第一篇:談初中數(shù)學(xué)校本教材的開(kāi)發(fā)
一、把握數(shù)學(xué)的生活性——“使教學(xué)有生活味”
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出:“數(shù)學(xué)可以幫助人們更好地探求客觀世界的規(guī)律,并對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中大量紛繁復(fù)雜的信息做出恰當(dāng)?shù)倪x擇和判斷,進(jìn)而解決問(wèn)題,直接為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值”。這說(shuō)明數(shù)學(xué)來(lái)源于社會(huì),同時(shí)也反作用于社會(huì),社會(huì)生活與數(shù)學(xué)關(guān)系密切,它已經(jīng)滲透到生活的每個(gè)方面,我們的衣食住行都離不開(kāi)它?,F(xiàn)代數(shù)學(xué)論認(rèn)為:數(shù)學(xué)源于生活,又運(yùn)用于生活,生活中充滿數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)教育寓于生活實(shí)際。有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生溝通生活中的具體問(wèn)題與有關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題的聯(lián)系,借助學(xué)生熟悉的生活實(shí)際中的具體事例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的求知欲,幫助學(xué)生更好的理解和掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),并運(yùn)用學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
二、把握數(shù)學(xué)的美育性——“使教學(xué)有韻味”
數(shù)學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是人類最高超的智力成就,也是人類心靈最獨(dú)特的創(chuàng)作。音樂(lè)能激發(fā)或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩(shī)歌能動(dòng)人心弦,哲學(xué)使人獲得智慧,科學(xué)可改善物質(zhì)生活,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!泵雷鳛楝F(xiàn)實(shí)的事物和現(xiàn)象,物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品、藝術(shù)作品等屬性總和,具有:勻稱性、比例性、和諧性、色彩變幻、鮮明性和新穎性。作為精神產(chǎn)品的數(shù)學(xué)就具有上述美的特點(diǎn)。
簡(jiǎn)練、精確是數(shù)學(xué)的美。數(shù)學(xué)的基本定理說(shuō)法簡(jiǎn)約,卻又涵蓋真理,讓人閱讀簡(jiǎn)便卻又印象深刻。數(shù)學(xué)語(yǔ)言是如此慎重的、有意的而且經(jīng)常是精心設(shè)計(jì)的,憑借數(shù)學(xué)語(yǔ)言的嚴(yán)密性和簡(jiǎn)潔性,我們就可以表達(dá)和研究數(shù)學(xué)思想,這種簡(jiǎn)潔性有助于思維的效率。
數(shù)學(xué)很講究它的邏輯美。數(shù)學(xué)的應(yīng)用是被人們廣泛認(rèn)同的,可學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)還能訓(xùn)練人的邏輯思維能力。尤其是幾何的證明講究前因后果,每一步都要前后呼應(yīng),抽象的數(shù)學(xué)也顯示它模糊的美。抽象給我們想象的余地,讓我們思維海闊天空,給學(xué)生留有了思索和創(chuàng)新的空間。抽象的數(shù)學(xué)不正展示它的魅力嗎?
數(shù)學(xué)上有很多知識(shí)是和對(duì)稱有關(guān)的。對(duì)稱給人協(xié)調(diào),平穩(wěn)的感覺(jué),像圓,正方體等,它們的形式是如此的勻稱優(yōu)美。正是由于幾何圖形中有這些點(diǎn)對(duì)稱、線對(duì)稱、面對(duì)稱,才構(gòu)成了美麗的圖案,精美的建筑,巧奪天工的生活世界,也才給我們帶來(lái)豐富的自然美,多彩的生活美。
中學(xué)數(shù)學(xué)的美育性,除了上述一些方面,還有其它美妙的地方,只要我們用心挖掘和捕捉,就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)蘊(yùn)涵著如此豐富的美的因素,教師要善于挖掘美的素材,在學(xué)生感受美的同時(shí)既提高教學(xué)質(zhì)量,又使教學(xué)韻味深厚。
三、把握校本教材的可讀性-------“使教學(xué)有拓展性”
陶行知先生早就說(shuō)過(guò):“在現(xiàn)狀下,把學(xué)習(xí)的基本自由還給學(xué)生。”,經(jīng)過(guò)我們反復(fù)的思考和研究,同時(shí)邀請(qǐng)專家親臨指點(diǎn),最終我們確定本課程的基本框架,本課程的設(shè)計(jì)理念就是要“把學(xué)習(xí)的基本自由還給學(xué)生”,所有的過(guò)程基本上都是以學(xué)生的活動(dòng)展開(kāi)的,真正實(shí)現(xiàn)“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式的變革,本課程共分為六個(gè)章節(jié),分別是:《古老的數(shù)學(xué)》,《好玩的數(shù)學(xué)》,《有用的數(shù)學(xué)》,《智慧的數(shù)學(xué)》,《先進(jìn)的數(shù)學(xué)》和《美麗的數(shù)學(xué)》。
在《古老的數(shù)學(xué)》一章中,并不是把數(shù)學(xué)史作為一門研究數(shù)學(xué)的起源、發(fā)展過(guò)程和規(guī)律的學(xué)科,而是根據(jù)現(xiàn)代心理學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)體現(xiàn)數(shù)學(xué)史的認(rèn)知功能的“遺傳法則”。從數(shù)學(xué)一次又一次的飛躍中尋找數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的故事,用故事的形式讓學(xué)生了解這些數(shù)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景、體會(huì)數(shù)學(xué)家們?yōu)閷ふ疫@些知識(shí)的付出的艱辛。這樣一方面可以讓學(xué)生從本質(zhì)上更好的理解自己所學(xué)的知識(shí);
另一方面也可以以此作為人生觀與價(jià)值觀教育的教材,讓學(xué)生體會(huì)“只有付出努力才會(huì)獲得成功的人生道理”,“為實(shí)現(xiàn)理想而不懈追求的數(shù)學(xué)精神”。
在《好玩的數(shù)學(xué)》一章中,利用心理學(xué)中“興趣是學(xué)習(xí)最好的老師”的規(guī)律,以一系列數(shù)學(xué)游戲?yàn)檩d體,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)并不是“枯燥”的代名詞,真正的數(shù)學(xué)其實(shí)可以是樂(lè)趣無(wú)窮的,以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并以這種興趣作為他以后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動(dòng)力和源泉。這樣一方面可以讓學(xué)生主動(dòng)意識(shí)到自己愛(ài)玩的游戲原來(lái)與數(shù)學(xué)緊密相連,從而為學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)培養(yǎng)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力;
另一方面,也可以在學(xué)生玩游戲的過(guò)程中幫助學(xué)生鞏固看似乏味的知識(shí),讓學(xué)生的學(xué)科知識(shí)在游戲中得到鍛煉和提升。
在《有用的數(shù)學(xué)》一章中,根據(jù)《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》:義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程要求“人人學(xué)有價(jià)值的數(shù)學(xué)”,設(shè)計(jì)了很多貼近學(xué)生、符合實(shí)際、利用學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)能夠解決的生活實(shí)例。這樣做可以使學(xué)生深刻的感受到生活中處處存在著數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)來(lái)源于生活。這些在生活中經(jīng)常碰到的數(shù)學(xué)問(wèn)題需要我們?nèi)ヌ骄?,學(xué)生通過(guò)對(duì)這些數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決,能夠更具體更深刻的理解什么是數(shù)學(xué),知道學(xué)習(xí)和學(xué)好數(shù)學(xué)是很有用的,從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。
在《智慧的數(shù)學(xué)》一章中,通過(guò)穿插一些有趣的數(shù)學(xué)小故事,以改變?nèi)藗冋J(rèn)為科學(xué)研究枯燥無(wú)味的看法。本章內(nèi)容主要包括有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題、經(jīng)典的數(shù)學(xué)問(wèn)題、奇怪的數(shù)學(xué)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)“有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中的存在的智慧產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇與追求,從而激發(fā)學(xué)生天生的求知欲;
通過(guò)對(duì)“經(jīng)典的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究使學(xué)生掌握一些基本的數(shù)學(xué)方法,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的方法解決問(wèn)題;
通過(guò)對(duì)“奇怪的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究,幫助學(xué)生開(kāi)闊眼界,增長(zhǎng)知識(shí)、鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
在《先進(jìn)的數(shù)學(xué)》一章中,主要學(xué)習(xí)和研究數(shù)學(xué)軟件“幾何畫板”的使用方法。通過(guò)對(duì)幾何畫板軟件的學(xué)習(xí),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,改變學(xué)生“數(shù)學(xué)枯燥論”和“數(shù)學(xué)無(wú)用論”的觀點(diǎn);
可以開(kāi)發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目的;
另外,通過(guò)對(duì)幾何畫板軟件的學(xué)習(xí),可為學(xué)生學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)軟件打下了一個(gè)結(jié)實(shí)的基礎(chǔ),從而提高學(xué)生的電腦素養(yǎng),為學(xué)生終身發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展做出數(shù)學(xué)教育上的貢獻(xiàn)。
在《美麗的數(shù)學(xué)》一章中,展示給大家的是數(shù)學(xué)的美麗無(wú)所不在,數(shù)學(xué)的符號(hào)、公式、算法、圖形、表格、方程、解題思路、解題方法……都是很美麗的。這些“數(shù)學(xué)之美”都需要我們能夠和我們的學(xué)生一起去尋找、去發(fā)現(xiàn)、去挖掘、去欣賞,使美麗的數(shù)學(xué)成為學(xué)生快樂(lè)學(xué)習(xí)的源泉。數(shù)學(xué)的美麗使我們深刻感受到數(shù)學(xué)的教育不應(yīng)該僅僅是作為對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué),更應(yīng)該把它作為一種審美教育的載體,用它來(lái)感染和啟迪學(xué)生的心靈,讓學(xué)生的人格更健全,心靈更美好。
開(kāi)發(fā)校本課程要有高度的責(zé)任感、使命感和強(qiáng)烈的事業(yè)心,決不能僅僅憑著自己的興趣,更重要的是要把它作為自己的事業(yè)來(lái)做,要付出艱辛的努力、經(jīng)歷痛苦的歷程,只有付出艱辛的努力、經(jīng)歷痛苦的歷程才能在這個(gè)過(guò)程中感受成功的喜悅與幸福。
開(kāi)發(fā)校本課程,首先要有一個(gè)追求(對(duì)我們國(guó)家的教育事業(yè)無(wú)比熱愛(ài),功利心不能太強(qiáng),不要一說(shuō)到數(shù)學(xué)研究就問(wèn)這件事情對(duì)我職稱評(píng)審有沒(méi)有用,對(duì)我評(píng)骨干教師有沒(méi)有用……),要確定一個(gè)核心思想(即開(kāi)發(fā)的核心宗旨、研究方向、基本要求),要充分利用校內(nèi)外各類資源,要不斷地進(jìn)行課程資源的積累和課程特色的培育;
校本課程的規(guī)劃要根據(jù)學(xué)生的課程需要來(lái)制訂;
要選擇貼近時(shí)代特點(diǎn)、社會(huì)發(fā)展與學(xué)生實(shí)際的課程內(nèi)容,要變革教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式,充分發(fā)揮師生的獨(dú)立性、自主性和創(chuàng)造性,引導(dǎo)學(xué)生在身心愉悅的環(huán)境中實(shí)踐和研究。
校本課程的開(kāi)發(fā)和建設(shè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的道路,需要我們時(shí)時(shí)刻刻做一個(gè)有心人,心中時(shí)時(shí)刻刻裝著為學(xué)生的終身發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展考慮,裝著為我們數(shù)學(xué)教學(xué)向數(shù)學(xué)教育轉(zhuǎn)變服務(wù)的理想和追求。
第二篇:初中數(shù)學(xué)校本教材(完整版)
初中數(shù)學(xué)校本教材
———— 《生活與數(shù)學(xué)》序言
一、把握數(shù)學(xué)的生活性——“使教學(xué)有生活味”
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出:“數(shù)學(xué)可以幫助人們更好地探求客觀世界的規(guī)律,并對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中大量紛繁復(fù)雜的信息做出恰當(dāng)?shù)倪x擇和判斷,進(jìn)而解決問(wèn)題,直接為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值”。這說(shuō)明數(shù)學(xué)來(lái)源于社會(huì),同時(shí)也反作用于社會(huì),社會(huì)生活與數(shù)學(xué)關(guān)系密切,它已經(jīng)滲透到生活的每個(gè)方面,我們的衣食住行都離不開(kāi)它?,F(xiàn)代數(shù)學(xué)論認(rèn)為:數(shù)學(xué)源于生活,又運(yùn)用于生活,生活中充滿數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)教育寓于生活實(shí)際。有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生溝通生活中的具體問(wèn)題與有關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題的聯(lián)系,借助學(xué)生熟悉的生活實(shí)際中的具體事例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的求知欲,幫助學(xué)生更好的理解和掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),并運(yùn)用學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
二、把握數(shù)學(xué)的美育性——“使教學(xué)有韻味”
數(shù)學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是人類最高超的智力成就,也是人類心靈最獨(dú)特的創(chuàng)作。音樂(lè)能激發(fā)或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩(shī)歌能動(dòng)人心弦,哲學(xué)使人獲得智慧,科學(xué)可改善物質(zhì)生活,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!?美作為現(xiàn)實(shí)的事物和現(xiàn)象,物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品、藝術(shù)作品等屬性總和,具有:勻稱性、比例性、和諧性、色彩變幻、鮮明性和新穎性。作為精神產(chǎn)品的數(shù)學(xué)就具有上述美的特點(diǎn)。
簡(jiǎn)練、精確是數(shù)學(xué)的美。數(shù)學(xué)的基本定理說(shuō)法簡(jiǎn)約,卻又涵蓋真理,讓人閱讀簡(jiǎn)便卻又印象深刻。數(shù)學(xué)語(yǔ)言是如此慎重的、有意的而且經(jīng)常是精心設(shè)計(jì)的,憑借數(shù)學(xué)語(yǔ)言的嚴(yán)密性和簡(jiǎn)潔性,我們就可以表達(dá)和研究數(shù)學(xué)思想,這種簡(jiǎn)潔性有助于思維的效率。
數(shù)學(xué)很講究它的邏輯美。數(shù)學(xué)的應(yīng)用是被人們廣泛認(rèn)同的,可學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)還能訓(xùn)練人的邏輯思維能力。尤其是幾何的證明講究前因后果,每一步都要前后呼應(yīng),抽象的數(shù)學(xué)也顯示它模糊的美。抽象給我們想象的余地,讓我們思維海闊天空,給學(xué)生留有了思索和創(chuàng)新的空間。抽象的數(shù)學(xué)不正展示它的魅力嗎?
