第一篇:數(shù)學(xué)猜想在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
淺談中學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)猜想
摘要:通過(guò)史實(shí)的種種證明,猜想在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中都起到非常重要的作用。本文從“數(shù)學(xué)猜想”的定義入手,到它的方法意義,然后到它在中學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用,最后,深入分析它的四種分類。重在討論如何運(yùn)用數(shù)學(xué)猜想解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:猜想,創(chuàng)新,中學(xué)教學(xué),推理
一、數(shù)學(xué)猜想的定義及其特征
數(shù)學(xué)猜想是根據(jù)已經(jīng)存在的數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)事實(shí),對(duì)未知量及其關(guān)系作出的似真判斷,具有科學(xué)假說(shuō)性。任何數(shù)學(xué)定理或結(jié)論的形成都人模糊到確立,也就是從猜想(假說(shuō))到結(jié)論??茖W(xué)家牛頓曾說(shuō):“沒有大膽的猜想就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?!睌?shù)學(xué)教育家波利亞也認(rèn)為一個(gè)好的數(shù)學(xué)家,首先必須是一個(gè)好的猜想家,并提出:“在數(shù)學(xué)教學(xué)中必須有猜想的地位?!?/p>
數(shù)學(xué)猜想既有邏輯的成份又含有非邏輯的成份,因此,它具有科學(xué)性的同時(shí)也有很大程度的假定性,我們需要推理和論證才能最好終確立這樣的猜想是否正確,而這樣的推理和論證過(guò)程剛是一種創(chuàng)造性的思維活動(dòng),是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一種重要手段。
數(shù)學(xué)猜想具有科學(xué)性,假定性和創(chuàng)新性三個(gè)基本特征。
(1)、科學(xué)性 數(shù)學(xué)猜想并不是憑空想像,而是以數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),對(duì)未知量和相互關(guān)系作出的推測(cè)和判斷。因此,數(shù)學(xué)猜想具有一定的科學(xué)性。
(2)、假定性 任何猜想都需要以真實(shí)依據(jù)為先導(dǎo),合情推理為手段進(jìn)行論證或推翻,只要這個(gè)猜想還沒被證實(shí),那么它就是假定的,似真的。
其實(shí),數(shù)學(xué)猜想就是科學(xué)性和假定性的統(tǒng)一體。
(3)、創(chuàng)新性 創(chuàng)新是數(shù)學(xué)猜想的靈魂,沒有創(chuàng)新就無(wú)所謂數(shù)學(xué)猜想。有了猜想就要去推出它,證明你的猜想是個(gè)事實(shí),而這個(gè)證明或推理的過(guò)程就是一個(gè)思維碰撞的過(guò)程,通過(guò)這樣的過(guò)程,產(chǎn)生了新的見解,事實(shí)或規(guī)律等。所以每個(gè)數(shù)學(xué)猜想的論證都有創(chuàng)新性。因此,數(shù)學(xué)猜想對(duì)于數(shù)學(xué)理論的發(fā)展和創(chuàng)新具有十分重要的作用。
二、數(shù)學(xué)猜想的方法論意義
數(shù)學(xué)猜想作為一種科學(xué)思維形式和數(shù)學(xué)研究方法,是數(shù)學(xué)發(fā)展的重要途徑,每個(gè)數(shù)學(xué)理論、分支的產(chǎn)生與發(fā)展無(wú)不烙下數(shù)學(xué)猜想的印跡[1]。而數(shù)學(xué)猜想作為一種研究方法,它本身就是數(shù)學(xué)方法論的研究對(duì)象。數(shù)學(xué)猜想的類型、特征、提出方法和解決途徑等,對(duì)于一些數(shù)學(xué)理論的證明都具有非凡的意義。
(1)、數(shù)學(xué)猜想對(duì)于許多的數(shù)學(xué)理論的形成起到很在的促進(jìn)
作用,導(dǎo)致了今天 的數(shù)學(xué)對(duì)整個(gè)世界乃至宇宙都有著巨大的貢獻(xiàn)。數(shù)學(xué)猜想是數(shù)學(xué)發(fā)展史中最頻繁躍現(xiàn)的因素之一,是人類理發(fā)思維中的最好不安分卻最具創(chuàng)造性的部分。古今中外,我們不難發(fā)現(xiàn),有無(wú)數(shù)的數(shù)學(xué)家被吸進(jìn)數(shù)學(xué)理論研究的大熔爐里,甘愿與數(shù)學(xué)研究共生存共發(fā)展,甚至其他領(lǐng)域的科學(xué)家也被這樣神奇的猜想方法深深地吸引過(guò)來(lái)。也因此,很多的數(shù)學(xué)定理便應(yīng)運(yùn)而生。比如,“伯恩賽德猜想”:每一個(gè)非交換的單群都是偶數(shù)階的。1963年被湯普森和菲特證明,從此轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)定理。當(dāng)然,并不是每個(gè)數(shù)學(xué)猜想都會(huì)成為正確的數(shù)學(xué)定理,但在數(shù)學(xué)猜想的討論研究過(guò)程中總會(huì)有意外的驚喜,同樣豐富了數(shù)學(xué)理論。
(2)、數(shù)學(xué)猜想是創(chuàng)造數(shù)學(xué)思想方法的重要途徑。數(shù)學(xué)猜想的探討過(guò)程總有風(fēng)雨和坎坷,但不得不被人們承認(rèn)的一點(diǎn)就是在這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程總是能創(chuàng)造出大量有效的數(shù)學(xué)思想方法。比如在研究“無(wú)窮小悖論”問(wèn)題時(shí),創(chuàng)立了“極限思想方法”史厄曼在研究哥德巴赫猜想過(guò)程中創(chuàng)造了“密率法”;陳景潤(rùn)改進(jìn)了古老的“篩法”。這些數(shù)學(xué)思想方法已滲透到數(shù)學(xué)的各個(gè)分支并在數(shù)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。
(3)、數(shù)學(xué)猜想本身就是研究科學(xué)方法論的研究對(duì)象。數(shù)學(xué)猜想的類型、特征、提出方法和解決方法等,對(duì)總結(jié)一般科學(xué)方法尤其是對(duì)創(chuàng)造性思維方法研究具有特殊意義和價(jià)值。事實(shí)證明,關(guān)于數(shù)學(xué)猜想的條件變更法、逐級(jí)猜想法、判定數(shù)學(xué)猜想真?zhèn)蚊}轉(zhuǎn)化與反例否定法等,對(duì)后時(shí)代研究科學(xué)理論上都有舉足輕重的作用。
數(shù)學(xué)的發(fā)展要靠猜想,我們應(yīng)學(xué)會(huì)習(xí)慣去猜想,并利用猜想滲透到數(shù)學(xué)領(lǐng)域里去。猜想-證明-猜想-證明,數(shù)學(xué)就是這樣一個(gè)歷程,雖然曲折但 總的還是在不斷地前進(jìn)著。
三、數(shù)學(xué)猜想對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用。
中學(xué)教育無(wú)論對(duì)于老師還是學(xué)生而言都是一項(xiàng)偉大的教與學(xué)的工程,因此教師作為指引者就顯得尤為關(guān)鍵。數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。[2]
