意味的数学逻辑思考题,展示了如何用数学思维和方法抓住症结、解决问题的角度、步骤和方法。
顾沛教授勉励大家要掌握数学观点,理解数学思维;学会数学方法,使用数学语言;了解数学思想,提高数学素质,他特别强调清华学生需要注意养成准确、清晰、完整地表达数学关系和数学结论的素质。
顾沛教授从数学中的文化元素出发,指出人文教育与科学教育之间绝不是彼此孤立或对立的关系,是可以双赢和融合的。
他的演讲就体现了这一点,讲座自始至终洋溢着人文素养与科学精神的水乳交融,穿插其中的师生互动和问题抢答生动地演绎了素质教育、创新学习、融会贯通的育人理念与实施方法,使在场的师生深受启发和触动,不少同学在讲座结束后纷纷围拥到讲台上,继续追问有关数学文化、创新思维、全面成才等问题,并询问相关著述和图文资料。
据悉,顾沛教授主讲的《数学文化》课程和他领导的“数学文化全国优秀教学团队”,正在受到国内很多高校的广泛关注和高度评价,他们的创新经验和富有成效的教学实践也正在通过应邀讲学、研讨交流等方式在全国很多大学产生积极影响。
此次顾沛教授不但应邀来清华大学演讲,还应邀与清华大学理学院和国
家大学生文化素质教育基地的专家学者进一步探讨如何通过文化素质教育课程的有效开设来进一步落实和促进人文教育与科学教育的融合问题。
本次讲座是“清华新人文讲座”系列之(七)的第一讲,由清华大学国家大学生文化素质教育基地主办,清华大学理学院教授白峰杉主持。