數(shù)學(xué)上有很多知識(shí)是和對(duì)稱有關(guān)的。對(duì)稱給人協(xié)調(diào),平穩(wěn)的感覺(jué),像圓,正方體等,它們的形式是如此的勻稱優(yōu)美。正是由于幾何圖形中有這些點(diǎn)對(duì)稱、線對(duì)稱、面對(duì)稱,才構(gòu)成了美麗的圖案,精美的建筑,巧奪天工的生活世界,也才給我們帶來(lái)豐富的自然美,多彩的生活美。
中學(xué)數(shù)學(xué)的美育性,除了上述一些方面,還有其它美妙的地方,只要我們用心挖掘和捕捉,就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)蘊(yùn)涵著如此豐富的美的因素,教師要善于挖掘美的素材,在學(xué)生感受美的同時(shí)既提高教學(xué)質(zhì)量,又使教學(xué)韻味深厚。
三、把握校本教材的可讀性-------“使教學(xué)有拓展性”
陶行知先生早就說(shuō)過(guò):“在現(xiàn)狀下,把學(xué)習(xí)的基本自由還給學(xué)生?!?,經(jīng)過(guò)我們反復(fù)的思考和研究,同時(shí)邀請(qǐng)專家親臨指點(diǎn),最終我們確定本課程的基本框架,本課程的設(shè)計(jì)理念就是要“把學(xué)習(xí)的基本自由還給學(xué)生”,所有的過(guò)程基本上都是以學(xué)生的活動(dòng)展開(kāi)的,真正實(shí)現(xiàn)“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式的變革,本課程共分為六個(gè)章節(jié),分別是:《古老的數(shù)學(xué)》,《好玩的數(shù)學(xué)》,《有用的數(shù)學(xué)》,《智慧的數(shù)學(xué)》,《先進(jìn)的數(shù)學(xué)》和《美麗的數(shù)學(xué)》。
在《古老的數(shù)學(xué)》一章中,并不是把數(shù)學(xué)史作為一門研究數(shù)學(xué)的起源、發(fā)展過(guò)程和規(guī)律的學(xué)科,而是根據(jù)現(xiàn)代心理學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)體現(xiàn)數(shù)學(xué)史的認(rèn)知功能的“遺傳法則”。從數(shù)學(xué)一次又一次的飛躍中尋找數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的故事,用故事的形式讓學(xué)生了解這些數(shù)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景、體會(huì)數(shù)學(xué)家們?yōu)閷ふ疫@些知識(shí)的付出的艱辛。這樣一方面可以讓學(xué)生從本質(zhì)上更好的理解自己所學(xué)的知識(shí);另一方面也可以以此作為人生觀與價(jià)值觀教育的教材,讓學(xué)生體會(huì)“只有付出努力才會(huì)獲得成功的人生道理”,“為實(shí)現(xiàn)理想而不懈追求的數(shù)學(xué)精神”。
在《好玩的數(shù)學(xué)》一章中,利用心理學(xué)中“興趣是學(xué)習(xí)最好的老師”的規(guī)律,以一系列數(shù)學(xué)游戲?yàn)檩d體,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)并不是“枯燥”的代名詞,真正的數(shù)學(xué)其實(shí)可以是樂(lè)趣無(wú)窮的,以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并以這種興趣作為他以后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動(dòng)力和源泉。這樣一方面可以讓學(xué)生主動(dòng)意識(shí)到自己愛(ài)玩的游戲原來(lái)與數(shù)學(xué)緊密相連,從而為學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)培養(yǎng)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力;另一方面,也可以在學(xué)生玩游戲的過(guò)程中幫助學(xué)生鞏固看似乏味的知識(shí),讓學(xué)生的學(xué)科知識(shí)在游戲中得到鍛煉和提升。
在《有用的數(shù)學(xué)》一章中,根據(jù)《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》:義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程要求“人人學(xué)有價(jià)值的數(shù)學(xué)”,設(shè)計(jì)了很多貼近學(xué)生、符合實(shí)際、利用學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)能夠解決的生活實(shí)例。這樣做可以使學(xué)生深刻的感受到生活中處處存在著數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)來(lái)源于生活。這些在生活中經(jīng)常碰到的數(shù)學(xué)問(wèn)題需要我們?nèi)ヌ骄?,學(xué)生通過(guò)對(duì)這些數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決,能夠更具體更深刻的理解什么是數(shù)學(xué),知道學(xué)習(xí)和學(xué)好數(shù)學(xué)是很有用的,從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。
在《智慧的數(shù)學(xué)》一章中,通過(guò)穿插一些有趣的數(shù)學(xué)小故事,以改變?nèi)藗冋J(rèn)為科學(xué)研究枯燥無(wú)味的看法。本章內(nèi)容主要包括有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題、經(jīng) 典的數(shù)學(xué)問(wèn)題、奇怪的數(shù)學(xué)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)“有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中的存在的智慧產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇與追求,從而激發(fā)學(xué)生天生的求知欲;通過(guò)對(duì)“經(jīng)典的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究使學(xué)生掌握一些基本的數(shù)學(xué)方法,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的方法解決問(wèn)題;通過(guò)對(duì)“奇怪的數(shù)學(xué)問(wèn)題”的研究,幫助學(xué)生開(kāi)闊眼界,增長(zhǎng)知識(shí)、鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
在《先進(jìn)的數(shù)學(xué)》一章中,主要學(xué)習(xí)和研究數(shù)學(xué)軟件“幾何畫板”的使用方法。通過(guò)對(duì)幾何畫板軟件的學(xué)習(xí),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,改變學(xué)生“數(shù)學(xué)枯燥論”和“數(shù)學(xué)無(wú)用論”的觀點(diǎn);可以開(kāi)發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目的;另外,通過(guò)對(duì)幾何畫板軟件的學(xué)習(xí),可為學(xué)生學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)軟件打下了一個(gè)結(jié)實(shí)的基礎(chǔ),從而提高學(xué)生的電腦素養(yǎng),為學(xué)生終身發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展做出數(shù)學(xué)教育上的貢獻(xiàn)。
在《美麗的數(shù)學(xué)》一章中,展示給大家的是數(shù)學(xué)的美麗無(wú)所不在,數(shù)學(xué)的符號(hào)、公式、算法、圖形、表格、方程、解題思路、解題方法??都是很美麗的。這些“數(shù)學(xué)之美”都需要我們能夠和我們的學(xué)生一起去尋找、去發(fā)現(xiàn)、去挖掘、去欣賞,使美麗的數(shù)學(xué)成為學(xué)生快樂(lè)學(xué)習(xí)的源泉。數(shù)學(xué)的美麗使我們深刻感受到數(shù)學(xué)的教育不應(yīng)該僅僅是作為對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué),更應(yīng)該把它作為一種審美教育的載體,用它來(lái)感染和啟迪學(xué)生的心靈,讓學(xué)生的人格更健全,心靈更美好。
開(kāi)發(fā)校本課程要有高度的責(zé)任感、使命感和強(qiáng)烈的事業(yè)心,決不能僅僅憑著自己的興趣,更重要的是要把它作為自己的事業(yè)來(lái)做,要付出艱辛的努力、經(jīng)歷痛苦的歷程,只有付出艱辛的努力、經(jīng)歷痛苦的歷程才能在這個(gè)過(guò)程中感受成功的喜悅與幸福。
開(kāi)發(fā)校本課程,首先要有一個(gè)追求(對(duì)我們國(guó)家的教育事業(yè)無(wú)比熱愛(ài),功利心不能太強(qiáng),不要一說(shuō)到數(shù)學(xué)研究就問(wèn)這件事情對(duì)我職稱評(píng)審有沒(méi)有用,對(duì)我評(píng)骨干教師有沒(méi)有用??),要確定一個(gè)核心思想(即開(kāi)發(fā)的核心宗旨、研究方向、基本要求),要充分利用校內(nèi)外各類資源,要不斷地進(jìn)行課程資源的積累和課程特色的培育;校本課程的規(guī)劃要根據(jù)學(xué)生的課程需要來(lái)制訂;要選擇貼近時(shí)代特點(diǎn)、社會(huì)發(fā)展與學(xué)生實(shí)際的課程內(nèi)容,要變革教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式,充分發(fā)揮師生的獨(dú)立性、自主性和創(chuàng)造性,引導(dǎo)學(xué)生在身心愉悅的環(huán)境中實(shí)踐和研究。
校本課程的開(kāi)發(fā)和建設(shè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的道路,需要我們時(shí)時(shí)刻刻做一個(gè)有心人,心中時(shí)時(shí)刻刻裝著為學(xué)生的終身發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展考慮,裝著為我們數(shù)學(xué)教學(xué)向數(shù)學(xué)教育轉(zhuǎn)變服務(wù)的理想和追求。
編者按
2011年8月
第一章
興趣數(shù)學(xué)
第一節(jié)
七橋問(wèn)題(一筆畫問(wèn)題)
18世紀(jì)時(shí),歐洲有一個(gè)風(fēng)景秀麗的小城哥尼斯堡,那里有七座橋。如圖1所示:河中的小島A與河的左岸B、右岸C各有兩座橋相連結(jié),河中兩支流間的陸地D與A、B、C各有一座橋相連結(jié)。當(dāng)時(shí)哥尼斯堡的居民中流傳著一道難題:一個(gè)人怎樣才能一次走遍七座橋,每座橋只走過(guò)一次,最后回到出發(fā)點(diǎn)?大家都試圖找出問(wèn)題的答案,但是誰(shuí)也解決不了這個(gè)問(wèn)題。
七橋問(wèn)題引起了著名數(shù)學(xué)家歐拉(1707—1783)的關(guān)注。他把具體七橋布局化歸為圖所示的簡(jiǎn)單圖形,于是,七橋問(wèn)題就變成一個(gè)一筆畫問(wèn)題:怎樣才能從A、B、C、D中的某一點(diǎn)出發(fā),一筆畫出這個(gè)簡(jiǎn)單圖形(即筆不離開(kāi)紙,而且a、b、c、d、e、f、g各條線 只畫一次不準(zhǔn)重復(fù)),并且最后返回起點(diǎn)?
歐拉經(jīng)過(guò)研究得出的結(jié)論是:圖是不能一筆畫出的圖形。這就是說(shuō),七橋問(wèn)題是無(wú)解的。這個(gè)結(jié)論是如何產(chǎn)生呢?
如果我們從某點(diǎn)出發(fā),一筆畫出了某個(gè)圖形,到某一點(diǎn)終止,那么除起點(diǎn)和終點(diǎn)外,畫筆每經(jīng)過(guò)一個(gè)點(diǎn)一次,總有畫進(jìn)該點(diǎn)的一條線和畫出該點(diǎn)的一條線,因此就有兩條線與該點(diǎn)相連結(jié)。如果畫筆經(jīng)過(guò)一個(gè)n次,那 么就有2n條線與該點(diǎn)相連結(jié)。因此,這個(gè)圖形中除起點(diǎn)與終點(diǎn)外的各點(diǎn),都與偶數(shù)條線相連。
如果起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,那么這個(gè)點(diǎn)也與偶數(shù)條線相連;如果起點(diǎn)和終點(diǎn)是不同的兩個(gè)點(diǎn),那么這兩個(gè)點(diǎn)部是與奇數(shù)條線相連的點(diǎn)。
綜上所述,一筆畫出的圖形中的各點(diǎn)或者都是與偶數(shù)條線相連的點(diǎn),或者其中只有兩個(gè)點(diǎn)與奇數(shù)條線相連。
圖2中的A點(diǎn)與5條線相連結(jié),B、C、D各點(diǎn)各與3條線相連結(jié),圖中有4個(gè)與奇數(shù)條線相連的點(diǎn),所以不論是否要求起點(diǎn)與終點(diǎn)重合,都不能一筆畫出這個(gè)圖形。
歐拉定理 :
如果一個(gè)圖是連通的并且奇頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)等于0或2,那么它可以一筆畫出;否則它不可以一筆畫出。
一筆畫:
■⒈凡是由偶點(diǎn)組成的連通圖,一定可以一筆畫成。畫時(shí)可以把任一偶點(diǎn)為起點(diǎn),最后一定能以這個(gè)點(diǎn)為終點(diǎn)畫完此圖。
■⒉凡是只有兩個(gè)奇點(diǎn)的連通圖(其余都為偶點(diǎn)),一定可以一筆畫成。畫時(shí)必須把一個(gè)奇點(diǎn)為起點(diǎn),另一個(gè)奇點(diǎn)終點(diǎn)。
■⒊其他情況的圖都不能一筆畫出。(奇點(diǎn)數(shù)除以二便可算出此圖需幾筆畫成。)
練習(xí):你能筆尖不離紙,一筆畫出下面的每個(gè)圖形嗎?試試看。(不走重復(fù)線路)圖例1
圖例2
圖例3
圖例4
第二節(jié)
四色問(wèn)題
人人都熟悉地圖,可是繪制一張普通的政區(qū)圖,至少需要幾種顏色,才能把相鄰的政區(qū)或區(qū)域通過(guò)不同的顏色區(qū)分開(kāi)來(lái),就未必是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題了。
這個(gè)地圖著色問(wèn)題,是一個(gè)著名的數(shù)學(xué)難題。大家不妨用一張中國(guó)政區(qū)圖來(lái)試一試,無(wú)論從哪里開(kāi)始著色,至少都要用上四種顏色,才能把所有省份都區(qū)別開(kāi)來(lái)。所以,很早的時(shí)候就有數(shù)學(xué)家猜想:“任何地圖的著色,只需四種顏色就足夠了?!边@就是“四色問(wèn)題”這個(gè)名稱的由來(lái)。
四色問(wèn)題又稱四色猜想,是世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一。
四色問(wèn)題的內(nèi)容是:“任何一張地圖只用四種顏色就能使具有共同邊界的國(guó)家著上不同的顏色?!庇脭?shù)學(xué)語(yǔ)言表示,即“將平面任意地細(xì)分為不相重迭的區(qū)域,每一個(gè)區(qū)域總可以用1,2,3,4這四個(gè)數(shù)字之一來(lái)標(biāo)記,而不會(huì)使相鄰的兩個(gè)區(qū)域得到相同的數(shù)字。”(上右圖)。
這里所指的相鄰區(qū)域,是指有一整段邊界是公共的。如果兩個(gè)區(qū)域只相遇于一點(diǎn)或有限多點(diǎn),就不叫相鄰的。因?yàn)橛孟嗤念伾o它們著色不會(huì)引起混淆。
數(shù)學(xué)史上正式提出“四色問(wèn)題”的時(shí)間是在1852年。當(dāng)時(shí)倫敦的大學(xué)的一名學(xué)生法朗西斯向他的老師、著名數(shù)學(xué)家、倫敦大學(xué)數(shù)學(xué)教授莫根提出了這個(gè)問(wèn)題,可是莫根無(wú)法解答,求助于其它數(shù)學(xué)家,也沒(méi)有得到答案。于是從那時(shí)起,這個(gè)問(wèn)題便成為數(shù)學(xué)界的一個(gè)“懸案”。
一直到二十年前的1976年9月,《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》正式宣布了一件震撼全球數(shù)學(xué)界的消息:美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的兩位教授阿貝爾和哈根,利用電子計(jì)算機(jī)證明了“四色問(wèn)題”這個(gè)猜想是完全正確的!他們將普通地圖的四色問(wèn)題轉(zhuǎn)化為2000個(gè)特殊圖的四色問(wèn)題,然后在電子計(jì)算機(jī)上計(jì)算了足足1200個(gè)小時(shí),作了100億判斷,最后成功地證明了四色問(wèn)題,轟動(dòng)了世界。
這是一百多年來(lái)吸引許多數(shù)學(xué)家與數(shù)學(xué)愛(ài)好者的大事,當(dāng)兩位數(shù)學(xué)家將他們的研究成果發(fā)表的時(shí)候,當(dāng)?shù)氐泥]局在當(dāng)天發(fā)出的所有郵件上都加蓋了“四色足夠”的特制郵戳,以慶祝這一難題獲得解決。
第三節(jié)
麥比烏斯帶
數(shù)學(xué)上流傳著這樣一個(gè)故事:有人曾提出,先用一張長(zhǎng)方形的紙條,首尾相粘,做成一個(gè)紙圈,然后只允許用一種顏色,在紙圈上的一面涂抹,最后把整個(gè)紙圈全部抹成一種顏色,不留下任何空白。這個(gè)紙圈應(yīng)該怎樣粘?如果是紙條的首尾相粘做成的紙圈有兩個(gè)面,勢(shì)必要涂完一個(gè)面再重新涂另一個(gè)面,不符合涂抹的要求,能不能做成只有一個(gè)面、一條封閉曲線做邊界的紙圈兒呢?
對(duì)于這樣一個(gè)看來(lái)十分簡(jiǎn)單的問(wèn)題,數(shù)百年間,曾有許多科學(xué)家進(jìn)行了認(rèn)真研究,結(jié)果都沒(méi)有成功。后來(lái),德國(guó)的數(shù)學(xué)家麥比烏斯對(duì)此發(fā)生了濃厚興趣,他長(zhǎng)時(shí)間專心思索、試驗(yàn),也毫無(wú)結(jié)果。
有一天,他被這個(gè)問(wèn)題弄得頭昏腦漲了,便到野外去散步。新鮮的空氣,清涼的風(fēng),使他頓時(shí)感到輕松舒適,但他頭腦里仍然只有那個(gè)尚未找到的圈兒。
一片片肥大的玉米葉子,在他眼里變成了“綠色的紙條兒”,他不由自主地蹲下去,擺弄著、觀察著。葉子彎曲著聳拉下來(lái),有許多扭成半圓形的,他隨便撕下一片,順著葉子自然扭的方向?qū)映梢粋€(gè)圓圈兒,他驚喜地發(fā)現(xiàn),這“綠色的圓圈兒”就是他夢(mèng)寐以求的那種圓圈。
麥比烏斯回到辦公室,裁出紙條,把紙的一端扭轉(zhuǎn)180°,再將一端的正面和背面粘在一起,這樣就做成了只有一個(gè)面的紙圈兒。
圓圈做成后,麥比烏斯捉了一只小甲蟲,放在上面讓它爬。結(jié)果,小甲蟲不翻越任何邊界就爬遍了圓圈兒的所有部分。麥比烏斯激動(dòng)地說(shuō):“公正的小甲蟲,你無(wú)可辯駁地證明了這個(gè)圈兒只有一個(gè)面。” 麥比烏斯圈就這樣被發(fā)現(xiàn)了。
做幾個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),就會(huì)發(fā)現(xiàn)“麥比烏斯圈”有許多讓我們感到驚奇而有趣的結(jié)果。弄好一個(gè)圈,粘好,繞一圈后可以發(fā)現(xiàn),另一個(gè)面的入口被堵住了,原理就是這樣啊.實(shí)驗(yàn)一
如果在裁好的一張紙條正中間畫一條線,粘成“麥比烏斯圈”,再沿線剪開(kāi),把這個(gè)圈一分為二,照理應(yīng)得到兩個(gè)圈兒,奇怪的是,剪開(kāi)后竟是一個(gè)大圈兒。實(shí)驗(yàn)二
如果在紙條上劃兩條線,把紙條三等分,再粘成“麥比烏斯圈”,用剪刀沿畫線剪開(kāi),剪刀繞兩個(gè)圈竟然又回到原出發(fā)點(diǎn),猜一猜,剪開(kāi)后的結(jié)果是什么,是一個(gè)大圈?還是三個(gè)圈兒?都不是。它究竟是什么呢?你自己動(dòng)手做這個(gè)實(shí)驗(yàn)就知道了。你就會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn),紙帶不一分為二,一大一小的相扣環(huán)。
有趣的是:新得到的這個(gè)較長(zhǎng)的紙圈,本身卻是一個(gè)雙側(cè)曲面,它的兩條邊界自身雖不打結(jié),但卻相互套在一起。我們可以把上述紙圈,再一次沿中線剪開(kāi),這回可真的一分為二了!得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含于兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身并不打結(jié)罷了。
奇妙之處有三:
一、麥比烏斯環(huán)只存在一個(gè)面。
二、如果沿著麥比烏斯環(huán)的中間剪開(kāi),將會(huì)形成一個(gè)比原來(lái)的麥比烏斯環(huán)空間大一倍的、具有正反兩個(gè)面的環(huán)(在本文中將之編號(hào)為:環(huán)0),而不是形成兩個(gè)麥比烏斯環(huán)或兩個(gè)其它形式的環(huán)。
三、如果再沿著環(huán)0的中間剪開(kāi),將會(huì)形成兩個(gè)與環(huán)0空間一樣的、具有正反兩個(gè)面的環(huán),且這兩個(gè)環(huán)是相互套在一起的(在本文中將之編號(hào)為:環(huán)1和環(huán)2),從此以后再沿著環(huán)1和環(huán)2以及因沿著環(huán)1和環(huán)2中間剪開(kāi)所生成的所有環(huán)的中間剪開(kāi),都將會(huì)形成兩個(gè)與環(huán)0空間一樣的、具有正反兩個(gè)面的環(huán),永無(wú)止境……且所生成的所有的環(huán)都將套在一起,永遠(yuǎn)無(wú)法分開(kāi)、永遠(yuǎn)也不可能與其它的環(huán)不發(fā)生聯(lián)系而獨(dú)立存在。
數(shù)學(xué)中有一個(gè)重要分支叫拓?fù)鋵W(xué),主要是研究幾何圖形連續(xù)改變形狀時(shí)的一些特征和規(guī)律的,麥比烏斯圈變成了拓?fù)鋵W(xué)中最有趣的單側(cè)面問(wèn)題之一。
麥比烏斯圈的概念被廣泛地應(yīng)用到了建筑,藝術(shù),工業(yè)生產(chǎn)中。運(yùn) 用麥比烏斯圈原理我們可以建造立交橋和道路,避免車輛行人的擁堵。
一、1979年,美國(guó)著名輪胎公司百路馳創(chuàng)造性地把傳送帶制成麥比烏斯圈形狀,這樣一來(lái),整條傳送帶環(huán)面各處均勻地承受磨損,避免了普通傳送帶單面受損的情況,使得其壽命延長(zhǎng)了整整一倍。
二、針式打印機(jī)靠打印針擊打色帶在紙上留下一個(gè)一個(gè)的墨點(diǎn),為充分利用色帶的全部表面,色帶也常被設(shè)計(jì)成麥比烏斯圈。
三、在美國(guó)匹茲堡著名肯尼森林游樂(lè)園里,就有一部“加強(qiáng)版”的云霄飛車——它的軌道是一個(gè)麥比烏斯圈。乘客在軌道的兩面上飛馳。
四、麥比烏斯圈循環(huán)往復(fù)的幾何特征,蘊(yùn)含著永恒、無(wú)限的意義,因此常被用于各類標(biāo)志設(shè)計(jì)。微處理器廠商Power Architecture的商標(biāo)就是一條麥比烏斯圈,甚至垃圾回收標(biāo)志也是由麥比烏斯圈變化而來(lái)。
垃圾回收標(biāo)志
Power Architecture 標(biāo)志
第四節(jié)
分割圖形
分割圖形是使我們的頭腦靈活,增強(qiáng)觀察能力的一種有趣的游戲。我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的分割圖形的題目──分割正方形。在正方形內(nèi)用4條線段作“井”字形分割,可以把正方形分 成大小相等的9塊,這種圖形我們常稱為九宮格。
用4條線段還可以把一個(gè)正方形分成10塊,只是和九宮格不同的是,每塊的大小不一定都相等。那么,怎樣才能用4條線段把正方形分成10塊呢?請(qǐng)你先動(dòng)腦筋想想,在動(dòng)腦的同時(shí)還要?jiǎng)邮之嬕划?/p>
其實(shí),正方形是不難分割成10塊的,下面就是其中兩種分割方法。
練習(xí):想一想,用4條線段能將正方形分成11塊嗎?應(yīng)該怎樣分?