為了讓學(xué)生牢記解題方法和獲得的基本知識(shí),我們必須帶領(lǐng)學(xué)生“再創(chuàng)造”,雖然知識(shí)是前人證明和研究出來(lái)的,但我們更應(yīng)該讓學(xué)生也像那些科學(xué)家們一樣學(xué)會(huì)自己發(fā)現(xiàn),這就需要我們教師去引導(dǎo)和幫助?!霸賱?chuàng)造”實(shí)際上就是重視數(shù)學(xué)猜想,一般用已學(xué)過(guò)的舊知識(shí)進(jìn)行歸納揄和類比推理,然后層層迭進(jìn)經(jīng)過(guò)推理-結(jié)論-修正-新結(jié)論-??如此往復(fù)地進(jìn)行完善,最終獲得最后的結(jié)果。
四、數(shù)學(xué)猜想的分類(1)不完全歸納猜想
不完全歸納法(簡(jiǎn)稱歸納法),是依據(jù)少量經(jīng)驗(yàn)事實(shí),作出關(guān)于一般規(guī)律的猜想或假設(shè)的思維形式。它含有豐富的想象和直覺判斷,而想象和直覺判斷屬于思維的范疇,因此歸納法具有發(fā)現(xiàn)新知識(shí)和探索趔的創(chuàng)造功能,成為數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要方法之一。在中學(xué)教學(xué)中利用這種猜想,可發(fā)現(xiàn)和解決某些一般性的問(wèn)題,其思維模式是試驗(yàn)-歸納-猜想。例如:
化簡(jiǎn):
因?yàn)闅w納推理與人們認(rèn)識(shí)事物的進(jìn)程較為一致,故而易為理解和接受。在許多命題的解題過(guò)程中,用歸納法猜出結(jié)果后,就可以確定具體的解題目標(biāo),從而避免漫無(wú)目標(biāo)的盲目探索,同時(shí),根據(jù)已知信息,制定出合理的解題方案。
(2)、類比猜想
類比法是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象某些特點(diǎn)的相同或相似,然后判斷它們的其他特點(diǎn)也相同或相似的思維形式,也稱為類比揄。長(zhǎng)期以來(lái)類比猜想有了很大的發(fā)展,它們的作用早就被眾多的科學(xué)家認(rèn)識(shí)到。天文學(xué)家開普勒說(shuō)過(guò):“我最珍視類比,它是我最可靠的老師?!睌?shù)學(xué)家拉普拉斯也指出:“甚至在數(shù)學(xué)里,發(fā)現(xiàn)真理的工具也是歸納和類比?!?/p>
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,用類比猜想,可由兩命題中條件的相似,去猜想結(jié)論的相似,去猜想推理方法的相似;還可以由兩個(gè)概念的相似去猜想解題思路的相似。其思維的般方式是類比-聯(lián)想-猜想。例:
類比法在數(shù)學(xué)問(wèn)題解決中有啟迪新思路和觸類旁通的作用。著名哲學(xué)家康德所說(shuō):“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時(shí),類比這種方法往往能指引我們前進(jìn)?!鼻〉胶锰幍剡\(yùn)用好類比猜想,有時(shí)對(duì)教學(xué)也有意想不到的幫助。
在數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,許多公式、定理和法則,還有一些例題和習(xí)題等都可以適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比法提出猜想,然后引導(dǎo)學(xué)生獲得新知識(shí),這對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力指導(dǎo)具有重要意義。
(3)、探索性猜想
探索性猜想是指依據(jù)思維里已經(jīng)存在的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),獲得對(duì)于需要解決的問(wèn)題作出逼近結(jié)論的方向性的猜想。此猜想多次重復(fù)試探和論證。通過(guò)多次探索和修改,逐步向結(jié)論靠近,最后獲得解題方向。其思維大致模式是:猜想-修正-猜想。
例:
(4)、審美性猜想
審美性猜想是運(yùn)用數(shù)學(xué)美的思想-簡(jiǎn)單性、對(duì)稱性、相似性、和諧性、奇異性等,對(duì)研究的對(duì)象或問(wèn)題,結(jié)合已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)所作研究的對(duì)象或問(wèn)題,結(jié)合已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)所作出的直覺性猜想。比如,復(fù)雜的問(wèn)題可能存在簡(jiǎn)單的解答;對(duì)稱的條件能導(dǎo)致對(duì)稱的結(jié)論;相似的對(duì)象具有相似的性質(zhì)等等。我們中學(xué)教學(xué)中碰到很多問(wèn)題用其它方法都解決不了,其實(shí)只要你細(xì)心觀察,會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的某些部分的眼光去猜想最后的結(jié)論并加以論證。審美性猜想的思維模式是:觀察-審美-猜想。
例:
五、數(shù)學(xué)猜想在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出,學(xué)生的“推理能力主要表現(xiàn)在:能通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等獲得數(shù)學(xué)猜想,并進(jìn)一步尋求證據(jù),給證明或舉出反例?!憋@然,數(shù)學(xué)猜想是思維能力的范疇,是義務(wù)教育的培養(yǎng)目標(biāo)之一。
因此,數(shù)學(xué)教師必須在教學(xué)中重視學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)。
以上幾種是中學(xué)數(shù)學(xué)中最常用的猜想,教學(xué)還必須讓學(xué)生明白:第一,這些猜想是不能分開使用的,例如,審美直覺在解題過(guò)程中往往起著調(diào)控和決策 作用,正是有了對(duì)美的追求才激發(fā)了人們對(duì)所研究的問(wèn)題提出種種猜想,有時(shí)是類比,也會(huì)是歸納,或者兩者都有。第二,數(shù)學(xué)猜想的結(jié)果不一定是正確的,它的正確性要經(jīng)過(guò)邏輯論證。
總之,掌握數(shù)學(xué)猜想的規(guī)律和方法是數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)予以加強(qiáng)的一項(xiàng)重要工作,它不僅可以提高學(xué)生的理解能力,更有助于學(xué)生思維的發(fā)展和創(chuàng)造能力的提高。
第二篇:數(shù)學(xué)猜想
1、地圖的“四色猜想”
世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一。四色猜想的提出來(lái)自英國(guó)。1852年,畢業(yè)于倫敦大學(xué)的弗南西斯.格思里來(lái)到一家科研單位搞地圖著色工作時(shí),發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象:“看來(lái),每幅地圖都可以用四種顏色著色,使得有共同邊界的國(guó)家著上不同的顏色。”這個(gè)結(jié)論能不能從數(shù)學(xué)上加以嚴(yán)格證明呢?他和在大學(xué)讀書的弟弟格里斯決心試一試。兄弟二人為證明這一問(wèn)題而使用的稿紙已經(jīng)堆了一大疊,可是研究工作沒有進(jìn)展。
1852年10月23日,他的弟弟就這個(gè)問(wèn)題的證明請(qǐng)教他的老師、著名數(shù)學(xué)家德.摩爾根,摩爾根也沒有能找到解決這個(gè)問(wèn)題的途徑,于是寫信向自己的好友、著名數(shù)學(xué)家哈密爾頓爵士請(qǐng)教。哈密爾頓接到摩爾根的信后,對(duì)四色問(wèn)題進(jìn)行論證。但直到1865年哈密爾頓逝世為止,問(wèn)題也沒有能夠解決。
