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数学美及其教育价值的挖掘 数学之美的价值

时间:2019-01-19 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  有绝大多数的人想到数学就会想到单调、枯燥、做题这些词,其实有这些想法的人大多数没有真正懂得数学的内在美、内在价值。“数学,如果正确的看待它不但拥有真理而且也具有至高的美,是一种冷而严肃的美,是一种与绘画或华丽的装饰有所区别的特殊的美。”那么什么是美呢?美是心借物的形象来表现情趣,是合规律性与目的性的统一。所谓数学美的内涵是丰富的,如数学概念的简单性、统一性、结构系统的协调性、对称性等,这些都是数学美的具体内容:
  1.数学的统一美、抽象美、和谐美
  统一美是指部分与部分、部分与整体之间的内在联系或共同规律所呈现出来的和谐、协调、一致。统一不仅是数学美的重要特征,同时它也是数学本质的一种反映。古语有云“天得一以清,地得一以宁,万物得一生”“这说明了天地万物都统一以“一”。
  “V+F-E=2”这是一个关于多面体的公式,同时也是一个迷人的公式。迷人之处就在于这个公式的统一。因为多面体太多了,多的不计其数,而欧拉却能在众多的多面体中,发现凸多面体中顶点、面和棱之间存在的内在联系,将它们之间的联系用这个公式统一起来,这怎能不让人叹服。三种圆锥曲线:椭圆、抛物线、双曲线都统一在圆锥里,它们从某些侧面揭示了客观世界的和谐统一。
  统一是数学的一个重要特征,找到了统一也就揭示了事物的本质。因而,对统一的追求,也即对事物本质的追求与探索,是教学家们永远不会放弃的一个追寻目标。
  下面分别从艺术、诗等方面加以阐述抽象美。
  运用应用数学研究艺术的潮流从未停止过。对于大家耳熟能详的国歌《义勇军进行曲》,有研究发现在其曲里面蕴含了黄金分割等与数学有关的知识,如歌曲的高潮部分在结构上几乎正好是全曲的黄金分割的位置,还有其他许多著名的歌,其曲里面所隐藏的数学知识告诉我们,要搞好艺术,须得有一定的数学素养。
  “一去二三里,烟村四五家。楼台六七座,八九十枝花”,其意境和韵味读来真是一种美的享受,为什么能产生这种效果?就在于作者将“一”到“十”这十个数按照先后顺序成功地运用到了这首诗中去,让人不禁插上想象的翅膀,一幅和谐优美的乡村自然风景画就通过这首抽象的诗展现在我们面前了。
  我们常见的五星红旗上的五角星形给人的感觉不仅是庄严,还有一种很和谐的美感。它的和谐所产生的美感不仅体现在五个角的度数相同等比较容易发现的现象上,更重要的是此图形蕴含了诸多的“黄金比”。“黄金分割比”数学家们对其孜孜不倦地探索,广大的普通百姓也对其给人产生的视觉美感称赞不已。究其原因,在于这个比例是所有比例中给人感觉最和谐、最具美感的。很多著名的历史建筑不约而同地用到了黄金比,人体也不乏有黄金分割。如一般人在人体肚脐上下的长度比值为0,618:1或者与此相近的话,这个比值给人的感觉是最具美感的。“黄金分割”这个比例所具有的和谐产生的美感使得人们对它“情有独钟”。
  上面对数学美进行了一番简单的探讨,需要补充的是,数学所具有的各种美不是单一存在的,而是相互联系、相互渗透的。
  2.数学美育的教育价值
  上述是对数学美的一些简单介绍,数学美本身就是数学教育价值的一方面。现行数学教育的一个严重缺憾,既是未能充分体现数学美育的价值,并在很大程度上养成了学生对于数学价值的一种错误观念。2003年8月,世界数学家大会在北京的召开在中国大地上掀起了一股“数学热”,由此引发出的关于数学本质和价值的讨论无可厚非,让人们更多地认识了数学。那么在数学教育中实施美育到底有哪些教育价值呢?现从它的四个方面进行阐述。
  2.1数学美育能提高学生的学习兴趣,陶冶人的情操