第五節(jié)
數(shù)學(xué)故事
(1)奇特的墓志銘
在大數(shù)學(xué)家阿基米德的墓碑上,鐫刻著一個(gè)有趣的幾 何圖形:一個(gè)圓球鑲嵌在一個(gè)圓柱內(nèi)。相傳,它是阿基米 德生前最為欣賞的一個(gè)定理。
在數(shù)學(xué)家魯?shù)婪虻哪贡?,則鐫刻著圓周率π的35位 數(shù)值。這個(gè)數(shù)值被叫做?!濒?shù)婪驍?shù)”。它是魯?shù)婪虍吷难?的結(jié)晶。
大數(shù)學(xué)家高斯曾經(jīng)表示,在他去世以后,希望人們?cè)谒?的墓碑上刻上一個(gè)正17邊形。因?yàn)樗窃谕瓿闪苏?7邊形 的尺規(guī)作圖后,才決定獻(xiàn)身于數(shù)學(xué)研究的……
不過(guò),最奇特的墓志銘,卻是屬于古希臘數(shù)學(xué)家丟番 圖的。他的墓碑上刻著一道謎語(yǔ)般的數(shù)學(xué)題: “過(guò)路人,這座石墓里安葬著丟番圖。他生命的1/6 是幸福的童年,生命的1/12是青少年時(shí)期。又過(guò)了生命 的 1/ 7他才結(jié)婚?;楹?5年有了一個(gè)孩子,孩子活到他 父親一半的年紀(jì)便死去了。孩子死后,丟番圖在深深的悲 哀中又活了4年,也結(jié)束了塵世生涯。過(guò)路人,你知道丟 番圖的年紀(jì)嗎?” 丟番圖的年紀(jì)究竟有多大呢?
設(shè)他活了X歲,依題意可列出方程。這樣,要知道丟番圖的年紀(jì),只要解出這個(gè)方程就行了。
這段墓志銘寫得太妙了。誰(shuí)想知道丟番圖的年紀(jì),誰(shuí) 就得解一個(gè)一元一次方程;而這又正好提醒前來(lái)瞻仰的人 們,不要忘記了丟番圖獻(xiàn)身的事業(yè)。
在丟番圖之前,古希臘數(shù)學(xué)家習(xí)慣用幾何的觀點(diǎn)看待 遇到的所有數(shù)學(xué)問(wèn)題,而丟番圖則不然,他是古希臘第一 個(gè)大代數(shù)學(xué)家,喜歡用代數(shù)的方法來(lái)解決問(wèn)題?,F(xiàn)代解方程的基本步驟,如移項(xiàng)、合并同類項(xiàng)、,方程兩邊乘以同一因子等等,丟番圖都已知道了。他尤其擅長(zhǎng)解答不定方 程,發(fā)明了許多巧妙的方法,被西方數(shù)學(xué)家譽(yù)為這門數(shù)學(xué) 分支的開(kāi)山鼻祖。
丟番圖也是古希臘最后一個(gè)大數(shù)學(xué)家。遺憾的是,關(guān) 于他的生平。后人幾乎一無(wú)所知,既不知道他生于何地,也不知道他卒于何時(shí)。幸虧有了這段奇特的墓志銘,才知 道他曾享有84歲的高齡。
(2)希臘十字架問(wèn)題
圖上那只巨大的復(fù)活節(jié)彩蛋上有一個(gè)希臘十字架,從它引發(fā)出許多切割問(wèn)題,下面是其中的三個(gè)。
(a)將十字架圖形分成四塊,用它們拼成一個(gè)正方形;
有無(wú)限多種辦法把一個(gè)希臘十字架分成四塊,再把它們拼成一個(gè)正方形,下圖給出了其中的一個(gè)解法。奇妙的是,任何兩條切割直線,只要與圖上的直線分別平行,也可取得同樣的結(jié)果,分成的四塊東西總是能拼出一個(gè)正方形。
(b)將十字架圖形分成三塊,用它們拼成一個(gè)菱形;(c)將十字架圖形分成三塊,用它們拼成一個(gè)矩形,要求其 長(zhǎng)是寬的兩倍。
第二章
最完美的數(shù)
完美數(shù)又稱為完全數(shù),最初是由畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)的信徒發(fā)現(xiàn)的,他們注意到: 數(shù)6有一個(gè)特性,它等于它自己的因子(不包括它自身)的和: 6=1+2+3,下一個(gè)具有同樣性質(zhì)的數(shù)是28, 28=1+2+4+7+14 接著是496和8128.他們稱這類數(shù)為完美數(shù).歐幾里德在大約公元前350-300年間證明了: 若2n-1是素?cái)?shù),則數(shù) 2n-1[2n-1](1)是完全數(shù).兩千年后,歐拉證明每個(gè)偶完全數(shù)都具有這種形式.這就在完全數(shù)與梅森數(shù)(形式為2n?1的素?cái)?shù))之間建立了緊密的聯(lián)系,到1999
年6月1日為止,共發(fā)現(xiàn)了38個(gè)梅森素?cái)?shù),這就是說(shuō)已發(fā)現(xiàn)了38個(gè)完全數(shù).1:完全數(shù)是非常奇特的數(shù),它們有一些特殊性質(zhì),例如每個(gè)完全數(shù)都是三角形數(shù),即都能寫成n(n+1)/2.6=1+2+3=3*4/2 28=1+2=3+4+5+6+7=7*8/2 496=1+2+3+4+...+31=31*32/2....2(2-1)=1+2+3+...+(2-1)=(2-1)2/2 n-1n
n
n
n2:把它們(6除外)的各位數(shù)字相加,直到變成一位數(shù),那么這個(gè)一位數(shù)一定是1;它們都是連續(xù)奇數(shù)的立方和(6除外), 22(23-1)=28=13+33 2(2-1)=496=1+3+5+7
2(2-1)=8128=1+3+5+7+9+11+13+1
5....2n-1(2n-1)=13+33+53+...+(2(n+1)/2-1)3
3:除了因子1之外,每個(gè)完全數(shù)的所有因子(包括自身)的倒數(shù)和等于1,比如: 67
3453
31/2+1/3+1/6=1 1/2+1/4+1/7+1/14+1/28=1....4:完全數(shù)都是以6或8結(jié)尾的,如果以8結(jié)尾,那么就肯定是以28結(jié)尾.注意以上談到的完全數(shù)都是偶完全數(shù),至今仍然不知道有沒(méi)有奇完全數(shù),如果真的存在奇完全數(shù).第三章
有理數(shù)的巧算
有理數(shù)運(yùn)算是中學(xué)數(shù)學(xué)中一切運(yùn)算的基礎(chǔ).它要求同學(xué)們?cè)诶斫庥欣頂?shù)的有關(guān)概念、法則的基礎(chǔ)上,能根據(jù)法則、公式等正確、迅速地進(jìn)行運(yùn)算.不僅如此,還要善于根據(jù)題目條件,將推理與計(jì)算相結(jié)合,靈活巧妙地選擇合理的簡(jiǎn)捷的算法解決問(wèn)題,從而提高運(yùn)算能力,發(fā)展思維的敏捷性與靈活性.
1.括號(hào)的使用
在代數(shù)運(yùn)算中,可以根據(jù)運(yùn)算法則和運(yùn)算律,去掉或者添上括號(hào),以此來(lái)改變運(yùn)算的次序,使復(fù)雜的問(wèn)題變得較簡(jiǎn)單.
例1 計(jì)算:
分析 中學(xué)數(shù)學(xué)中,由于負(fù)數(shù)的引入,符號(hào)“+”與“-”具有了雙重涵義,它既是表示加法與減法的運(yùn)算符號(hào),也是表示正數(shù)與負(fù)數(shù)的性質(zhì)符號(hào).因此進(jìn)行有理數(shù)運(yùn)算時(shí),一定要正確運(yùn)用有理數(shù)的運(yùn)算法則,尤其是要注意去括號(hào)時(shí)符號(hào)的變化.
注意 在本例中的乘除運(yùn)算中,常常把小數(shù)變成分?jǐn)?shù),把帶分?jǐn)?shù)變成假分?jǐn)?shù),這樣便于計(jì)算.
例2 計(jì)算下式的值:
211×555+445×789+555×789+211×445.
分析 直接計(jì)算很麻煩,根據(jù)運(yùn)算規(guī)則,添加括號(hào)改變運(yùn)算次序,可使計(jì)算簡(jiǎn)單.本題可將第一、第四項(xiàng)和第二、第三項(xiàng)分別結(jié)合起來(lái)計(jì)算.
解 原式=(211×555+211×445)+(445×789+555×789)
=211×(555+445)+(445+555)×789
=211×1000+1000×789
=1000×(211+789)
=1 000 000.
說(shuō)明 加括號(hào)的一般思想方法是“分組求和”,它是有理數(shù)巧算中的常用技巧.
例3 在數(shù)1,2,3,?,1998前添符號(hào)“+”和“-”,并依次運(yùn)算,所得可能的最小非負(fù)數(shù)是多少?
分析與解 因?yàn)槿舾蓚€(gè)整數(shù)和的奇偶性,只與奇數(shù)的個(gè)數(shù)有關(guān),所以在1,2,3,?,1998之前任意添加符號(hào)“+”或“-”,不會(huì)改變和的奇偶性.在1,2,3,?,1998中有1998÷2個(gè)奇數(shù),即有999個(gè)奇數(shù),所以任意添加符號(hào)“+”或“-”之后,所得的代數(shù)和總為奇數(shù),故最小非負(fù)數(shù)不小于1.
現(xiàn)考慮在自然數(shù)n,n+1,n+2,n+3之間添加符號(hào)“+”或“-”,顯然
n-(n+1)-(n+2)+(n+3)=0.
這啟發(fā)我們將1,2,3,?,1998每連續(xù)四個(gè)數(shù)分為一組,再按上述規(guī)則添加符號(hào),即
(1-2-3+4)+(5-6-7+8)+?+(1993-1994-1995+1996)-1997+1998=1. 所以,所求最小非負(fù)數(shù)是1.
說(shuō)明 本例中,添括號(hào)是為了造出一系列的“零”,這種方法可使計(jì)算大大簡(jiǎn)化.
2.用字母表示數(shù)
我們先來(lái)計(jì)算(100+2)×(100-2)的值:(100+2)×(100-2)=100×100-2×100+2×100-4 =1002-22.
這是一個(gè)對(duì)具體數(shù)的運(yùn)算,若用字母a代換100,用字母b代換2,上述運(yùn)算過(guò)程變?yōu)?/p>
(a+b)(a-b)=a2-ab+ab-b2=a2-b2.
于是我們得到了一個(gè)重要的計(jì)算公式(a+b)(a-b)=a2-b2,①
這個(gè)公式叫平方差公式,以后應(yīng)用這個(gè)公式計(jì)算時(shí),不必重復(fù)公式的證明過(guò)程,可直接利用該公式計(jì)算.
例4 計(jì)算 3001×2999的值.
解 3001×2999=(3000+1)(3000-1)=30002-12=8 999 999.
例5 計(jì)算 103×97×10 009的值.
解 原式=(100+3)(100-3)(10000+9)=(1002-9)(1002+9)=1004-92=99 999 919.
例6 計(jì)算:
分析與解 直接計(jì)算繁.仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)分母中涉及到三個(gè)連續(xù)整數(shù):12 345,12 346,12 347.可設(shè)字母n=12 346,那么12 345=n-1,12 347=n+1,于是分母變?yōu)閚2-(n-1)(n+1).應(yīng)用平方差公式化簡(jiǎn)得 n2-(n2-12)=n2-n2+1=1,即原式分母的值是1,所以原式=24 690.
例7 計(jì)算:
(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)(232+1).
分析 式子中2,22,24,?每一個(gè)數(shù)都是前一個(gè)數(shù)的平方,若在(2+1)前面有一個(gè)(2-1),就可以連續(xù)遞進(jìn)地運(yùn)用(a+b)(a-b)=a2-b2了.
解 原式=(2-1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)×(216+1)(232+1)
=(22-1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)×(232+1)
=(24-1)(24+1)(28+1)(216+1)(232+1)=??
=(232-1)(232+1)=264-1.
例8 計(jì)算:
分析 在前面的例題中,應(yīng)用過(guò)公式(a+b)(a-b)=a2-b2.
這個(gè)公式也可以反著使用,即 a2-b2=(a+b)(a-b).
本題就是一個(gè)例子.
通過(guò)以上例題可以看到,用字母表示數(shù)給我們的計(jì)算帶來(lái)很大的益處.下面再看一個(gè)例題,從中可以看到用字母表示一個(gè)式子,也可使計(jì)算簡(jiǎn)化.
例9計(jì)算:
我們用一個(gè)字母表示它以簡(jiǎn)化計(jì)算.
. 觀察算式找規(guī)律
例10 某班20名學(xué)生的數(shù)學(xué)期末考試成績(jī)?nèi)缦?,?qǐng)計(jì)算他們的總分與平均分.
87,91,94,88,93,91,89,87,92,86,90,92,88,90,91,86,89,92,95,88.
分析與解 若直接把20個(gè)數(shù)加起來(lái),顯然運(yùn)算量較大,粗略地估計(jì)一下,這些數(shù)均在90上下,所以可取90為基準(zhǔn)數(shù),大于90的數(shù)取“正”,小于90的數(shù)取“負(fù)”,考察這20個(gè)數(shù)與90的差,這樣會(huì)大大簡(jiǎn)化運(yùn)算.所以總分為
90×20+(-3)+1+4+(-2)+3+1+(-1)+(-3)
+2+(-4)+0+2+(-2)+0+1+(-4)+(-1)
+2+5+(-2)
=1800-1=1799,平均分為 90+(-1)÷20=89.95.
例11 計(jì)算1+3+5+7+?+1997+1999的值.
分析 觀察發(fā)現(xiàn):首先算式中,從第二項(xiàng)開(kāi)始,后項(xiàng)減前項(xiàng)的差都等于2;其次算式中首末兩項(xiàng)之和與距首末兩項(xiàng)等距離的兩項(xiàng)之和都等于2000,于是可有如下解法.
解 用字母S表示所求算式,即 S=1+3+5+?+1997+1999. ①
再將S各項(xiàng)倒過(guò)來(lái)寫為 S=1999+1997+1995+?+3+1. ②
將①,②兩式左右分別相加,得
2S=(1+1999)+(3+1997)+?+(1997+3)+(1999+1)
=2000+2000+?+2000+2000(1000個(gè)2000)
=2000×1000.
從而有 S=1000 000.
說(shuō)明 一般地,一列數(shù),如果從第二項(xiàng)開(kāi)始,后項(xiàng)減前項(xiàng)的差都相等(本題3-1=5-3=7-5=?=1999-1997,都等于2),那么,這列數(shù)的求和問(wèn)題,都可以用上例中的“倒寫相加”的方法解決.
例13 計(jì)算 1+5+52+53+?+599+5100的值.
分析 觀察發(fā)現(xiàn),上式從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是它前面一項(xiàng)的5倍.如果將和式各項(xiàng)都乘以5,所得新和式中除個(gè)別項(xiàng)外,其余與原和式中的項(xiàng)相同,于是兩式相減將使差易于計(jì)算.
解 設(shè)
S=1+5+52+?+599+5100,①
所以
5S=5+52+53+?+5100+5101. ②
②—①得 4S=5101-1,說(shuō)明 如果一列數(shù),從第二項(xiàng)起每一項(xiàng)與前一項(xiàng)之比都相等(本例中是都等于5),那么這列數(shù)的求和問(wèn)題,均可用上述“錯(cuò)位相減”法來(lái)解決.
例14 計(jì)算:
分析 一般情況下,分?jǐn)?shù)計(jì)算是先通分.本題通分計(jì)算將很繁,所以我們不但不通分,反而利用如下一個(gè)關(guān)系式
來(lái)把每一項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差,然后再計(jì)算,這種方法叫做拆項(xiàng)法.
解 由于
所以
說(shuō)明 本例使用拆項(xiàng)法的目的是使總和中出現(xiàn)一些可以相消的相反數(shù)的項(xiàng),這種方法在有理數(shù)巧算中很常用.
練習(xí)
1.計(jì)算下列各式的值:
(1)-1+3-5+7-9+11-?-1997+1999;
(2)11+12-13-14+15+16-17-18+?+99+100;
(3)1991×1999-1990×2000;
(4)4726342+472 6352-472 633×472 635-472 634×472 636;
(6)1+4+7+?+244;
2.某小組20名同學(xué)的數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)成績(jī)?nèi)缦?,試?jì)算他們的平均分.
81,72,77,83,73,85,92,84,75,63,76,97,80,90,76,91,86,78,74,85.
第四章 歸納與發(fā)現(xiàn)
歸納的方法是認(rèn)識(shí)事物內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性的一種重要思考方法,也是數(shù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)命題與發(fā)現(xiàn)解題思路的一種重要手段.這里的歸納指的是常用的經(jīng)驗(yàn)歸納,也就是在求解數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),首先從簡(jiǎn)單的特殊情況的觀察入手,取得一些局部的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果,然后以這些經(jīng)驗(yàn)作基礎(chǔ),分析概括這些經(jīng)驗(yàn)的共同特征,從而發(fā)現(xiàn)解題的一般途徑或新的命題的思考方法.下面舉幾個(gè)例題,以見(jiàn)一般.
例1 如圖2-99,有一個(gè)六邊形點(diǎn)陣,它的中心是一個(gè)點(diǎn),算作第一層;第二層每邊有兩個(gè)點(diǎn)(相鄰兩邊公用一個(gè)點(diǎn));第三層每邊有三個(gè)點(diǎn),?這個(gè)六邊形點(diǎn)陣共有n層,試問(wèn)第n層有多少個(gè)點(diǎn)?這個(gè)點(diǎn)陣共有多少個(gè)點(diǎn)?
分析與解 我們來(lái)觀察點(diǎn)陣中各層點(diǎn)數(shù)的規(guī)律,然后歸納出點(diǎn)陣共有的點(diǎn)數(shù).