1872年,英國(guó)當(dāng)時(shí)最著名的數(shù)學(xué)家凱利正式向倫敦?cái)?shù)學(xué)學(xué)會(huì)提出了這個(gè)問(wèn)題,于是四色猜想成了世界數(shù)學(xué)界關(guān)注的問(wèn)題。世界上許多一流的數(shù)學(xué)家都紛紛參加了四色猜想的大會(huì)戰(zhàn)。1878~1880年兩年間,著名的律師兼數(shù)學(xué)家肯普和泰勒兩人分別提交了證明四色猜想的論文,宣布證明了四色定理,大家都認(rèn)為四色猜想從此也就解決了。
11年后,即1890年,數(shù)學(xué)家赫伍德以自己的精確計(jì)算指出肯普的證明是錯(cuò)誤的。不久,泰勒的證明也被人們否定了。后來(lái),越來(lái)越多的數(shù)學(xué)家雖然對(duì)此絞盡腦汁,但一無(wú)所獲。于是,人們開始認(rèn)識(shí)到,這個(gè)貌似容易的題目,其實(shí)是一個(gè)可與費(fèi)馬猜想相媲美的難題:先輩數(shù)學(xué)大師們的努力,為后世的數(shù)學(xué)家揭示四色猜想之謎鋪平了道路。
進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái),科學(xué)家們對(duì)四色猜想的證明基本上是按照肯普的想法在進(jìn)行。1913年,伯克霍夫在肯普的基礎(chǔ)上引進(jìn)了一些新技巧,美國(guó)數(shù)學(xué)家富蘭克林于1939年證明了22國(guó)以下的地圖都可以用四色著色。1950年,有人從22國(guó)推進(jìn)到35國(guó)。1960年,有人又證明了39國(guó)以下的地圖可以只用四種顏色著色;隨后又推進(jìn)到了50國(guó)??磥?lái)這種推進(jìn)仍然十分緩慢。電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以后,由于演算速度迅速提高,加之人機(jī)對(duì)話的出現(xiàn),大大加快了對(duì)四色猜想證明的進(jìn)程。1976年,美國(guó)數(shù)學(xué)家阿佩爾與哈肯在美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的兩臺(tái)不同的電子計(jì)算機(jī)上,用了1200個(gè)小時(shí),作了100億判斷,終于完成了四色定理的證明。四色猜想的計(jì)算機(jī)證明,轟動(dòng)了世界。它不僅解決了一個(gè)歷時(shí)100多年的難題,而且有可能成為數(shù)學(xué)史上一系列新思維的起點(diǎn)。不過(guò)也有不少數(shù)學(xué)家并不滿足于計(jì)算機(jī)取得的成就,他們還在尋找一種簡(jiǎn)捷明快的書面證明方法。
3、敘拉古猜想
大家一起來(lái)做這樣一個(gè)游戲:每個(gè)人可以從任何一個(gè)正整數(shù)開始,連續(xù)進(jìn)行如下運(yùn)算,若是奇數(shù),就把這個(gè)數(shù)乘以3再加1;若是偶數(shù),就把這個(gè)數(shù)除以2。這樣演算下去,直到第一次得到1才算結(jié)束,首先得到1的獲勝。比如,要是從1開始,就可以得到1→4→2→1;要是從17開始,則可以得到17→52→26→13→40→20→10→5→16→8→4→2→1。自然地,有人可能會(huì)問(wèn):是不是每一個(gè)正整數(shù)按這樣的規(guī)則演算下去都能得到1呢?這個(gè)問(wèn)題就是敘拉古猜想,也叫科拉茲猜想或角谷猜想。
既然是猜想,當(dāng)然至今還沒有得到證明,但也沒有發(fā)現(xiàn)反例。利用計(jì)算機(jī),人們已經(jīng)
50驗(yàn)證了所有小于100*2=***400的正整數(shù)。這是葡萄牙阿弗羅(Aveiro)大
學(xué)的Tomas Oliveira e Silva的工作,用了很巧妙的編程方法。因此大家在做游戲時(shí)大可不必?fù)?dān)心會(huì)出問(wèn)題。
4、漢諾塔問(wèn)題
漢諾(Hanoi)塔問(wèn)題:古代有一個(gè)梵塔,塔內(nèi)有三個(gè)座A、B、C,A座上有64個(gè)盤子,盤子大小不等,大的在下,小的在上(如圖)。
有一個(gè)和尚想把這64個(gè)盤子從A座移到B座,但每次只能允許移動(dòng)一個(gè)盤子,并且在移動(dòng)過(guò)程中,3個(gè)座上的盤子始終保持大盤在下,小盤在上。在移動(dòng)過(guò)程中可以利用B座,要求打印移動(dòng)的步驟。
這個(gè)問(wèn)題在盤子比較多的情況下,很難直接寫出移動(dòng)步驟。我們可以先分析盤子比較少的情況。假定盤子從大向小依次為:盤子1,盤子2,...,盤子64。
如果只有一個(gè)盤子,則不需要利用B座,直接將盤子從A移動(dòng)到C。
如果有2個(gè)盤子,可以先將盤子1上的盤子2移動(dòng)到B;將盤子1移動(dòng)到c;將盤子2移動(dòng)到c。這說(shuō)明了:可以借助B將2個(gè)盤子從A移動(dòng)到C,當(dāng)然,也可以借助C將2個(gè)盤子從A移動(dòng)到B。
如果有3個(gè)盤子,那么根據(jù)2個(gè)盤子的結(jié)論,可以借助c將盤子1上的兩個(gè)盤子從A移動(dòng)到B;將盤子1從A移動(dòng)到C,A變成空座;借助A座,將B上的兩個(gè)盤子移動(dòng)到C。這說(shuō)明:可以借助一個(gè)空座,將3個(gè)盤子從一個(gè)座移動(dòng)到另一個(gè)。
如果有4個(gè)盤子,那么首先借助空座C,將盤子1上的三個(gè)盤子從A移動(dòng)到B;將盤子1移動(dòng)到C,A變成空座;借助空座A,將B座上的三個(gè)盤子移動(dòng)到C。
上述的思路可以一直擴(kuò)展到64個(gè)盤子的情況:可以借助空座C將盤子1上的63個(gè)盤子從A移動(dòng)到B;將盤子1移動(dòng)到C,A變成空座;借助空座A,將B座上的63個(gè)盤子移動(dòng)到C。
一、哥德巴赫猜想
1742年6月7日,德國(guó)數(shù)學(xué)家哥德巴赫在寫給著名數(shù)學(xué)家歐拉的一封信中,提出了兩個(gè)大膽的猜想:
一、任何不小于6的偶數(shù),都是兩個(gè)奇質(zhì)數(shù)之和;
二、任何不小于9的奇數(shù),都是三個(gè)奇質(zhì)數(shù)之和。
這就是數(shù)學(xué)史上著名的“哥德巴赫猜想”。顯然,第二個(gè)猜想是第一個(gè)猜想的推論。因此,只需在兩個(gè)猜想中證明一個(gè)就足夠了。
同年6月30日,歐拉在給哥德巴赫的回信中,明確表示他深信哥德巴赫的這兩個(gè)猜想都是正確的定理,但是歐拉當(dāng)時(shí)還無(wú)法給出證明。由于歐拉是當(dāng)時(shí)歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家,他對(duì)哥德巴赫猜想的信心,影響到了整個(gè)歐洲乃至世界數(shù)學(xué)界。從那以后,許多數(shù)學(xué)家都躍躍欲試,甚至一生都致力于證明哥德巴赫猜想??墒侵钡?9世紀(jì)末,哥德巴赫猜想的證明也沒有任何進(jìn)展。證明哥德巴赫猜想的難度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象。有的數(shù)學(xué)家把哥德巴赫猜想比喻為“數(shù)學(xué)王冠上的明珠”。
我們從6=3+3、8=3+5、10=5+
5、??、100=3+97=11+89=17+83、??這些具體的例子中,可以看出哥德巴赫猜想都是成立的。有人甚至逐一驗(yàn)證了3300萬(wàn)以內(nèi)的所有偶數(shù),竟然沒有一個(gè)不符合哥德巴赫猜想的。20世紀(jì),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)哥德巴赫猜想對(duì)于更大的數(shù)依然成立??墒亲匀粩?shù)是無(wú)限的,誰(shuí)知道會(huì)不會(huì)在某一個(gè)足夠大的偶數(shù)上,突然出現(xiàn)哥德巴赫猜想的反例呢?于是人們逐步改變了探究問(wèn)題的方式。