  长期以来,学生学数学的大部分时间是进行大量的计算、公式推理等,陷入了题的海洋,再加上数学内容的抽象性以及严谨性,常常使得学生学起数学来感到枯燥乏味,从而使学生丧失了学习兴趣,严重挫伤了学生的积极性。所以,教师应在教学中挖掘出数学美的元素,让学生感受数学美,鉴赏数学美,同时在应用数学美、创造数学美的过程中引发学生对数学学习的兴趣。
  数学中的美是激发求知欲,形成内驱力的源泉。让学生体验到数学的各种美,就会使学生的学习热情空前高涨。如轴对称图形,老师在讲解过程中不能仅仅是简单、传统式的书本传授,而应该掺杂着与之相关的各种美的东西,如:花朵、叶子、蝴蝶、蜂房等,在这些美好事物的基础上讲授轴对称图形的知识,那么我相信,如此传授知识,学生的兴趣会明显提高,进而转移到其它数学知识的热情上去。在数学美的这种潜移默化中,学生的思想品德得到了发展,情操也得到了熏陶。
  2.2数学美育能使学生的思维水平不断提高
  “数学是思维的体操”,“数学知识使思维增加活力,使之摆脱偏见、轻信和迷信的束缚。”的确,数学可以使思想清晰、准确、简练,它们都是思维的载体,可以让我们的思维插上腾飞的翅膀。数学学习过程中思维训练所具有的逻辑性、严谨性、条理性等品质却使每一个受教育者在今后的工作中受益无穷。所以说,数学思维的间接价值远远大于其知识本身。
  数学对培养人的思维很重要的一个原因在于人们对美的追求。数学具有的美感刺激不仅使学习者注意力高度集中,而且能激发主体积极的情感体验。这种情感体验一旦高涨,就会使思维呈现活力,从而能够引导学习者去寻求最佳的思维方式与认知结构,在不知不觉中提高了思维水平。如:某个数学问题的解决,其方法往往不只一种,但出于人们内心对简洁美、和谐美的追寻,总会去选择那些最简洁、最具和谐感的方法。通过对数学美的追寻,其解决问题的过程也就少了些弯路,多了些方向和思路,思维水平也在这经历美的体验中不断提高。
  所以说,追寻数学美就能使我们的思维水平从低级不断向高级转化。
  2.3数学美育能培养学生的创造能力
  1999年,国务院颁发的《面向21世纪教育振兴行动计划的通知》中明确指出:“美育不仅能培养学生有高尚情操,还能激发学生学习活力,促进智力的开发,培养学生创新能力。”因此,在数学教学中,引导学生在发现中体验美的感受,可以激发学生去做进一步的发现,从而增强学生的创造欲望与灵感。毕竟,数学所具有的对称美、规律美、逻辑美能提高学生类比、联想等思维能力,这对于培养创造性思维起着一定的作用。
  2.4数学美育能培养人们良好的道德品质
  数学教育在传授理论知识技能之外,应更多的关注人文素质的教育,即培养学生独特的人格气质和人文精神。如,数学中的概念、公式准确简明,所体现出来的简洁美要求我们必须有一颗严格紧密的对待事物的心态;在求解、证明某个式子的过程中,必须遵循规律美、和谐美、统一美等原则,这就需要我们有求真、认真仔细的态度,不怕失败、勇于探索的勇气:数学建模问题的解决所具有的方法――即对最佳方法的探索告诉我们,人生道路上很多事情的最终解决都伴随着困难和挫折,这就需要我们一步一个脚印地付出不懈的努力。从而培养我们自强不息,坚持到底的精神品质;数学中的每一步推理都必须遵守数学规则,如违反,就往往不能达到预期的结论。把这种对规则的遵守迁移到日常生活中,就会使人们在不知不觉中形成对秩序的遵守,进而发展成为一种守法自律的习惯。
  上述从4个方面阐述了数学教育的价值,其中,既有实用性价值、学科性价值,也包括了育人的价值,而所有这些价值其根本点体现在通过其教育促使人的发展上,促使人全面、和谐、持续的发展。上述只论述了美学和教育价值的一部分,还有很多美学和价值层面的内涵还有待我们去继续挖掘、去不断更新与丰富。总之一点,只要能产生美感,促使人发展的价值都是值得我们去不断探索的。

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