第一層有點(diǎn)數(shù):1;
第二層有點(diǎn)數(shù):1×6; 第三層有點(diǎn)數(shù):2×6; 第四層有點(diǎn)數(shù):3×6;
??
第n層有點(diǎn)數(shù):(n-1)×6.因此,這個(gè)點(diǎn)陣的第n層有點(diǎn)(n-1)×6個(gè).n層共有點(diǎn)數(shù)為
例2 在平面上有過(guò)同一點(diǎn)P,并且半徑相等的n個(gè)圓,其中任何兩個(gè)圓都有兩個(gè)交點(diǎn),任何三個(gè)圓除P點(diǎn)外無(wú)其他公共點(diǎn),那么試問(wèn):
(1)這n個(gè)圓把平面劃分成多少個(gè)平面區(qū)域?
(2)這n個(gè)圓共有多少個(gè)交點(diǎn)?
分析與解(1)在圖2-100中,設(shè)以P點(diǎn)為公共點(diǎn)的圓有1,2,3,4,5個(gè)(取這n個(gè)特定的圓),觀察平面被它們所分割成的平面區(qū)域有多少個(gè)?為此,我們列出表18.1.
由表18.1易知
S2-S1=2,S3-S2=3,S4-S3=4,S5-S4=5,??
由此,不難推測(cè)
Sn-Sn-1=n.
把上面(n-1)個(gè)等式左、右兩邊分別相加,就得到
Sn-S1=2+3+4+?+n,因?yàn)镾1=2,所以
Sn-Sn-1=n,即Sn=Sn-1+n的正確性略作說(shuō)明.
下面對(duì)
因?yàn)镾n-1為n-1個(gè)圓把平面劃分的區(qū)域數(shù),當(dāng)再加上一個(gè)圓,即當(dāng)n個(gè)圓過(guò)定點(diǎn)P時(shí),這個(gè)加上去的圓必與前n-1個(gè)圓相交,所以這個(gè)圓就被前n-1個(gè)圓分成n部分,加在Sn-1上,所以有Sn=Sn-1+n.
(2)與(1)一樣,同樣用觀察、歸納、發(fā)現(xiàn)的方法來(lái)解決.為此,可列出表18.2.
由表18.2容易發(fā)現(xiàn)
a1=1,a2-a1=1,a3-a2=2,a4-a3=3,a5-a4=4,?? an-1-an-2=n-2,an-an-1=n-1.
n個(gè)式子相加
注意 請(qǐng)讀者說(shuō)明an=an-1+(n-1)的正確性.
例3 設(shè)a,b,c表示三角形三邊的長(zhǎng),它們都是自然數(shù),其中a≤b≤c,如果 b=n(n是自然數(shù)),試問(wèn)這樣的三角形有多少個(gè)?
分析與解 我們先來(lái)研究一些特殊情況:
(1)設(shè)b=n=1,這時(shí)b=1,因?yàn)閍≤b≤c,所以a=1,c可取1,2,3,?.若c=1,則得到一個(gè)三邊都為1的等邊三角形;若c≥2,由于a+b=2,那么a+b不大于第三邊c,這時(shí)不可能由a,b,c構(gòu)成三角形,可見(jiàn),當(dāng)b=n=1時(shí),滿足條件的三角形只有一個(gè).
(2)設(shè)b=n=2,類似地可以列舉各種情況如表18.3.
這時(shí)滿足條件的三角形總數(shù)為:1+2=3.
(3)設(shè)b=n=3,類似地可得表18.4.
這時(shí)滿足條件的三角形總數(shù)為:1+2+3=6.
通過(guò)上面這些特例不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)b=n時(shí),滿足條件的三角形總數(shù)為:
這個(gè)猜想是正確的.因?yàn)楫?dāng)b=n時(shí),a可取n個(gè)值(1,2,3,?,n),對(duì)應(yīng)于a的每個(gè)值,不妨設(shè)a=k(1≤k≤n).由于b≤c<a+b,即n≤c<n+k,所以c可能取的值恰好有k個(gè)(n,n+1,n+2,?,n+k-1).所以,當(dāng)b=n時(shí),滿足條件的三角形總數(shù)為:
例4 設(shè)1×2×3×?×n縮寫為n!(稱作n的階乘),試化簡(jiǎn):1!×+2!×2+3!×3+?+n!×n.分析與解 先觀察特殊情況:
(1)當(dāng)n=1時(shí),原式=1=(1+1)!-1;
(2)當(dāng)n=2時(shí),原式=5=(2+1)!-1;
(3)當(dāng)n=3時(shí),原式=23=(3+1)!-1;
(4)當(dāng)n=4時(shí),原式=119=(4+1)!-1.
由此做出一般歸納猜想:原式=(n+1)!-1.下面我們證明這個(gè)猜想的正確性.
1+原式=1+(1!×1+2!×2+3!×3+?+n!×n)
=1!×2+2!×2+3!×3+?+n!×n 33 =2!+2!×2+3!×3+?+n!×n
=2!×3+3!×3+?+n!×n
=3!+3!×3+?+n!×n=?
=n!+n!×n=(n+1)!,所以原式=(n+1)!-1.例5 設(shè)x>0,試比較代數(shù)式x3和x2+x+2的值的大?。?/p>
分析與解 本題直接觀察,不好做出歸納猜想,因此可設(shè)x等于某些特殊值,代入兩式中做試驗(yàn)比較,或許能啟發(fā)我們發(fā)現(xiàn)解題思路.為此,設(shè)x=0,顯然有
x3<x2+x+2.①
設(shè)x=10,則有x3=1000,x2+x+2=112,所以
x3>x2+x+2.②
設(shè)x=100,則有x3>x2+x+2.
觀察、比較①,②兩式的條件和結(jié)論,可以發(fā)現(xiàn):當(dāng)x值較小時(shí),x3<x2+x+2;當(dāng)x值較大時(shí),x3>x2+x+2.
那么自然會(huì)想到:當(dāng)x=?時(shí),x3=x2+x+2呢?如果這個(gè)方程得解,則它很可能就是本題得解的“臨界點(diǎn)”.為此,設(shè)x3=x2+x+2,則
x3-x2-x-2=0,(x3-x2-2x)+(x-2)=0,(x-2)(x2+x+1)=0.
因?yàn)閤>0,所以x2+x+1>0,所以x-2=0,所以x=2.這樣(1)當(dāng)x=2時(shí),x3=x2+x+2;(2)當(dāng)0<x<2時(shí),因?yàn)?/p>
x-2<0,x2+x+2>0,所以(x-2)(x2+x+2)<0,x3-(x2+x+2)<0,所以 x3<x2+x+2.(3)當(dāng)x>2時(shí),因?yàn)?/p>
x-2>0,x2+x+2>0,所以(x-2)(x2+x+2)>0,即
即
x3-(x2+x+2)>0,所以 x3>x2+x+2.
綜合歸納(1),(2),(3),就得到本題的解答. 練習(xí)七
1.試證明例7中:
2.平面上有n條直線,其中沒(méi)有兩條直線互相平行(即每?jī)蓷l直線都相交),也沒(méi)有三條或三條以上的直線通過(guò)同一點(diǎn).試求:
(1)這n條直線共有多少個(gè)交點(diǎn)?
(2)這n條直線把平面分割為多少塊區(qū)域?
然后做出證明.)
3.求適合x5=656356768的整數(shù)x.
(提示:顯然x不易直接求出,但可注意其取值范圍:505<656356768<605,所以502<x<602.)
第五章 生活中的數(shù)學(xué)(儲(chǔ)蓄、保險(xiǎn)與納稅)
儲(chǔ)蓄、保險(xiǎn)、納稅是最常見(jiàn)的有關(guān)理財(cái)方面的數(shù)學(xué)問(wèn)題,幾乎人人都會(huì)遇到,因此,我們?cè)谶@一講舉例介紹有關(guān)這方面的知識(shí),以增強(qiáng)理財(cái)?shù)淖晕冶Wo(hù)意識(shí)和處理簡(jiǎn)單財(cái)務(wù)問(wèn)題的數(shù)學(xué)能力.
1.儲(chǔ)蓄
銀行對(duì)存款人付給利息,這叫儲(chǔ)蓄.存入的錢叫本金.一定存期(年、月或日)內(nèi)的利息對(duì)本金的比叫利率.本金加上利息叫本利和.
利息=本金×利率×存期,本利和=本金×(1+利率經(jīng)×存期).
如果用p,r,n,i,s分別表示本金、利率、存期、利息與本利和,那么有
i=prn,s=p(1+rn).
例1 設(shè)年利率為0.0171,某人存入銀行2000元,3年后得到利息多少元?本利和為多少元?
解 i=2000×0.0171×3=102.6(元).
s=2000×(1+0.0171×3)=2102.6(元).
答 某人得到利息102.6元,本利和為2102.6元.
以上計(jì)算利息的方法叫單利法,單利法的特點(diǎn)是無(wú)論存款多少年,利息都不加入本金.相對(duì)地,如果存款年限較長(zhǎng),約定在每年的某月把利息加入本金,這就是復(fù)利法,即利息再生利息.目前我國(guó)銀行存款多數(shù)實(shí)行的是單利法.不過(guò)規(guī)定存款的年限越長(zhǎng)利率也越高.例如,1998年3月我國(guó)銀行公布的定期儲(chǔ)蓄人民幣的年利率如表22.1所示.
用復(fù)利法計(jì)算本利和,如果設(shè)本金是p元,年利率是r,存期是n年,那么若第1年到第n年的本利和分別是s1,s2,?,sn,則
s1=p(1+r),s2=s1(1+r)=p(1+r)(1+r)=p(1+r)2,s3=s2(1+r)=p(1+r)2(1+r)=p(1+r)3,??,sn=p(1+r)n.
例2 小李有20000元,想存入銀行儲(chǔ)蓄5年,可有幾種儲(chǔ)蓄方案,哪種方案獲利最多?
解 按表22.1的利率計(jì)算.
(1)連續(xù)存五個(gè)1年期,則5年期滿的本利和為
20000(1+0.0522)5≈25794(元).
(2)先存一個(gè)2年期,再連續(xù)存三個(gè)1年期,則5年后本利和為
20000(1+0.0558×2)·(1+0.0522)3≈25898(元).
(3)先連續(xù)存二個(gè)2年期,再存一個(gè)1年期,則5年后本利和為
20000(1+0.0558×2)2·(1+0.0552)≈26003(元).
(4)先存一個(gè)3年期,再轉(zhuǎn)存一個(gè)2年期,則5年后的本利和為
20000(1+0.0621×3)·(1+0.0558×2)≈26374(元).
(5)先存一個(gè)3年期,然后再連續(xù)存二個(gè)1年期,則5年后本利和為
20000(1+0.0621×3)·(1+0.0522)2≈26268(元).
(6)存一個(gè)5年期,則到期后本利和為
20000(1+0.0666×5)≈26660(元).
顯然,第六種方案,獲利最多,可見(jiàn)國(guó)家所規(guī)定的年利率已經(jīng)充分考慮了你可能選擇的存款方案,利率是合理的.
2.保險(xiǎn)
保險(xiǎn)是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的一種生活、生命和財(cái)產(chǎn)保護(hù)的金融事業(yè).例如,火災(zāi)保險(xiǎn)就是由于火災(zāi)所引起損失的保險(xiǎn),人壽保險(xiǎn)是由于人身意外傷害或養(yǎng)老的保險(xiǎn),等等.下面舉兩個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例.
例3 假設(shè)一個(gè)小城鎮(zhèn)過(guò)去10年中,發(fā)生火災(zāi)情況如表22.2所示.
試問(wèn):(1)設(shè)想平均每年在1000家中燒掉幾家?
(2)如果保戶投保30萬(wàn)元的火災(zāi)保險(xiǎn),最低限度要交多少保險(xiǎn)費(fèi)保險(xiǎn)公司才不虧本?
解(1)因?yàn)?/p>
1+0+1+2+0+2+1+2+0+2=11(家),365+371+385+395+412+418+430+435+440+445=4096(家).
11÷4096≈0.0026.
(2)300000×0.0026=780(元).
答(1)每年在1000家中,大約燒掉2.6家.
(2)投保30萬(wàn)元的保險(xiǎn)費(fèi),至少需交780元的保險(xiǎn)費(fèi).
例4 財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是常見(jiàn)的保險(xiǎn).假定A種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是每投保1000元財(cái)產(chǎn),要交3元保險(xiǎn)費(fèi),保險(xiǎn)期為1年,期滿后不退保險(xiǎn)費(fèi),續(xù)保需重新交費(fèi).B種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是按儲(chǔ)蓄方式,每1000元財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)交儲(chǔ)蓄金25元,保險(xiǎn)一年.期滿后不論是否得到賠款均全額退還儲(chǔ)蓄金,以利息作為保險(xiǎn)費(fèi).今有兄弟二人,哥哥投保8萬(wàn)元A種保險(xiǎn)一年,弟弟投保8萬(wàn)元B種保險(xiǎn)一年.試問(wèn)兄弟二人誰(shuí)投的保險(xiǎn)更合算些?(假定定期存款1年期利率為5.22%)
解 哥哥投保8萬(wàn)元A種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn),需交保險(xiǎn)費(fèi)
80000÷1000×3=80×3=240(元).
弟弟投保8萬(wàn)元B種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn),按每1000元交25元保險(xiǎn)儲(chǔ)蓄金算,共交
80000÷1000×25=2000(元),而2000元一年的利息為
2000×0.0522=104.4(元).
兄弟二人相比較,弟弟少花了保險(xiǎn)費(fèi)約
240-104.4=135.60(元).
因此,弟弟投的保險(xiǎn)更合算些.
3.納稅
納稅是每個(gè)公民的義務(wù),對(duì)于每個(gè)工作人員來(lái)說(shuō),除了工資部分按國(guó)家規(guī)定納稅外,個(gè)人勞務(wù)增收也應(yīng)納稅.現(xiàn)行勞務(wù)報(bào)酬納稅辦法有三種:
(1)每次取得勞務(wù)報(bào)酬不超過(guò)1000元的(包括1000元),預(yù)扣率為3%,全額計(jì)稅.
(2)每次取得勞務(wù)報(bào)酬1000元以上、4000元以下,減除費(fèi)用800元后的余額,依照20%的比例稅率,計(jì)算應(yīng)納稅額.
(3)每次取得勞務(wù)報(bào)酬4000元以上的,減除20%的費(fèi)用后,依照20%的比例稅率,計(jì)算應(yīng)納稅額.
每次取得勞務(wù)報(bào)酬超過(guò)20000元的(暫略).
由(1),(2),(3)的規(guī)定,我們?nèi)绻O(shè)個(gè)人每次勞務(wù)報(bào)酬為x元,y為相應(yīng)的納稅金額(元),那么,我們可以寫出關(guān)于勞務(wù)報(bào)酬納稅的分段函數(shù):
例5 小王和小張兩人一次共取得勞務(wù)報(bào)酬10000元,已知小王的報(bào)酬是小張的2倍多,兩人共繳納個(gè)人所得稅1560元,問(wèn)小王和小張各得勞務(wù)報(bào)酬多少元?
解 根據(jù)勞務(wù)報(bào)酬所得稅計(jì)算方法(見(jiàn)函數(shù)①),從已知條件分析可知小王的收入超過(guò)4000元,而小張的收入在1000~4000之間,如果設(shè)小王的收入為x元,小張的收入為y元,則有方程組:
由①得y=10000-x,將之代入②得
x(1-20%)20%+(10000-x-800)20%=1560,化簡(jiǎn)、整理得
0.16x-0.2x+1840=1560,所以
0.04x=280,x=7000(元).
則 y=10000-7000=3000(元).
所以
答 小王收入7000元,小張收入3000元.
例6 如果對(duì)寫文章、出版圖書所獲稿費(fèi)的納稅計(jì)算方法是
其中y(x)表示稿費(fèi)為x元應(yīng)繳納的稅額.
那么若小紅的爸爸取得一筆稿費(fèi),繳納個(gè)人所得稅后,得到6216元,問(wèn)這筆稿費(fèi)是多少元?
解 設(shè)這筆稿費(fèi)為x元,由于x>4000,所以,根據(jù)相應(yīng)的納稅規(guī)定,有方程
x(1-20%)· 20%×(1-30%)=x-6216,化簡(jiǎn)、整理得
0.112x=x-6216,所以 0.888x=6216,所以 x=7000(元).
答 這筆稿費(fèi)是7000元.
練習(xí)八
1.按下列三種方法,將100元存入銀行,10年后的本利和各是多少?(設(shè)1年期、3年期、5年期的年利率分別為5.22%,6.21%,6.66%保持不變)
(1)定期1年,每存滿1年,將本利和自動(dòng)轉(zhuǎn)存下一年,共續(xù)存10年;
(2)先連續(xù)存三個(gè)3年期,9年后將本利和轉(zhuǎn)存1年期,合計(jì)共存10年;
(3)連續(xù)存二個(gè)5年期.
2.李光購(gòu)買了25000元某公司5年期的債券,5年后得到本利和為40000元,問(wèn)這種債券的年利率是多少?
3.王芳取得一筆稿費(fèi),繳納個(gè)人所得稅后,得到2580元,問(wèn)這筆稿費(fèi)是多少元?
4.把本金5000元存入銀行,年利率為0.0522,幾年后本利和為6566元(單利法)?
第六章
中外著名數(shù)學(xué)家
1、韋達(dá)(1540-1603),法國(guó)數(shù)學(xué)家。
年青時(shí)學(xué)習(xí)法律當(dāng)過(guò)律師,后從事政治活動(dòng),當(dāng)過(guò)議會(huì)議員,在西班牙的戰(zhàn)爭(zhēng)中曾為政府破譯敵軍密碼。韋達(dá)還致力于數(shù)學(xué)研究,第一個(gè)有意識(shí)地和系統(tǒng)地使用字母來(lái)表示已知數(shù)、未知數(shù)及其乘冪,帶來(lái)了代數(shù)理論研究的重大進(jìn)步。韋達(dá)討論了方程根的多種有理變換,發(fā)現(xiàn)了方程根與分?jǐn)?shù)的關(guān)系,韋達(dá)在歐洲被尊稱為“代數(shù)學(xué)之父”。1579年,韋達(dá)出版《應(yīng)用于三角形的數(shù)學(xué)定律》
2、帕斯卡(1623──1662年)是法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和哲學(xué)家.