1900年,20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家希爾伯特,在國(guó)際數(shù)學(xué)會(huì)議上把“哥德巴赫猜想”列為23個(gè)數(shù)學(xué)難題之一。此后,20世紀(jì)的數(shù)學(xué)家們?cè)谑澜绶秶鷥?nèi)“聯(lián)手”進(jìn)攻“哥德巴赫猜想”堡壘,終于取得了輝煌的成果。
20世紀(jì)的數(shù)學(xué)家們研究哥德巴赫猜想所采用的主要方法,是篩法、圓法、密率法和三角和法等等高深的數(shù)學(xué)方法。解決這個(gè)猜想的思路,就像“縮小包圍圈”一樣,逐步逼近最后的結(jié)果。
1920年,挪威數(shù)學(xué)家布朗證明了定理“9+9”,由此劃定了進(jìn)攻“哥德巴赫猜想”的“大包圍圈”。這個(gè)“9+9”是怎么回事呢?所謂“9+9”,翻譯成數(shù)學(xué)語(yǔ)言就是:“任何一個(gè)足夠大的偶數(shù),都可以表示成其它兩個(gè)數(shù)之和,而這兩個(gè)數(shù)中的每個(gè)數(shù),都是9個(gè)奇質(zhì)數(shù)之積。” 從這個(gè)“9+9”開始,全世界的數(shù)學(xué)家集中力量“縮小包圍圈”,當(dāng)然最后的目標(biāo)就是“1+1”了。
1924年,德國(guó)數(shù)學(xué)家雷德馬赫證明了定理“7+7”。很快,“6+6”、“5+5”、“4+4”和“3+3”逐一被攻陷。1957年,我國(guó)數(shù)學(xué)家王元證明了“2+3”。1962年,中國(guó)數(shù)學(xué)家潘承洞證明了“1+5”,同年又和王元合作證明了“1+4”。1965年,蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家證明了“1+3”。
1966年,我國(guó)著名數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)攻克了“1+2”,也就是:“任何一個(gè)足夠大的偶數(shù),都可以表示成兩個(gè)數(shù)之和,而這兩個(gè)數(shù)中的一個(gè)就是奇質(zhì)數(shù),另一個(gè)則是兩個(gè)奇質(zhì)數(shù)的積?!边@個(gè)定理被世界數(shù)學(xué)界稱為“陳氏定理”。
由于陳景潤(rùn)的貢獻(xiàn),人類距離哥德巴赫猜想的最后結(jié)果“1+1”僅有一步之遙了。但為了實(shí)現(xiàn)這最后的一步,也許還要?dú)v經(jīng)一個(gè)漫長(zhǎng)的探索過(guò)程。有許多數(shù)學(xué)家認(rèn)為,要想證明“1+1”,必須通過(guò)創(chuàng)造新的數(shù)學(xué)方法,以往的路很可能都是走不通的。
費(fèi)爾瑪猜想
法國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)爾瑪對(duì)數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)涉及各個(gè)領(lǐng)域。他與笛卡兒一起奠定了解析幾何的基礎(chǔ);他和帕斯卡一起奠定了概率論的基礎(chǔ);他從幾何角度,第一次給出了求函數(shù)極值的法則??但使他名垂千古、載入史冊(cè)的還他所提出的費(fèi)爾瑪猜想,也被稱為“費(fèi)爾瑪大定理。”
費(fèi)爾瑪在丟番圖的《算術(shù)學(xué)》的書頁(yè)邊上寫道:
任何一個(gè)數(shù)的立方不能分解為兩個(gè)立方之和,任何一個(gè)有選舉權(quán)的四次方不能分解為兩個(gè)四次方之和;更一般的,除二次冪外,兩個(gè)數(shù)的任何次冪的和都不可能等于第三人矍有同次冪的數(shù)。我已經(jīng)找到了這個(gè)斷語(yǔ)的絕妙證明,但是,這書的頁(yè)邊太窄,不容我把證明寫出來(lái)。
費(fèi)爾瑪?shù)倪@段筆記,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá),就是形如X^n+y^n=z^n的方程,當(dāng)n大于2時(shí),不可能有正整數(shù)解。
遺憾的是,人們找遍了他的文稿和筆記,都搜尋不到這個(gè)“絕妙”的證明。
費(fèi)爾瑪?shù)淖C明是什么樣的?誰(shuí)也不清楚。他是否真的給出過(guò)證明也值得懷疑。不過(guò),他用無(wú)窮遞降的方法證明了N=3的情形。
后來(lái),歐拉也沿用此方法證明了n=3,4時(shí),x^n+y^n=z^n無(wú)整數(shù)解。
19世紀(jì)有不少數(shù)學(xué)家對(duì)這個(gè)問(wèn)題感興進(jìn)取,勒讓德與克雷同時(shí)證明了n=5時(shí)的費(fèi)爾瑪大定理;拉梅證明了n=7時(shí)的情形,后來(lái)德國(guó)數(shù)學(xué)家?guī)炷瑺枌推進(jìn)到了100。
20世紀(jì)隨著電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,到1978年,已經(jīng)證明了當(dāng)n<12500的素?cái)?shù)以及它們的倍數(shù)時(shí),猜想都成立。
在300多年中,人們希望能找到它的一般證明,但又苦于無(wú)法;企圖否定,又舉不出反例。
1850年---1853年,法國(guó)科學(xué)院曾兩次以2000法郎的獎(jiǎng)金懸賞,但都沒有收到正確答案。
1900年,德國(guó)數(shù)學(xué)家希爾伯特認(rèn)為費(fèi)爾瑪大定理是當(dāng)時(shí)最難的23個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題之一。1908年,德國(guó)哥庭根科學(xué)院按照德國(guó)數(shù)學(xué)家俄爾夫斯開耳的遺囑,把他的10萬(wàn)馬克作為費(fèi)爾瑪大定理的證明獎(jiǎng)金,向全世界征求解答,期限為100年,直到公元2007年仍有效??梢?,費(fèi)爾瑪確引起了不同尋常的反響。就定理本身而言,是一個(gè)中學(xué)生都能搞懂的問(wèn)題。因此,不光是數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)工作者,還有工程師、職員、政府官員都投身到了“費(fèi)爾瑪猜想”的證明當(dāng)中,證明的熱潮十分高漲。
第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),才使證明趨于冷落。
費(fèi)爾瑪猜想雖然還沒有最終獲得證明,甚至還有人認(rèn)為他是一道死題。但是在證明“費(fèi)爾瑪猜想”的過(guò)程中,數(shù)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多新的概念、定理和。
費(fèi)爾瑪僅憑少數(shù)事例而產(chǎn)生天才的猜想,推動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展?!袄硐霐?shù)論”這一嶄新的數(shù)學(xué)分支,正是在這種探索中建立的。
對(duì)“費(fèi)爾瑪猜想”的大規(guī)模探索表明,企圖用初等數(shù)學(xué)證明它,大概是不可能的,就像解決古希臘三大難題一樣,恐怕要依賴新的數(shù)學(xué)方誕生!。
歷史的新轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在1986年夏,貝克萊·瑞波特證明了:費(fèi)爾馬大定理包含在“谷山豐—志村五朗猜想 ” 之中。童年就癡迷于此的懷爾斯,聞此立刻潛心于頂樓書房7年,曲折卓絕,匯集了20世紀(jì)數(shù)論所有的突破性成果。終于在1993年6月23日劍橋大學(xué)牛頓研究所的“世紀(jì)演講”最后,宣布證明了費(fèi)爾馬大定理。立刻震動(dòng)世界,普天同慶。不幸的是,數(shù)月后逐漸發(fā)現(xiàn)此證明有漏洞,一時(shí)更成世界焦點(diǎn)。這個(gè)證明體系是千萬(wàn)個(gè)深?yuàn)W數(shù)