16歲的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)了著名的“帕斯卡定理”,即“圓錐曲線內(nèi)接六邊形的三組對(duì)邊的交點(diǎn)共線”,對(duì)射影幾何學(xué)作出了重要貢獻(xiàn).19歲時(shí),發(fā)明了一種能做加法和減法運(yùn)算的計(jì)算器,這是世界上第一臺(tái)機(jī)械式的計(jì)算機(jī).他對(duì)連續(xù)不可分量、微分三角形、面積和重心等問(wèn)題的深入研究,對(duì)微積分學(xué)的建立起到了積極的作用.帕斯卡對(duì)數(shù)學(xué)的最大貢獻(xiàn)是創(chuàng)立概率論,為了解決概率論和組合分析方面的問(wèn)題,帕斯卡廣泛應(yīng)用了算術(shù)三角形(即二項(xiàng)式定理系數(shù)表,西方稱帕斯卡三角,我國(guó)稱賈憲三角或楊輝三角),并深入研究了二項(xiàng)展開(kāi)式的系數(shù)規(guī)律以及這個(gè)三角形的構(gòu)造及其許多有趣的性質(zhì)。帕斯卡在物理學(xué)方面提出了重要的“帕斯卡定律”。他所著《思想錄》和《致鄉(xiāng)人書》對(duì)法國(guó)散文的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。
3、在數(shù)學(xué)史上,很難再找到如此年輕而如此有創(chuàng)見(jiàn)的數(shù)學(xué)家。他就是出生在法國(guó)的伽羅華(1811——1832)
伽羅華才華橫溢,思維敏捷,十七歲時(shí)就寫了一篇關(guān)于《五次方程代數(shù)解法》這個(gè)世界數(shù)學(xué)難題的論文,最先提出了近代數(shù)學(xué)的一個(gè)基本概念
——“群”??墒沁@篇論文被法國(guó)科學(xué)院一位目空一切的數(shù)學(xué)家丟失了。次年,他又寫了幾篇數(shù)學(xué)論文送交法國(guó)科學(xué)院,不料主審人因車禍去世,論文也不知所蹤。再過(guò)兩年,他被近把自己的研究再次寫成簡(jiǎn)述,寄往法國(guó)科學(xué),他去信尖銳地提醒權(quán)威們:“第一,不要因?yàn)槲医匈ち_化,第二,不要因?yàn)槲沂谴髮W(xué)生,”而“預(yù)先決定我對(duì)這個(gè)問(wèn)題無(wú)能為力?!痹谶@封咄咄逼人的書信面前,有兩位數(shù)學(xué)家不得不宣讀了他的研究簡(jiǎn)述,但隨即又以“完全不能理解”予以否定,其實(shí),他們并沒(méi)有讀懂伽羅華的論文。
伽羅華二十一歲那年死于決斗。臨死前他對(duì)守在旁邊的弟弟說(shuō):“不要忘了我,因?yàn)槊\(yùn)不讓我活到祖國(guó)知道我的名字的時(shí)候。”在決斗前夜,他給友人寫了著名的“科學(xué)遺囑”,其中充滿自信地說(shuō):“我一行中不只一次敢于提出我沒(méi)有把握的命題,我期待著將來(lái)總會(huì)有人認(rèn)識(shí)到:解開(kāi)這個(gè)謎對(duì)雅可比和高斯是有好處的?!?/p>
他的預(yù)言成為現(xiàn)實(shí),那是在三十八年他的六十頁(yè)厚的論文終于出版的時(shí)候,從此,他被認(rèn)為“群論”的奠基 人。
4、劉 徽
劉徽(生于公元250年左右),是中國(guó)數(shù)學(xué)史上一個(gè)非常偉大的數(shù)學(xué)家,在世界數(shù)學(xué)史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算術(shù)注》和《海島算經(jīng)》,是我國(guó)最寶貴的數(shù)學(xué)遺產(chǎn).
《九章算術(shù)》約成書于東漢之初,共有246個(gè)問(wèn)題的解法.在許多方面:如解聯(lián)立方程,分?jǐn)?shù)四則運(yùn)算,正負(fù)數(shù)運(yùn)算,幾何圖形的體積面積計(jì)算等,都屬于世界先進(jìn)之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對(duì)此均作了補(bǔ)充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創(chuàng)造性的
貢獻(xiàn).他是世界上最早提出十進(jìn)小數(shù)概念的人,并用十進(jìn)小數(shù)來(lái)表示無(wú)理數(shù)的立方根.在代數(shù)方面,他正確地提出了正負(fù)數(shù)的概念及其加減運(yùn)算的法則;改進(jìn)了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了“割圓術(shù)”,即將圓周用內(nèi)接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長(zhǎng)的方法.他利用割圓術(shù)科學(xué)地求出了圓周率π=3.14的結(jié)果.劉徽在割圓術(shù)中提出的“割之彌細(xì),所失彌少,割之又割以至于不可割,則與圓合體而無(wú)所失矣”,這可視為中國(guó)古代極限觀念的佳作.
《海島算經(jīng)》一書中,劉徽精心選編了九個(gè)測(cè)量問(wèn)題,這些題目的創(chuàng)造性、復(fù)雜性和富有代表性,都在當(dāng)時(shí)為西方所矚目.
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是我國(guó)最早明確主張用邏輯推理的方式來(lái)論證數(shù)學(xué)命題的人.
劉徽的一生是為數(shù)學(xué)刻苦探求的一生.他雖然地位低下,但人格高尚.他不是沽名釣譽(yù)的庸人,而是學(xué)而不厭的偉人,他給我們中華民族留下了寶貴的財(cái)富.
5、賈 憲
賈憲,中國(guó)古代北宋時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家。曾撰寫的《黃帝九章算法細(xì)草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:數(shù)導(dǎo))均已失傳。
他的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)造了“賈憲三角”和增乘開(kāi)方法,增乘開(kāi)方法即求高次冪的正根法。目前中學(xué)數(shù)學(xué)中的混合除法,其原理和程序均與此相仿,增乘開(kāi)方法比傳統(tǒng)的方法整齊簡(jiǎn)捷、又更程序化,所以在開(kāi)高次方時(shí),尤其顯出它的優(yōu)越性,這個(gè)方法的提出要比歐洲數(shù)學(xué)家霍納的結(jié)論早七百多年。
6、秦九韶
秦九韶(約1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江蘇,浙江等地做官,1261年左右被貶至梅州,(今廣東梅縣),不久死于任所。他與李冶,楊輝,朱世杰并稱宋元數(shù)學(xué)四大家。早年在杭州“訪習(xí)于太史,又嘗從隱君子受數(shù)學(xué)”,1247年寫成著名的《數(shù)書九章》?!稊?shù)書九章》全書凡18卷,81題,分為九大類。其最重要的數(shù)學(xué)成就----“大衍總數(shù)術(shù)”(一次同余組解法)與“正負(fù)開(kāi)方術(shù)"(高次方程數(shù)值解法),使這部宋代算經(jīng)在中世紀(jì)世界數(shù)學(xué)史上占有突出的地位。
7、李冶
李冶(1192----1279),原名李治,號(hào)敬齋,金代真定欒城人,曾任鈞州(今河南禹縣)知事,1232年鈞州被蒙古軍所破,遂隱居治學(xué),被元世祖忽必烈聘為翰林學(xué)士,僅一年,便辭官回鄉(xiāng)。1248年撰成《測(cè)圓海鏡》,其主要目的是說(shuō)明用天元術(shù)列方程的方法?!疤煸g(shù)”與現(xiàn)代代數(shù)中的列方程法相類似,“立天元一為某某”,相當(dāng)于“設(shè)x為某某“,可以說(shuō)是符號(hào)代數(shù)的嘗試。李冶還有另一步數(shù)學(xué)著作《益古演段》(1259)也是講解天元術(shù)的。
8、朱世杰
朱世杰(1300前后),字漢卿,號(hào)松庭,寓居燕山(今北京附近),“以數(shù)學(xué)名家周游湖海二十余年”,“踵門而學(xué)者云集”(莫若、祖頤:《四元玉鑒》
后序)。朱世杰數(shù)學(xué)代表作有《算學(xué)啟蒙》(1299)和《四元玉鑒》(1303)。《算術(shù)啟蒙》是一部通俗數(shù)學(xué)名著,曾流傳海外,影響了朝鮮、日本數(shù)學(xué)的發(fā)展。《四元玉鑒》則是中國(guó)宋元數(shù)學(xué)高峰的又一個(gè)標(biāo)志,其中最杰出的數(shù)學(xué)創(chuàng)造有“四元術(shù)”(多元高次方程列式與消元解法)、“垛積術(shù)”(高階等差數(shù)列求和)與“招差術(shù)”(高次內(nèi)插法).
9、祖沖之
祖沖之(公元429~500年)祖籍是現(xiàn)今河北省淶源縣,他是南北朝時(shí)代的一位杰出科學(xué)家。他不僅是一位數(shù)學(xué)家,同時(shí)還通曉天文歷法、機(jī)械制造、音樂(lè)等領(lǐng)域,并且是一位天文學(xué)家。
祖沖之在數(shù)學(xué)方面的主要成就是關(guān)于圓周率的計(jì)算,他算出的圓周率為3.1415926<π<3.1415927,這一結(jié)果的重要意義在于指出誤差的范圍,是當(dāng)時(shí)世界最杰出的成就。祖沖之確定了兩個(gè)形式的π值,約率355/173(≈3.1415926)密率22/7(≈3.14),這兩個(gè)數(shù)都是π的漸近分?jǐn)?shù)。
10、祖 暅
祖暅,祖沖之之子,同其父祖沖之一起圓滿解決了球面積的計(jì)算問(wèn)題,得到正確的體積公式。現(xiàn)行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世紀(jì)可謂祖暅對(duì)世界杰出的貢獻(xiàn)。
11、楊輝
楊輝,中國(guó)南宋時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家。在13世紀(jì)中葉活動(dòng)于蘇杭一帶,其著作甚多。
第三篇:初中數(shù)學(xué)興趣小組校本教材
初中數(shù)學(xué)校本教材
———— 《校本課程》序言
一、把握數(shù)學(xué)的生活性——“使教學(xué)有生活味”
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出:“數(shù)學(xué)可以幫助人們更好地探求客觀世界的規(guī)律,并對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中大量紛繁復(fù)雜的信息作出恰當(dāng)?shù)倪x擇和判斷,進(jìn)而解決問(wèn)題,直接為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值”。這說(shuō)明數(shù)學(xué)來(lái)源于社會(huì),同時(shí)也反作用于社會(huì),社會(huì)生活與數(shù)學(xué)關(guān)系密切,它已經(jīng)滲透到生活的每個(gè)方面,我們的衣食住行都離不開(kāi)它。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)論認(rèn)為:數(shù)學(xué)源于生活,又運(yùn)用于生活,生活中充滿數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)教育寓于生活實(shí)際。有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生溝通生活中的具體問(wèn)題與有關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題的聯(lián)系,借助學(xué)生熟悉的生活實(shí)際中的具體事例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的求知欲,幫助學(xué)生更好的理解和掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),并運(yùn)用學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
二、把握數(shù)學(xué)的美育性——“使教學(xué)有韻味”
數(shù)學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是人類最高超的智力成就,也是人類心靈最獨(dú)特的創(chuàng)作。音樂(lè)能激發(fā)或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩(shī)歌能動(dòng)人心弦,哲學(xué)使人獲得智慧,科學(xué)可改善物質(zhì)生活,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!?美作為現(xiàn)實(shí)的事物和現(xiàn)象,物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品、藝術(shù)作品等屬性總和,具有:勻稱性、比例性、和諧性、色彩變幻、鮮明性和新穎性。作為精神產(chǎn)品的數(shù)學(xué)就具有上述美的特點(diǎn)。
簡(jiǎn)練、精確是數(shù)學(xué)的美。數(shù)學(xué)的基本定理說(shuō)法簡(jiǎn)約,卻又涵蓋真理,讓人閱讀簡(jiǎn)便卻又印象深刻。數(shù)學(xué)語(yǔ)言是如此慎重的、有意的而且經(jīng)常是精心設(shè)計(jì)的,憑借數(shù)學(xué)語(yǔ)言的嚴(yán)密性和簡(jiǎn)潔性,我們就可以表達(dá)和研究數(shù)學(xué)思想,這種簡(jiǎn)潔性有助于思維的效率。
數(shù)學(xué)很講究它的邏輯美。數(shù)學(xué)的應(yīng)用是被人們廣泛認(rèn)同的,可學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)還能訓(xùn)練人的邏輯思維能力。尤其是幾何的證明講究前因后果,每一步都要前后呼應(yīng),抽象的數(shù)學(xué)也顯示它模糊的美。抽象給我們想象的余地,讓我們思維海闊天空,給學(xué)生留有了思索和創(chuàng)新的空間。抽象的數(shù)學(xué)不正展示它的魅力嗎?
數(shù)學(xué)上有很多知識(shí)是和對(duì)稱有關(guān)的。對(duì)稱給人協(xié)調(diào),平穩(wěn)的感覺(jué),象圓,正方體等,它們的形式是如此的勻稱優(yōu)美。正是由于幾何圖形中有這些點(diǎn)對(duì)稱、線對(duì)稱、面對(duì)稱,才構(gòu)成了美麗的圖案,精美的建筑,巧奪天工的生活世界,也才給我們帶來(lái)豐富的自然美,多彩的生活美。
中學(xué)數(shù)學(xué)的美育性,除了上述一些方面,還有其它美妙的地方,只要我們用心挖掘和捕捉,就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)蘊(yùn)涵著如此豐富的美的因素,教師要善于挖掘美的素材,在學(xué)生感受美的同時(shí)既提高教學(xué)質(zhì)量,又使教學(xué)韻味深厚。
第一章
興趣數(shù)學(xué)
第一節(jié)七橋問(wèn)題(一筆畫問(wèn)題)
18世紀(jì)時(shí),歐洲有一個(gè)風(fēng)景秀麗的小城哥尼斯堡,那里有七座橋。如圖1所示:河中的小島A與河的 左岸B、右岸C各有兩座橋相連結(jié),河中兩支流間 的陸地D與A、B、C各有一座橋相連結(jié)。當(dāng)時(shí)哥尼 斯堡的居民中流傳著一道難題:一個(gè)人怎樣才能一次 走遍七座橋,每座橋只走過(guò)一次,最后回到出發(fā)點(diǎn)? 大家都試圖找出問(wèn)題的答案,但是誰(shuí)也解決不了這個(gè) 問(wèn)題。
七橋問(wèn)題引起了著名數(shù)學(xué)家歐拉(1707—1783)的關(guān)注。他把具體七橋布局化歸為圖所示的簡(jiǎn)單圖形,于是,七橋問(wèn)題就變成一個(gè)一筆畫問(wèn)題:怎樣才能從A、B、C、D中的某一點(diǎn)出發(fā),一筆畫出這個(gè)簡(jiǎn)單圖形(即筆不離開(kāi)紙,而且a、b、c、d、e、f、g各條線 只畫一次不準(zhǔn)重復(fù)),并且最后返回起點(diǎn)?
歐拉經(jīng)過(guò)研究得出的結(jié)論是:圖是不能一筆畫出的圖形。這就是說(shuō),七橋問(wèn)題是無(wú)解的。這個(gè)結(jié)論是如何產(chǎn)生呢? 如果我們從某點(diǎn)出發(fā),一筆畫出了某個(gè)圖形,到某一點(diǎn)終止,那么除起點(diǎn)和終點(diǎn)外,畫筆每經(jīng)過(guò)一個(gè)點(diǎn)一次,總有畫進(jìn)該點(diǎn)的一條線和畫出該點(diǎn)的一條線,因此就有兩條線與該點(diǎn)相連結(jié)。如果畫筆經(jīng)過(guò)一個(gè)n次,那么就有2n條線與該點(diǎn)相連結(jié)。因此,這個(gè)圖形中除起點(diǎn)與終點(diǎn)外的各點(diǎn),都與偶數(shù)條線相連。
如果起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,那么這個(gè)點(diǎn)也與偶數(shù)條線相連;如果起點(diǎn)和終點(diǎn)是不同的兩個(gè)點(diǎn),那么這兩個(gè)點(diǎn)部是與奇數(shù)條線相連的點(diǎn)。
綜上所述,一筆畫出的圖形中的各點(diǎn)或者都是與偶數(shù)條線相連的點(diǎn),或者其中只有兩個(gè)點(diǎn)與奇數(shù)條線相連。
圖2中的A點(diǎn)與5條線相連結(jié),B、C、D各點(diǎn)各與3條線相連結(jié),圖中有4個(gè)與奇數(shù)條線相連的點(diǎn),所以不論是否要求起點(diǎn)與終點(diǎn)重合,都不能一筆畫出這個(gè)圖形。
歐拉定理 :
如果一個(gè)圖是連通的并且奇頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)等于0或2,那么它可以一筆畫出;否則它不可以一筆畫出。
練習(xí):你能筆尖不離紙,一筆畫出下面的每個(gè)圖形嗎?試試看。(不走重復(fù)線路)圖例1
圖例2
圖例3
圖例4
2四色問(wèn)題
人人都熟悉地圖,可是繪制一張普通的政區(qū)圖,至少需要幾種顏色,才能把相鄰的政區(qū)或區(qū)域通過(guò)不同的顏色區(qū)分開(kāi)來(lái),就未必是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題了。
這個(gè)地圖著色問(wèn)題,是一個(gè)著名的數(shù)學(xué)難題。大家不妨用一張中國(guó)政區(qū)圖來(lái)試一試,無(wú)論從哪里開(kāi)始著色,至少都要用上四種顏色,才能把所有省份都區(qū)別開(kāi)來(lái)。所以,很早的時(shí)候就有數(shù)學(xué)家猜想:“任何地圖的著色,只需四種顏色就足夠了?!边@就是“四色問(wèn)題”這個(gè)名稱的由來(lái)。
四色問(wèn)題又稱四色猜想,是世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一。
四色問(wèn)題的內(nèi)容是:“任何一張地圖只用四種顏色就能 使具有共同邊界的國(guó)家著上不同的顏色?!庇脭?shù)學(xué)語(yǔ)言表示,即“將平面任意地細(xì)分為不相重迭的區(qū)域,每一個(gè)區(qū)域總可 以用1,2,3,4這四個(gè)數(shù)字之一來(lái)標(biāo)記,而不會(huì)使相鄰 的兩個(gè)區(qū)域得到相同的數(shù)字。”(右圖)
這里所指的相鄰區(qū)域,是指有一整段邊界是公共的。如果兩個(gè)區(qū)域只相遇于一點(diǎn)或有限多點(diǎn),就不叫相鄰的。因?yàn)橛孟嗤念伾o它們著色不會(huì)引起混淆。
數(shù)學(xué)史上正式提出“四色問(wèn)題”的時(shí)間是在1852年。當(dāng)時(shí)倫敦的大學(xué)的一名學(xué)生法朗西斯向他的老師、著名數(shù)學(xué)家、倫敦大學(xué)數(shù)學(xué)教授莫根提出了這個(gè)問(wèn)題,可是莫根無(wú)法解答,求助于其它數(shù)學(xué)家,也沒(méi)有得到答案。于是從那時(shí)起,這個(gè)問(wèn)題便成為數(shù)學(xué)界的一個(gè)“懸案”。
一直到二十年前的1976年9月,《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》正式宣布了一件震撼全球數(shù)學(xué)界的消息:美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的兩位教授阿貝爾和哈根,利用電子計(jì)算機(jī)證明了“四色問(wèn)題”這個(gè)猜想是完全正確的!他們將普通地圖的四色問(wèn)題轉(zhuǎn)化為2000個(gè)特殊圖的四色問(wèn)題,然后在電子計(jì)算機(jī)上計(jì)算了足足1200個(gè)小時(shí),作了100億判斷,最后成功地證明了四色問(wèn)題,轟動(dòng)了世界。
這是一百多年來(lái)吸引許多數(shù)學(xué)家與數(shù)學(xué)愛(ài)好者的大事,當(dāng)兩位數(shù)學(xué)家將他們的研究成果發(fā)表的時(shí)候,當(dāng)?shù)氐泥]局在當(dāng)天發(fā)出的所有郵件上都加蓋了“四色足夠”的特制郵戳,以慶祝這一難題獲得解決。2 麥比烏斯帶
每一張紙均有兩個(gè)面和封閉曲線狀的棱(edge),如果有一張紙它有一條棱而且只有一個(gè)面,使得一只螞蟻能夠不越過(guò)棱就可從紙上的任何一點(diǎn)到達(dá)其他任何一點(diǎn),這有可能嗎?事實(shí)上是可能的只要把一條紙帶半扭轉(zhuǎn),再把兩頭貼上就行了。這是德國(guó)數(shù)學(xué)家麥比烏斯(M?bius.A.F 1790-1868)在1858年發(fā)現(xiàn)的,自此以後那種帶就以他的名字命名,稱為麥比烏斯帶。有了這種玩具使得一支數(shù)學(xué)的分支拓樸學(xué)得以蓬勃發(fā)展。
3分割圖形
分割圖形是使我們的頭腦靈活,增強(qiáng)觀察能力的一種有趣的游戲。
我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的分割圖形的題目──分割正方形。在正方形內(nèi)用4條線段作“井”字形分割,可以把正方形分 成大小相等的9塊,這種圖形我們常稱為九宮格。
用4條線段還可以把一個(gè)正方形分成10塊,只是和九宮格不同的是,每塊的大小不一定都相等。那么,怎樣才能用4條線段把正方形分成10塊呢?請(qǐng)你先動(dòng)腦筋想想,在動(dòng)腦的同時(shí)還要?jiǎng)邮之嬕划?其實(shí),正方形是不難分割成10塊的,下面就是其中兩種分割方法。
練習(xí):想一想,用4條線段能將正方形分成11塊嗎?應(yīng)該怎樣分?