學(xué)推理連接成千個(gè)最現(xiàn)代的定理、事實(shí)和計(jì)算所組成的千百回轉(zhuǎn)的邏輯網(wǎng)絡(luò),任何一環(huán)節(jié)的問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致前功盡棄。懷爾斯絕境搏斗,毫無(wú)出路。1994年9月19日,星期一的早晨,懷爾斯在思維的閃電中突然找到了迷失的鑰匙:解答原來(lái)就在廢墟中!他熱淚奪眶而出。懷爾斯的歷史性長(zhǎng)文“模橢圓曲線和費(fèi)爾馬大定理”1995年5月發(fā)表在美國(guó)《數(shù)學(xué)年刊》第142卷,實(shí)際占滿了全卷,共五章,130頁(yè)。1997年6月27日,懷爾斯獲得沃爾夫斯克勒10萬(wàn)馬克懸賞大獎(jiǎng)。離截止期10年,圓了歷史的夢(mèng)。他還獲得沃爾夫獎(jiǎng)(1996.3),美國(guó)國(guó)家科學(xué)家院獎(jiǎng)(1996.6),費(fèi)爾茲特別獎(jiǎng)(1998.8)。
孿生素?cái)?shù)猜想
1849年,波林那克提出孿生素?cái)?shù)猜想(the conjecture of twin primes),即猜測(cè)存在無(wú)窮多對(duì)孿生素?cái)?shù)。
孿生素?cái)?shù)即相差2的一對(duì)素?cái)?shù)。例如3和5,5和7,11和13,?,10016957和10016959等等都是孿生素?cái)?shù)。
1900年希爾伯特在國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上說(shuō)有了素?cái)?shù)公式,哥德巴赫猜想和孿生素?cái)?shù)猜想都可以得到解決。剛剛?cè)ナ赖恼憬髮W(xué)沈康身教授也認(rèn)為有了素?cái)?shù)普遍公式,就可以解決大多數(shù)數(shù)論難題。
孿生素?cái)?shù)是指一對(duì)素?cái)?shù),它們之間相差2。例如3和5,5和7,11和13,10016957和10016959等等都是孿生素?cái)?shù)。
孿生素?cái)?shù)猜想,即是否存在無(wú)窮多對(duì)孿生素?cái)?shù),是數(shù)論中未解決的一個(gè)重要問(wèn)題。哈代-李特爾伍德猜想(Hardy-Littlewood conjecture)是孿生素?cái)?shù)猜想的一個(gè)增強(qiáng)形式,猜測(cè)孿生素?cái)?shù)的分布與素?cái)?shù)定理中描述的素?cái)?shù)分布規(guī)律相類似。
1966年,中國(guó)數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)在這方面得到最好的結(jié)果:存在無(wú)窮多個(gè)素?cái)?shù)p,使p+2是不超過(guò)兩個(gè)素?cái)?shù)之積。
孿生素?cái)?shù)猜想至今仍未解決,但一般人都 認(rèn)為是正確的。
第三篇:數(shù)學(xué)猜想
數(shù)學(xué)猜想
是以一定的數(shù)學(xué)事實(shí)為根據(jù),包含著以數(shù)學(xué)事實(shí)作為基礎(chǔ)的可貴的想象成分;沒有數(shù)學(xué)事實(shí)作根據(jù),隨心所欲地胡猜亂想得到的命題不能稱之為“數(shù)學(xué)猜想”。數(shù)學(xué)猜想通常是應(yīng)用類比、歸納的方法提出的,或者是在靈感中、直覺中閃現(xiàn)出來(lái)的。例如,中國(guó)數(shù)學(xué)家和語(yǔ)言學(xué)家周海中根據(jù)已知的梅森素?cái)?shù)及其排列,巧妙地運(yùn)用聯(lián)系觀察法和不完全歸納法,于1992年正式提出了梅森素?cái)?shù)分布的猜想(即“周氏猜測(cè)”)。
相傳歐幾里德有個(gè)學(xué)生問(wèn)他,學(xué)幾何有什么用,他說(shuō):給他個(gè)硬幣,因?yàn)樗霃膶W(xué)習(xí)中獲得實(shí)利。
雖然我知道哥德巴赫猜想在密碼學(xué)中有直接應(yīng)用;
雖然我記得在一些定理的證明中使用了假設(shè)為正確的哥德巴赫猜想; 雖然為了證明哥德巴赫猜想,人們提出了各種方法,大大推動(dòng)了數(shù)論和整個(gè)數(shù)學(xué)的發(fā)展,并在博弈、工程、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用; 我還是愿意說(shuō),哥德巴赫猜想對(duì)人類社會(huì)沒有重大推動(dòng)作用!數(shù)學(xué)總是花大量時(shí)間去嚴(yán)格證明一些顯而易見或者沒有用處的東西,哥德巴赫猜想是其中之一。數(shù)學(xué)是人類挑戰(zhàn)思維的極限,就像運(yùn)動(dòng)員挑戰(zhàn)人體的極限,證明哥德巴赫猜想就像運(yùn)動(dòng)員打破世界紀(jì)錄一樣沒用。數(shù)學(xué)是滿足人類的好奇心,就像藝術(shù)滿足人類對(duì)美的追求,證明哥德巴赫猜想就像創(chuàng)作出一副傳世之作一樣沒用。
如果你覺得打破世界紀(jì)錄或者創(chuàng)作一副藝術(shù)珍品是值得的,那哥德巴赫猜想的證明也是值得的。
第四篇:淺談多媒體在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
淺談多媒體在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
(彬 縣 中 學(xué))
成 樹 鵬
信息技術(shù)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了教育從目的、內(nèi)容、形式、方法到組織的全面變革。站在教育第一線的教師,完全有必要對(duì)教學(xué)過(guò)程重新認(rèn)識(shí)?!痘A(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出:“大力推進(jìn)多媒體信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用,促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合,逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革,充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。” 教師運(yùn)用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì),發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的特有功能,把信息技術(shù)和數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),可以使教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺化,有利于充分揭示數(shù)學(xué)概念的形成與發(fā)展,數(shù)學(xué)思維的過(guò)程和實(shí)質(zhì),展示數(shù)學(xué)思維的形成過(guò)程,使數(shù)學(xué)課堂教學(xué)收到事半功倍的效果。
一、把信息技術(shù)和數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
“興趣是最好的老師”,有良好的興趣就有良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),但不是每個(gè)學(xué)生都具有良好的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣?!昂闷妗笔菍W(xué)生的天性,他們對(duì)新穎的事物、知道而沒有見過(guò)的事物都感興趣,要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,就必須滿足他們這些需求。而傳統(tǒng)的教學(xué)和現(xiàn)在的許多教學(xué)都是嚴(yán)格按照教學(xué)大綱,把學(xué)生封閉在枯燥的教材和單調(diào)的課堂內(nèi),使其和豐富的資源、現(xiàn)實(shí)完全隔離,致使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣日益衰減。將多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂,利用多媒體信息技術(shù)圖文并茂、聲像并舉、能動(dòng)會(huì)變、形象直觀的特點(diǎn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種情境,可激起學(xué)生的各種感官的參與,調(diào)動(dòng)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望,激發(fā)動(dòng)機(jī)和興趣。這充分說(shuō)明了多媒體信息技術(shù)在教學(xué)中的作用。
二、把信息技術(shù)和數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),有利于幫助學(xué)生進(jìn)行探索 和發(fā)現(xiàn)。
數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程,事實(shí)上就是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決方法進(jìn)行研究,探索的過(guò)程,繼而對(duì)其進(jìn)行延拓,創(chuàng)新的過(guò)程。于是,教師如何設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)問(wèn)題,選擇數(shù)學(xué)問(wèn)題就成為數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵。而問(wèn)題又產(chǎn)生于情境,因此,教師在教學(xué)活動(dòng)中創(chuàng)設(shè)情景就是組織課堂教學(xué)的核心?,F(xiàn)代多媒體信息技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)信息,多媒體教學(xué)軟件等的應(yīng)用為我們提供了強(qiáng)大的情景資源。例如:我在《平面向量的基本概念》及《平面向量的坐標(biāo)表示》的教學(xué)中,利用Powerpoint制作動(dòng)態(tài)的平面向量課件,學(xué)生通過(guò)探索,發(fā)現(xiàn)了平面向量的基本概念,深刻的理解了平面向量的坐標(biāo)表示的意義和作用。在講解與《空間四邊形》有關(guān)的問(wèn)題時(shí),如果只利用模型讓學(xué)生觀察,在黑板上作出空間四邊形的平面直觀圖,大部分學(xué)生在課后解決相關(guān)的問(wèn)題的時(shí)候,總自然而然的認(rèn)為空間四邊形兩條對(duì)角線是相交的。我在教學(xué)中利用三維立體幾何畫板導(dǎo)入基本圖形,現(xiàn)場(chǎng)制作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的空間四邊形圖形,現(xiàn)場(chǎng)添加線條,在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中讓學(xué)生感受空間立體圖形的形象,培養(yǎng)學(xué)生的空間觀察和思維能力,從而使他們?cè)谟^察過(guò)程中留下空間四邊形兩條對(duì)角線不相交的深刻印象,在解決其它有關(guān)問(wèn)題時(shí)不致出錯(cuò),同時(shí)學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了異面直線的概念,為后面的《異面直線》的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。由此可見,多媒體信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情景產(chǎn)生的作用是傳統(tǒng)教學(xué)手段無(wú)法比擬的。
三、把信息技術(shù)和數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),有利于幫助學(xué)生獲取技能和經(jīng)驗(yàn)。
數(shù)學(xué)是集嚴(yán)密性、邏輯性、精確性、創(chuàng)造性與想象力與一身的科學(xué),數(shù)學(xué)教學(xué)則要求學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)或提供的環(huán)境中通過(guò)積極的思維不斷了解、理解和掌握這門科學(xué),于是揭示思維過(guò)程、促進(jìn)學(xué)生思考就成為數(shù)學(xué)教育的特殊要求。多媒體信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教育中存在深藏的潛力,在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生利用多媒體信息技術(shù)學(xué)習(xí),不僅可以幫助學(xué)生提高獲取技能和經(jīng)驗(yàn)的能力,幫助學(xué)生提高思維能力和理解能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。例如:我在講解《極限的概念》這一節(jié)內(nèi)容之前,先要求學(xué)生自己利用網(wǎng)絡(luò)查詢并收集有關(guān)極限的資料,通過(guò)整理資料,提出與極限有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題,在通過(guò)我的動(dòng)畫課件,學(xué)生歸納出 2 了極限的概念,同時(shí)揭示了極限的概念的內(nèi)涵。更重要的是學(xué)生在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢并收集有關(guān)極限的資料的過(guò)程中,深深的體會(huì)到網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)交流式的學(xué)習(xí)環(huán)境,視眼開闊,多彩多資,浩瀚無(wú)窮。
四、將多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂,有助于減輕教師的教學(xué)工作量。
教師在備課的過(guò)程中,需要查閱大量的相關(guān)資料,龐大的書庫(kù)也只有有限的資源,況且教師還要一本一本的找,一頁(yè)一頁(yè)的翻,這個(gè)過(guò)程耗費(fèi)了教師大量的時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)信息為教師提供了無(wú)窮無(wú)盡的教學(xué)資源,為廣大教師開展教學(xué)活動(dòng)開辟了一條捷徑,只要在地址欄中輸入網(wǎng)址,就可以在很短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)下載,獲取自己所需要的資料, 大大節(jié)省了教師備課的時(shí)間.隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛速發(fā)展,遠(yuǎn)程教育網(wǎng)校的建立,給教育工作者創(chuàng)建了一個(gè)龐大的交流空間, 大量的操練練習(xí)型軟件和計(jì)算機(jī)輔助測(cè)驗(yàn)軟件的出現(xiàn),讓學(xué)生在練習(xí)和測(cè)驗(yàn)中鞏固、熟練所學(xué)的知識(shí),決定下一步學(xué)習(xí)的方向,實(shí)現(xiàn)了個(gè)別輔導(dǎo)式教學(xué)。在此層次,計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了教師職能的部分代替,如:出題、評(píng)定等,減輕了教師的負(fù)擔(dān).因此,教學(xué)的發(fā)生對(duì)技術(shù)有較強(qiáng)的依賴性,而作為教學(xué)輔助工具的多媒體信息技術(shù)的功能就體現(xiàn)出來(lái)了。