5數(shù)學(xué)故事
(1)奇特的墓志銘
在大數(shù)學(xué)家阿基米德的墓碑上,鐫刻著一個(gè)有趣的幾 何圖形:一個(gè)圓球鑲嵌在一個(gè)圓柱內(nèi)。相傳,它是阿基米 德生前最為欣賞的一個(gè)定理。
在數(shù)學(xué)家魯?shù)婪虻哪贡?,則鐫刻著圓周率π的35位 數(shù)值。這個(gè)數(shù)值被叫做?!濒?shù)婪驍?shù)”。它是魯?shù)婪虍吷难?的結(jié)晶。
大數(shù)學(xué)家高斯曾經(jīng)表示,在他去世以后,希望人們?cè)谒?的墓碑上刻上一個(gè)正17邊形。因?yàn)樗窃谕瓿闪苏?7邊形 的尺規(guī)作圖后,才決定獻(xiàn)身于數(shù)學(xué)研究的……
不過(guò),最奇特的墓志銘,卻是屬于古希臘數(shù)學(xué)家丟番 圖的。他的墓碑上刻著一道謎語(yǔ)般的數(shù)學(xué)題: “過(guò)路人,這座石墓里安葬著丟番圖。他生命的1/6 是幸福的童年,生命的1/12是青少年時(shí)期。又過(guò)了生命 的 1/ 7他才結(jié)婚?;楹?5年有了一個(gè)孩子,孩子活到他 父親一半的年紀(jì)便死去了。孩子死后,丟番圖在深深的悲 哀中又活了4年,也結(jié)束了塵世生涯。過(guò)路人,你知道丟 番圖的年紀(jì)嗎?” 丟番圖的年紀(jì)究竟有多大呢?
設(shè)他活了X歲,依題意可列出方程。這樣,要知道丟番圖的年紀(jì),只要解出這個(gè)方程就行了。這段墓志銘寫得太妙了。誰(shuí)想知道丟番圖的年紀(jì),誰(shuí) 就得解一個(gè)一元一次方程;而這又正好提醒前來(lái)瞻仰的人 們,不要忘記了丟番圖獻(xiàn)身的事業(yè)。
在丟番圖之前,古希臘數(shù)學(xué)家習(xí)慣用幾何的觀點(diǎn)看待 遇到的所有數(shù)學(xué)問(wèn)題,而丟番圖則不然,他是古希臘第一 個(gè)大代數(shù)學(xué)家,喜歡用代數(shù)的方法來(lái)解決問(wèn)題。現(xiàn)代解方程的基本步驟,如移項(xiàng)、合并同類項(xiàng)、,方程兩邊乘以同一因子等等,丟番圖都已知道了。他尤其擅長(zhǎng)解答不定方 程,發(fā)明了許多巧妙的方法,被西方數(shù)學(xué)家譽(yù)為這門數(shù)學(xué) 分支的開(kāi)山鼻祖。
丟番圖也是古希臘最后一個(gè)大數(shù)學(xué)家。遺憾的是,關(guān) 于他的生平。后人幾乎一無(wú)所知,既不知道他生于何地,也不知道他卒于何時(shí)。幸虧有了這段奇特的墓志銘,才知 道他曾享有84歲的高齡。
(2)希臘十字架問(wèn)題
圖上那只巨大的復(fù)活節(jié)彩蛋上有一個(gè)希臘十字架,從它引發(fā)出許多切割問(wèn)題,下面是其中的三個(gè)。(a)將十字架圖形分成四塊,用它們拼成一個(gè)正方形;
有無(wú)限多種辦法把一個(gè)希臘十字架分成四塊,再把它們 拼成一個(gè)正方形,下圖給出了其中的一個(gè)解法。奇妙的 是,任何兩條切割直線,只要與圖上的直線分別平行,也可取得同樣的結(jié)果,分成的四塊東西總是能拼出一個(gè) 正方形。
(b)將十字架圖形分成三塊,用它們拼成一個(gè)菱形;(c)將十字架圖形分成三塊,用它們拼成一個(gè)矩形,要求其 長(zhǎng)是寬的兩倍。
第二章
最完美的數(shù)
完美數(shù)又稱為完全數(shù),最初是由畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)的信徒發(fā)現(xiàn)的,他們注意到: 數(shù)6有一個(gè)特性,它等于它自己的因子(不包括它自身)的和: 6=1+2+3,下一個(gè)具有同樣性質(zhì)的數(shù)是28, 28=1+2+4+7+14 接著是496和8128.他們稱這類數(shù)為完美數(shù).歐幾里德在大約公元前350-300年間證明了: 若2n-1是素?cái)?shù),則數(shù) 2n-1[2n-1](1)是完全數(shù).兩千年后,歐拉證明每個(gè)偶完全數(shù)都具有這種形式.這就在完全數(shù)與梅森數(shù)(形式為
2n?1的素?cái)?shù))之間建立了緊密的聯(lián)系,到1999年6月1日為止,共發(fā)現(xiàn)了38個(gè)梅森素?cái)?shù),這就是說(shuō)已發(fā)現(xiàn)了38個(gè)完全數(shù).1:完全數(shù)是非常奇特的數(shù),它們有一些特殊性質(zhì),例如每個(gè)完全數(shù)都是三角形數(shù),即都能寫成n(n+1)/2.6=1+2+3=3*4/2 28=1+2=3+4+5+6+7=7*8/2 496=1+2+3+4+...+31=31*32/2....2(2-1)=1+2+3+...+(2-1)=(2-1)2/2 n-1n
n
n
n2:把它們(6除外)的各位數(shù)字相加,直到變成一位數(shù),那么這個(gè)一位數(shù)一定是1;它們都是連續(xù)奇數(shù)的立方和(6除外),22(23-1)=28=13+33 24(25-1)=496=13+33+53+73
26(27-1)=8128=13+33+53+73+93+113+133+1
53....2n-1(2n-1)=13+33+53+...+(2(n+1)/2-1)3
3:除了因子1之外,每個(gè)完全數(shù)的所有因子(包括自身)的倒數(shù)和等于1,比如: 1/2+1/3+1/6=1 1/2+1/4+1/7+1/14+1/28=1....4:完全數(shù)都是以6或8結(jié)尾的,如果以8結(jié)尾,那么就肯定是以28結(jié)尾.注意以上談到的完全數(shù)都是偶完全數(shù),至今仍然不知道有沒(méi)有奇完全數(shù),如果真的存在奇完全數(shù).第三章
有理數(shù)的巧算
有理數(shù)運(yùn)算是中學(xué)數(shù)學(xué)中一切運(yùn)算的基礎(chǔ).它要求同學(xué)們?cè)诶斫庥欣頂?shù)的有關(guān)概念、法則的基礎(chǔ)上,能根據(jù)法則、公式等正確、迅速地進(jìn)行運(yùn)算.不僅如此,還要善于根據(jù)題目條件,將推理與計(jì)算相結(jié)合,靈活巧妙地選擇合理的簡(jiǎn)捷的算法解決問(wèn)題,從而提高運(yùn)算能力,發(fā)展思維的敏捷性與靈活性.
1.括號(hào)的使用
在代數(shù)運(yùn)算中,可以根據(jù)運(yùn)算法則和運(yùn)算律,去掉或者添上括號(hào),以此來(lái)改變運(yùn)算的次序,使復(fù)雜的問(wèn)題變得較簡(jiǎn)單.
例1 計(jì)算:
分析 中學(xué)數(shù)學(xué)中,由于負(fù)數(shù)的引入,符號(hào)“+”與“-”具有了雙重涵義,它既是表示加法與減法的運(yùn)算符號(hào),也是表示正數(shù)與負(fù)數(shù)的性質(zhì)符號(hào).因此進(jìn)行有理數(shù)運(yùn)算時(shí),一定要正確運(yùn)用有理數(shù)的運(yùn)算法則,尤其是要注意去括號(hào)時(shí)符號(hào)的變化.
注意 在本例中的乘除運(yùn)算中,常常把小數(shù)變成分?jǐn)?shù),把帶分?jǐn)?shù)變成假分?jǐn)?shù),這樣便于計(jì)算.
例2 計(jì)算下式的值:
211×555+445×789+555×789+211×445.
分析 直接計(jì)算很麻煩,根據(jù)運(yùn)算規(guī)則,添加括號(hào)改變運(yùn)算次序,可使計(jì)算簡(jiǎn)單.本題可將第一、第四項(xiàng)和第二、第三項(xiàng)分別結(jié)合起來(lái)計(jì)算.
解 原式=(211×555+211×445)+(445×789+555×789)
=211×(555+445)+(445+555)×789
=211×1000+1000×789
=1000×(211+789)
=1 000 000.
說(shuō)明 加括號(hào)的一般思想方法是“分組求和”,它是有理數(shù)巧算中的常用技巧. 例3 在數(shù)1,2,3,?,1998前添符號(hào)“+”和“-”,并依次運(yùn)算,所得可能的最小非負(fù)數(shù)是多少?
分析與解 因?yàn)槿舾蓚€(gè)整數(shù)和的奇偶性,只與奇數(shù)的個(gè)數(shù)有關(guān),所以在1,2,3,?,1998之前任意添加符號(hào)“+”或“-”,不會(huì)改變和的奇偶性.在1,2,3,?,1998中有1998÷2個(gè)奇數(shù),即有999個(gè)奇數(shù),所以任意添加符號(hào)“+”或“-”之后,所得的代數(shù)和總為奇數(shù),故最小非負(fù)數(shù)不小于1.
現(xiàn)考慮在自然數(shù)n,n+1,n+2,n+3之間添加符號(hào)“+”或“-”,顯然
n-(n+1)-(n+2)+(n+3)=0.
這啟發(fā)我們將1,2,3,?,1998每連續(xù)四個(gè)數(shù)分為一組,再按上述規(guī)則添加符號(hào),即(1-2-3+4)+(5-6-7+8)+?+(1993-1994-1995+1996)-1997+1998=1. 所以,所求最小非負(fù)數(shù)是1.
說(shuō)明 本例中,添括號(hào)是為了造出一系列的“零”,這種方法可使計(jì)算大大簡(jiǎn)化.
2.用字母表示數(shù)
我們先來(lái)計(jì)算(100+2)×(100-2)的值:(100+2)×(100-2)=100×100-2×100+2×100-4 =1002-22.
這是一個(gè)對(duì)具體數(shù)的運(yùn)算,若用字母a代換100,用字母b代換2,上述運(yùn)算過(guò)程變?yōu)?a+b)(a-b)=a2-ab+ab-b2=a2-b2.
于是我們得到了一個(gè)重要的計(jì)算公式(a+b)(a-b)=a2-b2,①
這個(gè)公式叫平方差公式,以后應(yīng)用這個(gè)公式計(jì)算時(shí),不必重復(fù)公式的證明過(guò)程,可直接利用該公式計(jì)算.
例4 計(jì)算 3001×2999的值.
解 3001×2999=(3000+1)(3000-1)=30002-12=8 999 999.
例5 計(jì)算 103×97×10 009的值.
解 原式=(100+3)(100-3)(10000+9)=(1002-9)(1002+9)=1004-92=99 999 919.
例6 計(jì)算:
分析與解 直接計(jì)算繁.仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)分母中涉及到三個(gè)連續(xù)整數(shù):12 345,12 346,12 347.可設(shè)字母n=12 346,那么12 345=n-1,12 347=n+1,于是分母變?yōu)閚2-(n-1)(n+1).應(yīng)用平方差公式化簡(jiǎn)得 n2-(n2-12)=n2-n2+1=1,即原式分母的值是1,所以原式=24 690.
例7 計(jì)算:
(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)(232+1).
分析 式子中2,22,24,?每一個(gè)數(shù)都是前一個(gè)數(shù)的平方,若在(2+1)前面有一個(gè)(2-1),就可以連續(xù)遞進(jìn)地運(yùn)用(a+b)(a-b)=a2-b2了.
解 原式=(2-1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)×(216+1)(232+1)
=(22-1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)×(232+1)
=(24-1)(24+1)(28+1)(216+1)(232+1)=??
=(232-1)(232+1)=264-1.
例8 計(jì)算:
分析 在前面的例題中,應(yīng)用過(guò)公式(a+b)(a-b)=a2-b2.
這個(gè)公式也可以反著使用,即 a2-b2=(a+b)(a-b).
本題就是一個(gè)例子.
通過(guò)以上例題可以看到,用字母表示數(shù)給我們的計(jì)算帶來(lái)很大的益處.下面再看一個(gè)例題,從中可以看到用字母表示一個(gè)式子,也可使計(jì)算簡(jiǎn)化.
例9計(jì)算:
我們用一個(gè)字母表示它以簡(jiǎn)化計(jì)算.
1. 觀察算式找規(guī)律
例10 某班20名學(xué)生的數(shù)學(xué)期末考試成績(jī)?nèi)缦拢?qǐng)計(jì)算他們的總分與平均分.
87,91,94,88,93,91,89,87,92,86,90,92,88,90,91,86,89,92,95,88.
分析與解 若直接把20個(gè)數(shù)加起來(lái),顯然運(yùn)算量較大,粗略地估計(jì)一下,這些數(shù)均在90上下,所以可取90為基準(zhǔn)數(shù),大于90的數(shù)取“正”,小于90的數(shù)取“負(fù)”,考察這20個(gè)數(shù)與90的差,這樣會(huì)大大簡(jiǎn)化運(yùn)算.所以總分為
90×20+(-3)+1+4+(-2)+3+1+(-1)+(-3)
+2+(-4)+0+2+(-2)+0+1+(-4)+(-1)
+2+5+(-2)
=1800-1=1799,平均分為 90+(-1)÷20=89.95.
例11 計(jì)算1+3+5+7+?+1997+1999的值.
分析 觀察發(fā)現(xiàn):首先算式中,從第二項(xiàng)開(kāi)始,后項(xiàng)減前項(xiàng)的差都等于2;其次算式中首末兩項(xiàng)之和與距首末兩項(xiàng)等距離的兩項(xiàng)之和都等于2000,于是可有如下解法.
解 用字母S表示所求算式,即 S=1+3+5+?+1997+1999. ①
再將S各項(xiàng)倒過(guò)來(lái)寫為 S=1999+1997+1995+?+3+1. ②
將①,②兩式左右分別相加,得
2S=(1+1999)+(3+1997)+?+(1997+3)+(1999+1)
=2000+2000+?+2000+2000(1000個(gè)2000)
=2000×1000.
從而有 S=1000 000.
說(shuō)明 一般地,一列數(shù),如果從第二項(xiàng)開(kāi)始,后項(xiàng)減前項(xiàng)的差都相等(本題3-1=5-3=7-5=?=1999-1997,都等于2),那么,這列數(shù)的求和問(wèn)題,都可以用上例中的“倒寫相加”的方法解決.
例13 計(jì)算 1+5+52+53+?+599+5100的值.
分析 觀察發(fā)現(xiàn),上式從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是它前面一項(xiàng)的5倍.如果將和式各項(xiàng)都乘以5,所得新和式中除個(gè)別項(xiàng)外,其余與原和式中的項(xiàng)相同,于是兩式相減將使差易于計(jì)算.
解 設(shè)
S=1+5+52+?+599+5100,①
所以
5S=5+52+53+?+5100+5101. ②
②—①得 4S=5101-1,說(shuō)明 如果一列數(shù),從第二項(xiàng)起每一項(xiàng)與前一項(xiàng)之比都相等(本例中是都等于5),那么這列數(shù)的求和問(wèn)題,均可用上述“錯(cuò)位相減”法來(lái)解決.
例14 計(jì)算:
分析 一般情況下,分?jǐn)?shù)計(jì)算是先通分.本題通分計(jì)算將很繁,所以我們不但不通分,反而利用如下一個(gè)關(guān)系式
來(lái)把每一項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差,然后再計(jì)算,這種方法叫做拆項(xiàng)法.
解 由于
所以
說(shuō)明 本例使用拆項(xiàng)法的目的是使總和中出現(xiàn)一些可以相消的相反數(shù)的項(xiàng),這種方法在有理數(shù)巧算中很常用.
練習(xí)
1.計(jì)算下列各式的值:
(1)-1+3-5+7-9+11-?-1997+1999;
(2)11+12-13-14+15+16-17-18+?+99+100;
(3)1991×1999-1990×2000;
(4)4726342+472 6352-472 633×472 635-472 634×472 636;
(6)1+4+7+?+244;
2.某小組20名同學(xué)的數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)成績(jī)?nèi)缦?,試?jì)算他們的平均分.