五、將多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂,有助于提高教師的業(yè)務(wù)水平和計(jì)算機(jī)使用技能。
遠(yuǎn)程教育網(wǎng)校的建立,給教育工作者創(chuàng)建了一個(gè)龐大的交流空間,各地各級(jí)的優(yōu)秀教師云集在這個(gè)空間中,他們?yōu)楣ぷ髟诮逃谝痪€的教師提供了取之不盡,用之不竭的教學(xué)支援。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交流,我們可以學(xué)習(xí)到他們新的先進(jìn)的教學(xué)思想、教學(xué)理念、教學(xué)方法。實(shí)踐證明,經(jīng)常將多媒體信息技術(shù)用于課堂教學(xué)的教師,他的教學(xué)思想、教學(xué)理念、教學(xué)方法總是走在最前列的。另外,教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用多媒體信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件,就要求教師有相當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)使用技能,計(jì)算機(jī)使用技能的高低是新一代評(píng)價(jià)個(gè)人文化素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)每個(gè)人提出了新的要求,作為教師,更應(yīng)該積極的推動(dòng)計(jì)算機(jī)信 3 息技術(shù)的發(fā)展,將多媒體信息技術(shù)用于教學(xué)課堂,這樣利人又利己。
六、將多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂的反思。
時(shí)代的發(fā)展,要求競(jìng)爭(zhēng)者提高自身素質(zhì),也要求學(xué)校教育走在發(fā)展的最前端,學(xué)校教育的發(fā)展方向又要求教師更新教學(xué)手段,教學(xué)手段的更新主要受教育觀念的支配,所以我們首先要轉(zhuǎn)變教育觀念,真正把信息技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中來(lái)。把信息技術(shù)作為輔助教學(xué)的工具,充分發(fā)揮信息技術(shù)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探索、合作交流等的優(yōu)勢(shì),良好的實(shí)現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)變。信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用不可低估,它在輔助學(xué)生認(rèn)知的功能要?jiǎng)龠^(guò)以往的任何技術(shù)手段。但它僅僅是課堂教學(xué)的一個(gè)輔助工具。教學(xué)活動(dòng)過(guò)程的核心,是師生之間的情感互動(dòng)交流過(guò)程,這個(gè)過(guò)程信息技術(shù)教育是無(wú)法取代的。在師生互動(dòng)的教與學(xué)過(guò)程中,信息技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)生數(shù)學(xué)問(wèn)題、促進(jìn)學(xué)生思維擴(kuò)散的路標(biāo)。不過(guò),我們不能盲目的使用信息技術(shù),用它來(lái)取代教師在教學(xué)活動(dòng)中的地位。所以,客觀合理的將多媒體信息技術(shù)用于課堂教學(xué),積極探索多媒體信息技術(shù)與課堂教學(xué)整合方法,才是現(xiàn)代教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)轉(zhuǎn)變的觀念。
第五篇:淺談?dòng)螒蛟跀?shù)學(xué)教學(xué)中的作用
淺談?dòng)螒蛟跀?shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用
和誠(chéng)路小學(xué)藺文璽
中國(guó)近現(xiàn)代教育家陳鶴琴曾指出:游戲是人生不可缺少的活動(dòng),不管年齡性別,人們總是喜歡游戲的。對(duì)于各年齡階段的學(xué)生,游戲更被賦予了更多的功能和意義。游戲活動(dòng)需要多種感官同時(shí)參與,能同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、動(dòng)口能力、動(dòng)腦能力。學(xué)科教學(xué)中引入游戲活動(dòng),不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且能最大限度地發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)在潛能,能快速、質(zhì)優(yōu)地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在大力推廣素質(zhì)教育的今天,“學(xué)中玩、玩中學(xué)”已經(jīng)成為教學(xué)中的一個(gè)共識(shí),游戲教學(xué)漸漸成為學(xué)科教學(xué)中一個(gè)必不可少的內(nèi)容和環(huán)節(jié)。
數(shù)學(xué)學(xué)科中的游戲式教學(xué),不但可以發(fā)展學(xué)生的空間觀念、培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)感、使數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)更加接近生活,而且可以在游戲的同時(shí)滲透思想品德的教育、培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和心理素質(zhì),有力地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展與提高。游戲是數(shù)學(xué)知識(shí)獲得的一個(gè)有效途徑之一。馬丁·加德納說(shuō)過(guò):?jiǎn)拘褜W(xué)生的最好辦法是向他們提供有吸引力的數(shù)學(xué)游戲。利用游戲教學(xué),可以寓教于學(xué),使學(xué)生在輕松的游戲活動(dòng)中完成學(xué)習(xí)的任務(wù),在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中獲得更多的快樂(lè)和滿足。數(shù)學(xué)游戲不只是為了輕松、為了玩,數(shù)學(xué)游戲的設(shè)計(jì)最終的目的為教學(xué)服務(wù)的,因此結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際,合理地、有針對(duì)性地設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)游戲,更有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
在課堂上運(yùn)用游戲教學(xué)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)運(yùn)用游戲的目的要“明”。