81,90,76,72,77,83,73,85,92,91,86,78,74,85. 84,75,63,76,97,80,第四章 歸納與發(fā)現(xiàn)
歸納的方法是認(rèn)識(shí)事物內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性的一種重要思考方法,也是數(shù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)命題與發(fā)現(xiàn)解題思路的一種重要手段.這里的歸納指的是常用的經(jīng)驗(yàn)歸納,也就是在求解數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),首先從簡(jiǎn)單的特殊情況的觀察入手,取得一些局部的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果,然后以這些經(jīng)驗(yàn)作基礎(chǔ),分析概括這些經(jīng)驗(yàn)的共同特征,從而發(fā)現(xiàn)解題的一般途徑或新的命題的思考方法.下面舉幾個(gè)例題,以見(jiàn)一般.
例1 如圖2-99,有一個(gè)六邊形點(diǎn)陣,它的中心是一個(gè)點(diǎn),算作第一層;第二層每邊有兩個(gè)點(diǎn)(相鄰兩邊公用一個(gè)點(diǎn));第三層每邊有三個(gè)點(diǎn),?這個(gè)六邊形點(diǎn)陣共有n層,試問(wèn)第n層有多少個(gè)點(diǎn)?這個(gè)點(diǎn)陣共有多少個(gè)點(diǎn)?
分析與解 我們來(lái)觀察點(diǎn)陣中各層點(diǎn)數(shù)的規(guī)律,然后歸納出點(diǎn)陣共有的點(diǎn)數(shù).
第一層有點(diǎn)數(shù):1;
第二層有點(diǎn)數(shù):1×6;
第三層有點(diǎn)數(shù):2×6; 第四層有點(diǎn)數(shù):3×6;
??
第n層有點(diǎn)數(shù):(n-1)×6.因此,這個(gè)點(diǎn)陣的第n層有點(diǎn)(n-1)×6個(gè).n層共有點(diǎn)數(shù)為
例2 在平面上有過(guò)同一點(diǎn)P,并且半徑相等的n個(gè)圓,其中任何兩個(gè)圓都有兩個(gè)交點(diǎn),任何三個(gè)圓除P點(diǎn)外無(wú)其他公共點(diǎn),那么試問(wèn):
(1)這n個(gè)圓把平面劃分成多少個(gè)平面區(qū)域?
(2)這n個(gè)圓共有多少個(gè)交點(diǎn)?
分析與解(1)在圖2-100中,設(shè)以P點(diǎn)為公共點(diǎn)的圓有1,2,3,4,5個(gè)(取這n個(gè)特定的圓),觀察平面被它們所分割成的平面區(qū)域有多少個(gè)?為此,我們列出表18.1.
由表18.1易知
S2-S1=2,S3-S2=3,S4-S3=4,S5-S4=5,??
由此,不難推測(cè)
Sn-Sn-1=n.
把上面(n-1)個(gè)等式左、右兩邊分別相加,就得到
Sn-S1=2+3+4+?+n,因?yàn)镾1=2,所以
面對(duì)Sn-Sn-1=n,即Sn=Sn-1+n的正確性略作說(shuō)明.
下
因?yàn)镾n-1為n-1個(gè)圓把平面劃分的區(qū)域數(shù),當(dāng)再加上一個(gè)圓,即當(dāng)n個(gè)圓過(guò)定點(diǎn)P時(shí),這個(gè)加上去的圓必與前n-1個(gè)圓相交,所以這個(gè)圓就被前n-1個(gè)圓分成n部分,加在Sn-1上,所以有Sn=Sn-1+n.
(2)與(1)一樣,同樣用觀察、歸納、發(fā)現(xiàn)的方法來(lái)解決.為此,可列出表18.2.
由表18.2容易發(fā)現(xiàn)
a1=1,a2-a1=1,a3-a2=2,a4-a3=3,a5-a4=4,?? an-1-an-2=n-2,an-an-1=n-1.
n個(gè)式子相加
注意 請(qǐng)讀者說(shuō)明an=an-1+(n-1)的正確性.
例3 設(shè)a,b,c表示三角形三邊的長(zhǎng),它們都是自然數(shù),其中a≤b≤c,如果 b=n(n是自然數(shù)),試問(wèn)這樣的三角形有多少個(gè)?
分析與解 我們先來(lái)研究一些特殊情況:
(1)設(shè)b=n=1,這時(shí)b=1,因?yàn)閍≤b≤c,所以a=1,c可取1,2,3,?.若c=1,則得到一個(gè)三邊都為1的等邊三角形;若c≥2,由于a+b=2,那么a+b不大于第三邊c,這時(shí)不可能由a,b,c構(gòu)成三角形,可見(jiàn),當(dāng)b=n=1時(shí),滿足條件的三角形只有一個(gè).
(2)設(shè)b=n=2,類似地可以列舉各種情況如表18.3.
這時(shí)滿足條件的三角形總數(shù)為:1+2=3.
(3)設(shè)b=n=3,類似地可得表18.4.
這時(shí)滿足條件的三角形總數(shù)為:1+2+3=6.
通過(guò)上面這些特例不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)b=n時(shí),滿足條件的三角形總數(shù)為:
這個(gè)猜想是正確的.因?yàn)楫?dāng)b=n時(shí),a可取n個(gè)值(1,2,3,?,n),對(duì)應(yīng)于a的每個(gè)值,不妨設(shè)a=k(1≤k≤n).由于b≤c<a+b,即n≤c<n+k,所以c可能取的值恰好有k個(gè)(n,n+1,n+2,?,n+k-1).所以,當(dāng)b=n時(shí),滿足條件的三角形總數(shù)為:
例4 設(shè)1×2×3×?×n縮寫為n!(稱作n的階乘),試化簡(jiǎn):1!×1+2!×2+3!×3+?+n!×n.分析與解 先觀察特殊情況:
(1)當(dāng)n=1時(shí),原式=1=(1+1)!-1;
(2)當(dāng)n=2時(shí),原式=5=(2+1)!-1;
(3)當(dāng)n=3時(shí),原式=23=(3+1)!-1;
(4)當(dāng)n=4時(shí),原式=119=(4+1)!-1.
由此做出一般歸納猜想:原式=(n+1)!-1.下面我們證明這個(gè)猜想的正確性.
1+原式=1+(1!×1+2!×2+3!×3+?+n!×n)
=1!×2+2!×2+3!×3+?+n!×n
=2!+2!×2+3!×3+?+n!×n
=2!×3+3!×3+?+n!×n
=3!+3!×3+?+n!×n=?
=n!+n!×n=(n+1)!,所以原式=(n+1)!-1.例5 設(shè)x>0,試比較代數(shù)式x3和x2+x+2的值的大?。?/p>
分析與解 本題直接觀察,不好做出歸納猜想,因此可設(shè)x等于某些特殊值,代入兩式中做試驗(yàn)比較,或許能啟發(fā)我們發(fā)現(xiàn)解題思路.為此,設(shè)x=0,顯然有
x3<x2+x+2.①
設(shè)x=10,則有x3=1000,x2+x+2=112,所以
x3>x2+x+2.②
設(shè)x=100,則有x3>x2+x+2.
觀察、比較①,②兩式的條件和結(jié)論,可以發(fā)現(xiàn):當(dāng)x值較小時(shí),x3<x2+x+2;當(dāng)x值較大時(shí),x3>x2+x+2.
那么自然會(huì)想到:當(dāng)x=?時(shí),x3=x2+x+2呢?如果這個(gè)方程得解,則它很可能就是本題得解的“臨界點(diǎn)”.為此,設(shè)x3=x2+x+2,則
x3-x2-x-2=0,(x3-x2-2x)+(x-2)=0,(x-2)(x2+x+1)=0.
因?yàn)閤>0,所以x2+x+1>0,所以x-2=0,所以x=2.這樣
(1)當(dāng)x=2時(shí),x3=x2+x+2;
(2)當(dāng)0<x<2時(shí),因?yàn)?/p>
x-2<0,x2+x+2>0,所以(x-2)(x2+x+2)<0,即
x3-(x2+x+2)<0,所以 x3<x2+x+2.(3)當(dāng)x>2時(shí),因?yàn)?/p>
x-2>0,x2+x+2>0,所以(x-2)(x2+x+2)>0,即
x3-(x2+x+2)>0,所以 x3>x2+x+2.
綜合歸納(1),(2),(3),就得到本題的解答. 練習(xí)七
1.試證明例7中:
2.平面上有n條直線,其中沒(méi)有兩條直線互相平行(即每?jī)蓷l直線都相交),也沒(méi)有三條或三條以上的直線通過(guò)同一點(diǎn).試求:
(1)這n條直線共有多少個(gè)交點(diǎn)?
(2)這n條直線把平面分割為多少塊區(qū)域?
然后做出證明.)
3.求適合x5=656356768的整數(shù)x.
(提示:顯然x不易直接求出,但可注意其取值范圍:505<656356768<605,所以502<x<602.)
第五章 生活中的數(shù)學(xué)(儲(chǔ)蓄、保險(xiǎn)與納稅)
儲(chǔ)蓄、保險(xiǎn)、納稅是最常見(jiàn)的有關(guān)理財(cái)方面的數(shù)學(xué)問(wèn)題,幾乎人人都會(huì)遇到,因此,我們?cè)谶@一講舉例介紹有關(guān)這方面的知識(shí),以增強(qiáng)理財(cái)?shù)淖晕冶Wo(hù)意識(shí)和處理簡(jiǎn)單財(cái)務(wù)問(wèn)題的數(shù)學(xué)能力.
1.儲(chǔ)蓄
銀行對(duì)存款人付給利息,這叫儲(chǔ)蓄.存入的錢叫本金.一定存期(年、月或日)內(nèi)的利息對(duì)本金的比叫利率.本金加上利息叫本利和.
利息=本金×利率×存期,本利和=本金×(1+利率經(jīng)×存期).
如果用p,r,n,i,s分別表示本金、利率、存期、利息與本利和,那么有
i=prn,s=p(1+rn).
例1 設(shè)年利率為0.0171,某人存入銀行2000元,3年后得到利息多少元?本利和為多少元?
解 i=2000×0.0171×3=102.6(元).
s=2000×(1+0.0171×3)=2102.6(元).
答 某人得到利息102.6元,本利和為2102.6元.
以上計(jì)算利息的方法叫單利法,單利法的特點(diǎn)是無(wú)論存款多少年,利息都不加入本金.相對(duì)地,如果存款年限較長(zhǎng),約定在每年的某月把利息加入本金,這就是復(fù)利法,即利息再生利息.目前我國(guó)銀行存款多數(shù)實(shí)行的是單利法.不過(guò)規(guī)定存款的年限越長(zhǎng)利率也越高.例如,1998年3月我國(guó)銀行公布的定期儲(chǔ)蓄人民幣的年利率如表22.1所示.
用復(fù)利法計(jì)算本利和,如果設(shè)本金是p元,年利率是r,存期是n年,那么若第1年到第n年的本利和分別是s1,s2,?,sn,則
s1=p(1+r),s2=s1(1+r)=p(1+r)(1+r)=p(1+r)2,s3=s2(1+r)=p(1+r)2(1+r)=p(1+r)3,??,sn=p(1+r)n.
例2 小李有20000元,想存入銀行儲(chǔ)蓄5年,可有幾種儲(chǔ)蓄方案,哪種方案獲利最多?
解 按表22.1的利率計(jì)算.
(1)連續(xù)存五個(gè)1年期,則5年期滿的本利和為
20000(1+0.0522)5≈25794(元).
(2)先存一個(gè)2年期,再連續(xù)存三個(gè)1年期,則5年后本利和為
20000(1+0.0558×2)·(1+0.0522)3≈25898(元).
(3)先連續(xù)存二個(gè)2年期,再存一個(gè)1年期,則5年后本利和為 20000(1+0.0558×2)2·(1+0.0552)≈26003(元).
(4)先存一個(gè)3年期,再轉(zhuǎn)存一個(gè)2年期,則5年后的本利和為
20000(1+0.0621×3)·(1+0.0558×2)≈26374(元).
(5)先存一個(gè)3年期,然后再連續(xù)存二個(gè)1年期,則5年后本利和為
20000(1+0.0621×3)·(1+0.0522)2≈26268(元).
(6)存一個(gè)5年期,則到期后本利和為
20000(1+0.0666×5)≈26660(元).
顯然,第六種方案,獲利最多,可見(jiàn)國(guó)家所規(guī)定的年利率已經(jīng)充分考慮了你可能選擇的存款方案,利率是合理的.
2.保險(xiǎn)
保險(xiǎn)是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的一種生活、生命和財(cái)產(chǎn)保護(hù)的金融事業(yè).例如,火災(zāi)保險(xiǎn)就是由于火災(zāi)所引起損失的保險(xiǎn),人壽保險(xiǎn)是由于人身意外傷害或養(yǎng)老的保險(xiǎn),等等.下面舉兩個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例.
例3 假設(shè)一個(gè)小城鎮(zhèn)過(guò)去10年中,發(fā)生火災(zāi)情況如表22.2所示.
試問(wèn):(1)設(shè)想平均每年在1000家中燒掉幾家?
(2)如果保戶投保30萬(wàn)元的火災(zāi)保險(xiǎn),最低限度要交多少保險(xiǎn)費(fèi)保險(xiǎn)公司才不虧本?
解(1)因?yàn)?/p>
1+0+1+2+0+2+1+2+0+2=11(家),365+371+385+395+412+418+430+435+440+445=4096(家).
11÷4096≈0.0026.
(2)300000×0.0026=780(元).
答(1)每年在1000家中,大約燒掉2.6家.
(2)投保30萬(wàn)元的保險(xiǎn)費(fèi),至少需交780元的保險(xiǎn)費(fèi).
例4 財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是常見(jiàn)的保險(xiǎn).假定A種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是每投保1000元財(cái)產(chǎn),要交3元保險(xiǎn)費(fèi),保險(xiǎn)期為1年,期滿后不退保險(xiǎn)費(fèi),續(xù)保需重新交費(fèi).B種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)是按儲(chǔ)蓄方式,每1000元財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)交儲(chǔ)蓄金25元,保險(xiǎn)一年.期滿后不論是否得到賠款均全額退還儲(chǔ)蓄金,以利息作為保險(xiǎn)費(fèi).今有兄弟二人,哥哥投保8萬(wàn)元A種保險(xiǎn)一年,弟弟投保8萬(wàn)元B種保險(xiǎn)一年.試問(wèn)兄弟二人誰(shuí)投的保險(xiǎn)更合算些?(假定定期存款1年期利率為5.22%)
解 哥哥投保8萬(wàn)元A種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn),需交保險(xiǎn)費(fèi)
80000÷1000×3=80×3=240(元).
弟弟投保8萬(wàn)元B種財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn),按每1000元交25元保險(xiǎn)儲(chǔ)蓄金算,共交
80000÷1000×25=2000(元),而2000元一年的利息為
2000×0.0522=104.4(元).
兄弟二人相比較,弟弟少花了保險(xiǎn)費(fèi)約
240-104.4=135.60(元).
因此,弟弟投的保險(xiǎn)更合算些.
3.納稅
納稅是每個(gè)公民的義務(wù),對(duì)于每個(gè)工作人員來(lái)說(shuō),除了工資部分按國(guó)家規(guī)定納稅外,個(gè)人勞務(wù)增收也應(yīng)納稅.現(xiàn)行勞務(wù)報(bào)酬納稅辦法有三種:
(1)每次取得勞務(wù)報(bào)酬不超過(guò)1000元的(包括1000元),預(yù)扣率為3%,全額計(jì)稅.
(2)每次取得勞務(wù)報(bào)酬1000元以上、4000元以下,減除費(fèi)用800元后的余額,依照20%的比例稅率,計(jì)算應(yīng)納稅額.
(3)每次取得勞務(wù)報(bào)酬4000元以上的,減除20%的費(fèi)用后,依照20%的比例稅率,計(jì)算應(yīng)納稅額.
每次取得勞務(wù)報(bào)酬超過(guò)20000元的(暫略).
由(1),(2),(3)的規(guī)定,我們?nèi)绻O(shè)個(gè)人每次勞務(wù)報(bào)酬為x元,y為相應(yīng)的納稅金額(元),那么,我們可以寫出關(guān)于勞務(wù)報(bào)酬納稅的分段函數(shù):
例5 小王和小張兩人一次共取得勞務(wù)報(bào)酬10000元,已知小王的報(bào)酬是小張的2倍多,兩人共繳納個(gè)人所得稅1560元,問(wèn)小王和小張各得勞務(wù)報(bào)酬多少元?
解 根據(jù)勞務(wù)報(bào)酬所得稅計(jì)算方法(見(jiàn)函數(shù)①),從已知條件分析可知小王的收入超過(guò)4000元,而小張的收入在1000~4000之間,如果設(shè)小王的收入為x元,小張的收入為y元,則有方程組:
由①得y=10000-x,將之代入②得
x(1-20%)20%+(10000-x-800)20%=1560,化簡(jiǎn)、整理得
0.16x-0.2x+1840=1560,所以
0.04x=280,x=7000(元).
則 y=10000-7000=3000(元).
所以
答 小王收入7000元,小張收入3000元.
例6 如果對(duì)寫文章、出版圖書所獲稿費(fèi)的納稅計(jì)算方法是
其中y(x)表示稿費(fèi)為x元應(yīng)繳納的稅額.
那么若小紅的爸爸取得一筆稿費(fèi),繳納個(gè)人所得稅后,得到6216元,問(wèn)這筆稿費(fèi)是多少元?
解 設(shè)這筆稿費(fèi)為x元,由于x>4000,所以,根據(jù)相應(yīng)的納稅規(guī)定,有方程
x(1-20%)· 20%×(1-30%)=x-6216,化簡(jiǎn)、整理得
0.112x=x-6216,所以 0.888x=6216,所以 x=7000(元).
答 這筆稿費(fèi)是7000元.
練習(xí)八
1.按下列三種方法,將100元存入銀行,10年后的本利和各是多少?(設(shè)1年期、3年期、5年期的年利率分別為5.22%,6.21%,6.66%保持不變)
(1)定期1年,每存滿1年,將本利和自動(dòng)轉(zhuǎn)存下一年,共續(xù)存10年;
(2)先連續(xù)存三個(gè)3年期,9年后將本利和轉(zhuǎn)存1年期,合計(jì)共存10年;
(3)連續(xù)存二個(gè)5年期.
2.李光購(gòu)買了25000元某公司5年期的債券,5年后得到本利和為40000元,問(wèn)這種債券的年利率是多少?
3.王芳取得一筆稿費(fèi),繳納個(gè)人所得稅后,得到2580元,問(wèn)這筆稿費(fèi)是多少元?
4.把本金5000元存入銀行,年利率為0.0522,幾年后本利和為6566元(單利法)?