教學(xué)游戲是寓教育教學(xué)內(nèi)容于游戲之中,來(lái)提高教學(xué)效率的一種方式。它與一般游戲的區(qū)別在于它是應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程中、結(jié)合教學(xué)目的而從事的游戲活動(dòng)。它的根本目的在于達(dá)到一定的教學(xué)目的,而一般游戲的目的只是在娛樂(lè)。因此,每一個(gè)教學(xué)游戲的設(shè)計(jì)都應(yīng)該服從教學(xué)的需要,服從教材的需要,把抽象得甚至于枯燥無(wú)味的數(shù)學(xué)知識(shí)與兒童喜聞樂(lè)見的游戲形式有機(jī)的結(jié)合起來(lái),既要充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn),又必須充分具備游戲的特征。教學(xué)游戲的目的是“教學(xué)”,手段是“游戲”;教學(xué)為內(nèi)容,游戲?yàn)樾问?。因此,在使用游戲教學(xué)是應(yīng)注意這一點(diǎn)。
(2)設(shè)計(jì)游戲時(shí)構(gòu)思要“精”。
一個(gè)好的游戲,無(wú)論是內(nèi)容還是形式,都應(yīng)該對(duì)學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸引力。也就是說(shuō),設(shè)計(jì)游戲要樹立精品意識(shí),滿足學(xué)生喜歡驚奇、討厭呆板的心理。所以在設(shè)計(jì)游戲時(shí),一要注意不斷地推陳出新,給學(xué)生耳目一新的感覺。教學(xué)中的游戲構(gòu)思新點(diǎn)子越多,游戲過(guò)程越有新意,學(xué)生參與游戲的積極性也就越高漲。其次還要善變,千篇一律的東西不但不能引起人的注意,還會(huì)使人感到疲勞。此外,還要注意求活,在組織開展游戲時(shí),強(qiáng)調(diào)教師的組織作用,更要重視學(xué)生的主體作用。要在游戲中留有讓學(xué)生創(chuàng)造、活動(dòng)的天地,讓學(xué)生用腦想、用眼看、用耳聽、用嘴說(shuō)、動(dòng)手做,學(xué)生始終是游戲的真正主人。
(3)組織游戲時(shí)秩序要“嚴(yán)”。
游戲的順利開展,需要較為完備、嚴(yán)密的規(guī)則。游戲規(guī)則是根據(jù)游戲任務(wù)而提出的,每個(gè)游戲參加者必須尊屬行為規(guī)范及行為結(jié)果的評(píng)判處理規(guī)定。它是游戲中控制學(xué)生認(rèn)識(shí)活動(dòng)和游戲進(jìn)行的主要武器。教學(xué)正式通過(guò)游戲規(guī)則來(lái)引導(dǎo)游戲朝既定的方向發(fā)展,通過(guò)游戲規(guī)則把教學(xué)任務(wù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。此外,組織游戲過(guò)程要完整、善始善終。游戲之前要講明有關(guān)規(guī)定,游戲過(guò)程中要處理好個(gè)體與群體的關(guān)系、競(jìng)爭(zhēng)與合作的關(guān)系,游戲結(jié)束后要結(jié)合游戲開展評(píng)講。
(4)運(yùn)用游戲的時(shí)機(jī)要“巧”。
教學(xué)游戲的運(yùn)用并不意味著整個(gè)課堂充滿了游戲,也不意味著每一節(jié)課都非要安排游戲不可。不同的課中,不同的游戲所運(yùn)用的時(shí)機(jī)不同。教師應(yīng)該根據(jù)不同的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)的具體情況等巧妙安排,靈活運(yùn)用。
2.游戲可以培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)態(tài)度。
游戲還可以培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成尋找和創(chuàng)造不同的思路、方法的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。許多研究人員都為游戲和多種不同思路之間的關(guān)系的密切程度提供了大量的事例。即使不是特意為之,也會(huì)在不經(jīng)意間運(yùn)用到這些思路和方法。在游戲時(shí)所用的不同思路往往就是在為某種任務(wù)或問(wèn)題尋找解決的方案。愛因斯坦在1954年說(shuō)過(guò)的一句話就指出了這一點(diǎn):“要獲得最終的或邏輯的概念的愿望,也就是玩一場(chǎng)結(jié)果不明的游戲的感情基礎(chǔ)??”這種組合型的游戲看來(lái)就是創(chuàng)造性思維的重要表現(xiàn)形式?!?/p>
3.游戲可以使學(xué)習(xí)生活化。
小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng),應(yīng)該建立在學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)
之上,要貼近學(xué)生的生活世界,關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),把在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)與社會(huì)生活結(jié)合在一起,從而讓學(xué)生在生活中感知數(shù)學(xué),在生活情境中學(xué)到數(shù)學(xué)知識(shí)。例如:我們可以利用學(xué)生所熟悉的“打電話”這一個(gè)生活經(jīng)驗(yàn),在課堂上開展“打電話”的游戲。讓學(xué)生在電話的對(duì)話之中交流學(xué)習(xí)的感受,并在打電話的情境中掌握和鞏固著知識(shí)技能。在教學(xué)“11~20各數(shù)的認(rèn)識(shí)”時(shí),老師做著打電話的姿勢(shì),對(duì)學(xué)生說(shuō):“我這個(gè)電話打給小胖,請(qǐng)問(wèn)19里面有幾個(gè)十,幾個(gè)一?”小胖也做著打電話的姿勢(shì)回答說(shuō):“19里面有一個(gè)十,9個(gè)一?!比缓笞寣W(xué)生小組之間互相做這個(gè)游戲。這樣讓學(xué)生在已有的生活經(jīng)驗(yàn)中游戲,這樣,不僅使學(xué)生學(xué)會(huì)掌握了11~20中的每一個(gè)數(shù)里面有幾個(gè)十,幾個(gè)一,又使學(xué)生在這個(gè)游戲中掌握了數(shù)的組成規(guī)律;還可以在游戲中比比誰(shuí)打電話打的好,增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。這樣的游戲使學(xué)生從所熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),學(xué)得輕松又愉快。
興趣是最好的老師,愛好游戲是小學(xué)生的天性。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中游戲的運(yùn)用,能為學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦參與學(xué)習(xí)活動(dòng)創(chuàng)設(shè)最佳情境。每一個(gè)教學(xué)游戲的設(shè)計(jì)都必須服從教學(xué)的需要、服從教材的需要,要把抽象的甚至枯燥無(wú)味的數(shù)學(xué)知識(shí)與兒童喜聞樂(lè)見的游戲形式有機(jī)地結(jié)合在一起,既要充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn),又必須具備游戲的特征。運(yùn)用游戲的目的是“教學(xué)”,教學(xué)為“神”,游戲?yàn)椤靶巍?教學(xué)為內(nèi)容,游戲?yàn)樾问?。離開教學(xué)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的游戲,不是教學(xué)游戲,而是一般的娛樂(lè)游戲。因此,在運(yùn)用游戲教學(xué)時(shí)要搞清游戲的目的,以游戲促教學(xué)。