第六章
中外著名數(shù)學(xué)家
1、韋達(dá)(1540-1603),法國(guó)數(shù)學(xué)家。
年青時(shí)學(xué)習(xí)法律當(dāng)過(guò)律師,后從事政治活動(dòng),當(dāng)過(guò)議會(huì)議員,在西班牙的戰(zhàn)爭(zhēng)中曾為政府破譯敵軍密碼。韋達(dá)還致力于數(shù)學(xué)研究,第一個(gè)有意識(shí)地和系統(tǒng)地使用字母來(lái)表示已知數(shù)、未知數(shù)及其乘冪,帶來(lái)了代數(shù)理論研究的重大進(jìn)步。韋達(dá)討論了方程根的多種有理變換,發(fā)現(xiàn)了方程根與分?jǐn)?shù)的關(guān)系,韋達(dá)在歐洲被尊稱為“代數(shù)學(xué)之父”。1579年,韋達(dá)出版《應(yīng)用于三角形的數(shù)學(xué)定律》
2、帕斯卡(1623──1662年)是法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和哲學(xué)家.
16歲的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)了著名的“帕斯卡定理”,即“圓錐曲線內(nèi)接六邊形的三組對(duì)邊的交點(diǎn)共線”,對(duì)射影幾何學(xué)作出了重要貢獻(xiàn).19歲時(shí),發(fā)明了一種能做加法和減法運(yùn)算的計(jì)算器,這是世界上第一臺(tái)機(jī)械式的計(jì)算機(jī).他對(duì)連續(xù)不可分量、微分三角形、面積和重心等問(wèn)題的深入研究,對(duì)微積分學(xué)的建立起到了積極的作用.帕斯卡對(duì)數(shù)學(xué)的最大貢獻(xiàn)是創(chuàng)立概率論,為了解決概率論和組合分析方面的問(wèn)題,帕斯卡廣泛應(yīng)用了算術(shù)三角形(即二項(xiàng)式定理系數(shù)表,西方稱帕斯卡三角,我國(guó)稱賈憲三角或楊輝三角),并深入研究了二項(xiàng)展開(kāi)式的系數(shù)規(guī)律以及這個(gè)三角形的構(gòu)造及其許多有趣的性質(zhì)。帕斯卡在物理學(xué)方面提出了重要的“帕斯卡定律”。他所著《思想錄》和《致鄉(xiāng)人書》對(duì)法國(guó)散文的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。
3、在數(shù)學(xué)史上,很難再找到如此年輕而如此有創(chuàng)見(jiàn)的數(shù)學(xué)家。他就是出生在法國(guó)的伽羅華(1811——1832)
伽羅華才華橫溢,思維敏捷,十七歲時(shí)就寫了一篇關(guān)于《五次方程代數(shù)解法》這個(gè)世界數(shù)學(xué)難題的論文,最先提出了近代數(shù)學(xué)的一個(gè)基本概念——“群”??墒沁@篇論文被法國(guó)科學(xué)院一位目空一切的數(shù)學(xué)家丟失了。次年,他又寫了幾篇數(shù)學(xué)論文送交法國(guó)科學(xué)院,不料主審人因車禍去世,論文也不知所蹤。再過(guò)兩年,他被近把自己的研究再次寫成簡(jiǎn)述,寄往法國(guó)科學(xué),他去信尖銳地提醒權(quán)威們:“第一,不要因?yàn)槲医匈ち_化,第二,不要因?yàn)槲沂谴髮W(xué)生,”而“預(yù)先決定我對(duì)這個(gè)問(wèn)題無(wú)能為力。”在這封咄咄逼人的書信面前,有兩位數(shù)學(xué)家不得不宣讀了他的研究簡(jiǎn)述,但隨即又以“完全不能理解”予以否定,其實(shí),他們并沒(méi)有讀懂伽羅華的論文。
伽羅華二十一歲那年死于決斗。臨死前他對(duì)守在旁邊的弟弟說(shuō):“不要忘了我,因?yàn)槊\(yùn)不讓我活到祖國(guó)知道我的名字的時(shí)候。”在決斗前夜,他給友人寫了著名的“科學(xué)遺囑”,其中充滿自信地說(shuō):“我一行中不只一次敢于提出我沒(méi)有把握的命題,我期待著將來(lái)總會(huì)有人認(rèn)識(shí)到:解開(kāi)這個(gè)謎對(duì)雅可比和高斯是有好處的?!?/p>
他的預(yù)言成為現(xiàn)實(shí),那是在三十八年他的六十頁(yè)厚的論文終于出版的時(shí)候,從此,他被認(rèn)為“群論”的奠基 人。
4、劉 徽
劉徽(生于公元250年左右),是中國(guó)數(shù)學(xué)史上一個(gè)非常偉大的數(shù)學(xué)家,在世界數(shù)學(xué)史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算術(shù)注》和《海島算經(jīng)》,是我國(guó)最寶貴的數(shù)學(xué)遺產(chǎn).
《九章算術(shù)》約成書于東漢之初,共有246個(gè)問(wèn)題的解法.在許多方面:如解聯(lián)立方程,分?jǐn)?shù)四則運(yùn)算,正負(fù)數(shù)運(yùn)算,幾何圖形的體積面積計(jì)算等,都屬于世界先進(jìn)之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對(duì)此均作了補(bǔ)充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創(chuàng)造性的貢獻(xiàn).他是世界上最早提出十進(jìn)小數(shù)概念的人,并用十進(jìn)小數(shù)來(lái)表示無(wú)理數(shù)的立方根.在代數(shù)方面,他正確地提出了正負(fù)數(shù)的概念及其加減運(yùn)算的法則;改進(jìn)了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了“割圓術(shù)”,即將圓周用內(nèi)接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長(zhǎng)的方法.他利用割圓術(shù)科學(xué)地求出了圓周率π=3.14的結(jié)果.劉徽在割圓術(shù)中提出的“割之彌細(xì),所失彌少,割之又割以至于不可割,則與圓合體而無(wú)所失矣”,這可視為中國(guó)古代極限觀念的佳作.
《海島算經(jīng)》一書中,劉徽精心選編了九個(gè)測(cè)量問(wèn)題,這些題目的創(chuàng)造性、復(fù)雜性和富有代表性,都在當(dāng)時(shí)為西方所矚目.
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是我國(guó)最早明確主張用邏輯推理的方式來(lái)論證數(shù)學(xué)命題的人.
劉徽的一生是為數(shù)學(xué)刻苦探求的一生.他雖然地位低下,但人格高尚.他不是沽名釣譽(yù)的庸人,而是學(xué)而不厭的偉人,他給我們中華民族留下了寶貴的財(cái)富.
5、賈 憲
賈憲,中國(guó)古代北宋時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家。曾撰寫的《黃帝九章算法細(xì)草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:數(shù)導(dǎo))均已失傳。
他的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)造了“賈憲三角”和增乘開(kāi)方法,增乘開(kāi)方法即求高次冪的正根法。目前中學(xué)數(shù)學(xué)中的混合除法,其原理和程序均與此相仿,增乘開(kāi)方法比傳統(tǒng)的方法整齊簡(jiǎn)捷、又更程序化,所以在開(kāi)高次方時(shí),尤其顯出它的優(yōu)越性,這個(gè)方法的提出要比歐洲數(shù)學(xué)家霍納的結(jié)論早七百多年。
6、秦九韶
秦九韶(約1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江蘇,浙江等地做官,1261年左右被貶至梅州,(今廣東梅縣),不久死于任所。他與李冶,楊輝,朱世杰并稱宋元數(shù)學(xué)四大家。早年在杭州“訪習(xí)于太史,又嘗從隱君子受數(shù)學(xué)”,1247年寫成著名的《數(shù)書九章》?!稊?shù)書九章》全書凡18卷,81題,分為九大類。其最重要的數(shù)學(xué)成就----“大衍總數(shù)術(shù)”(一次同余組解法)與“正負(fù)開(kāi)方術(shù)“(高次方程數(shù)值解法),使這部宋代算經(jīng)在中世紀(jì)世界數(shù)學(xué)史上占有突出的地位。
7、李冶
李冶(1192----1279),原名李治,號(hào)敬齋,金代真定欒城人,曾任鈞州(今河南禹縣)知事,1232年鈞州被蒙古軍所破,遂隱居治學(xué),被元世祖忽必烈聘為翰林學(xué)士,僅一年,便辭官回鄉(xiāng)。1248年撰成《測(cè)圓海鏡》,其主要目的是說(shuō)明用天元術(shù)列方程的方法。“天元術(shù)”與現(xiàn)代代數(shù)中的列方程法相類似,“立天元一為某某”,相當(dāng)于“設(shè)x為某某“,可以說(shuō)是符號(hào)代數(shù)的嘗試。李冶還有另一步數(shù)學(xué)著作《益古演段》(1259)也是講解天元術(shù)的。
8、朱世杰
朱世杰(1300前后),字漢卿,號(hào)松庭,寓居燕山(今北京附近),“以數(shù)學(xué)名家周游湖海二十余年”,“踵門而學(xué)者云集”(莫若、祖頤:《四元玉鑒》后序)。朱世杰數(shù)學(xué)代表作有《算學(xué)啟蒙》(1299)和《四元玉鑒》(1303)?!端阈g(shù)啟蒙》是一部通俗數(shù)學(xué)名著,曾流傳海外,影響了朝鮮、日本數(shù)學(xué)的發(fā)展。《四元玉鑒》則是中國(guó)宋元數(shù)學(xué)高峰的又一個(gè)標(biāo)志,其中最杰出的數(shù)學(xué)創(chuàng)造有“四元術(shù)”(多元高次方程列式與消元解法)、“垛積術(shù)”(高階等差數(shù)列求和)與“招差術(shù)”(高次內(nèi)插法).
9、祖沖之
祖沖之(公元429~500年)祖籍是現(xiàn)今河北省淶源縣,他是南北朝時(shí)代的一位杰出科學(xué)家。他不僅是一位數(shù)學(xué)家,同時(shí)還通曉天文歷法、機(jī)械制造、音樂(lè)等領(lǐng)域,并且是一位天文學(xué)家。
祖沖之在數(shù)學(xué)方面的主要成就是關(guān)于圓周率的計(jì)算,他算出的圓周率為3.1415926<π<3.1415927,這一結(jié)果的重要意義在于指出誤差的范圍,是當(dāng)時(shí)世界最杰出的成就。祖沖之確定了兩個(gè)形式的π值,約率355/173(≈3.1415926)密率22/7(≈3.14),這兩個(gè)數(shù)都是π的漸近分?jǐn)?shù)。
10、祖 暅
祖暅,祖沖之之子,同其父祖沖之一起圓滿解決了球面積的計(jì)算問(wèn)題,得到正確的體積公式?,F(xiàn)行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世紀(jì)可謂祖暅對(duì)世界杰出的貢獻(xiàn)。
11、楊輝
楊輝,中國(guó)南宋時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家。在13世紀(jì)中葉活動(dòng)于蘇杭一帶,其著作甚多。
他著名的數(shù)學(xué)書共五種二十一卷。著有《詳解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通變本末》三卷(1274年)、《田畝比類乘除算法》二卷(1275年)、《續(xù)古摘奇算法》二卷(1275年)。
楊輝的數(shù)學(xué)研究與教育工作的重點(diǎn)是在計(jì)算技術(shù)方面,他對(duì)籌算乘除捷算法進(jìn)行總結(jié)和發(fā)展,有的還編成了歌決,如九歸口決。
他在《續(xù)古摘奇算法》中介紹了各種形式的”縱橫圖“及有關(guān)的構(gòu)造方法,同時(shí)”垛積術(shù)“是楊輝繼沈括”隙積術(shù)“后,關(guān)于高階等差級(jí)數(shù)的研究。楊輝在”纂類“中,將《九章算術(shù)》246個(gè)題目按解題方法由淺入深的順序,重新分為乘除、分率、合率、互換、二衰分、疊積、盈不足、方程、勾股等九類。
他非常重視數(shù)學(xué)教育的普及和發(fā)展,在《算法通變本末》中,楊輝為初學(xué)者制訂的”習(xí)算綱目“是中國(guó)數(shù)學(xué)教育史上的重要文獻(xiàn)。
12、趙 爽
趙爽,三國(guó)時(shí)期東吳的數(shù)學(xué)家。曾注《周髀算經(jīng)》,他所作的《周髀算經(jīng)注》中有一篇《勾股圓方圖注》全文五百余字,并附有云幅插圖(已失傳),這篇注文簡(jiǎn)練地總結(jié)了東漢時(shí)期勾股算術(shù)的重要成果,最早給出并證明了有關(guān)勾股弦三邊及其和、差關(guān)系的二十多個(gè)命題,他的證明主要是依據(jù)幾何圖形面積的換算關(guān)系。
趙爽還在《勾股圓方圖注》中推導(dǎo)出二次方程(其中a>0,A>0)的求根公式
在《日高圖注》中利用幾何圖形面積關(guān)系,給出了”重差術(shù)"的證明。(漢代天文學(xué)家測(cè)量太陽(yáng)高、遠(yuǎn)的方法稱為重差術(shù))。
13、華羅庚
華羅庚,中國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)家。1910年11月12日生于江蘇省金壇縣。1985年6月12日在日本東京逝世。華羅庚1924年初中畢業(yè)之后,在上海中華職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)不到一年,因家貧輟學(xué),他刻苦自修數(shù)學(xué),1930年在《科學(xué)》上發(fā)表了關(guān)于代數(shù)方程式解法的文章,受到專家重視,被邀到清華大學(xué)工作,開(kāi)始了數(shù)論的研究,1934年成為中華教育文化基金會(huì)研究員。1936年作為訪問(wèn)學(xué)者去英國(guó)劍橋大學(xué)工作。1938年回國(guó),受聘為西南聯(lián)合大學(xué)教授。1946年應(yīng)蘇聯(lián)普林斯頓高等研究所邀請(qǐng)任研究員,并在普林斯頓大學(xué)執(zhí)教。1948年始,他為伊利諾伊大學(xué)教授。
1924年金壇中學(xué)初中畢業(yè),后刻苦自學(xué)。1930年后在清華大學(xué)任教。1936年赴英國(guó)劍橋大學(xué)訪問(wèn)、學(xué)習(xí)。1938年回國(guó)后任西南聯(lián)合大學(xué)教授。1946年赴美國(guó),任普林斯頓數(shù)學(xué)研究所研究員、普林斯頓大學(xué)和伊利諾斯大學(xué)教授,1950年回國(guó)。歷任清華大學(xué)教授,中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所、應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)、名譽(yù)所長(zhǎng),中國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、名譽(yù)理事長(zhǎng),全國(guó)數(shù)學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)主任,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院國(guó)外院士,第三世界科學(xué)院院士,聯(lián)邦德國(guó)巴伐利亞科學(xué)院院士,中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)數(shù)學(xué)化學(xué)部副主任、副院長(zhǎng)、主席團(tuán)成員,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)學(xué)系主任、副校長(zhǎng),中國(guó)科協(xié)副主席,國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)委員等職。曾任一至六屆全國(guó)人大常務(wù)委員,六屆全國(guó)政協(xié)副主席。曾被授予法國(guó)南錫大學(xué)、香港中文大學(xué)和美國(guó)伊利諾斯大學(xué)榮譽(yù)博士學(xué)位。主要從事解析數(shù)論、矩陣幾何學(xué)、典型群、自守函數(shù)論、多復(fù)變函數(shù)論、偏微分方程、高維數(shù)值積 分等領(lǐng)域的研究與教授工作并取得突出成就。40年代,解決了高斯完整三角和的估計(jì)這 一歷史難題,得到了最佳誤差階估計(jì)(此結(jié)果在數(shù)論中有著廣泛的應(yīng)用);對(duì)G.H.哈代與J.E.李特爾伍德關(guān)于華林問(wèn)題及E.賴特關(guān)于塔里問(wèn)題的結(jié)果作了重大的改進(jìn),至 今仍是最佳紀(jì)錄。代數(shù)方面,證明了歷史長(zhǎng)久遺留的一維射影幾何的基本定理;給出了體的正規(guī)子體一定包含在它的中心之中這個(gè)結(jié)果的一個(gè)簡(jiǎn)單而直接的證明,被稱為嘉 當(dāng)-布饒爾-華定理。其專著《堆壘素?cái)?shù)論》系統(tǒng)地總結(jié)、發(fā)展與改進(jìn)了哈代與李特爾伍 德圓法、維諾格拉多夫三角和估計(jì)方法及他本人的方法,發(fā)表40余年來(lái)其主要結(jié)果仍居世界領(lǐng)先地位,先后被譯為俄、匈、日、德、英文出版,成為20世紀(jì)經(jīng)典數(shù)論著作之 一。其專著《多個(gè)復(fù)變典型域上的調(diào)和分析》以精密的分析和矩陣技巧,結(jié)合群表示論,具體給出了典型域的完整正交系,從而給出了柯西與泊松核的表達(dá)式。這項(xiàng)工作在調(diào)和分析、復(fù)分析、微分方程等研究中有著廣泛深入的影響,曾獲中國(guó)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等 獎(jiǎng)。倡導(dǎo)應(yīng)用數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的研制,曾出版《統(tǒng)籌方法平話》、《優(yōu)選學(xué)》等多部著作 并在中國(guó)推廣應(yīng)用。與王元教授合作在近代數(shù)論方法應(yīng)用研究方面獲重要成果,被稱為 “華-王方法”。在發(fā)展數(shù)學(xué)教育和科學(xué)普及方面做出了重要貢獻(xiàn)。發(fā)表研究論文200多篇,并有專著和科普性著作數(shù)十種。
14、陳景潤(rùn)
數(shù)學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士。1933 年5月22日生于福建福州。1953年畢業(yè)于廈門大學(xué) 數(shù)學(xué)系。1957年進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所并在華羅庚教授指導(dǎo)下從事數(shù)論方面的研究。歷任中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所研究員、所學(xué)術(shù)委員會(huì)委員兼貴陽(yáng)民族學(xué)院、河南大學(xué)、青島大學(xué)、華中工學(xué)院、福建師范大學(xué)等校教授,國(guó)家科委數(shù)學(xué)學(xué)科組成員,《數(shù)學(xué)季刊》主編等職。主要從事解析數(shù)論方面的研究,并在哥德巴赫猜想研究方面取得國(guó) 際領(lǐng)先的成果。這一成果國(guó)際上譽(yù)為“陳氏定理”,受到廣泛引用。這項(xiàng)工作,使之與王 元教授、潘承洞教授共同獲得1978年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。其后對(duì)上述定理又作了改進(jìn),并于1979年初完成論文《算術(shù)級(jí)數(shù)中的最小素?cái)?shù)》,將最小素?cái)?shù)從原有的80推進(jìn)到 16,受到國(guó)際數(shù)學(xué)界好評(píng)。對(duì)組合數(shù)學(xué)與現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、尖端技術(shù)、人類生活密切關(guān)系等問(wèn)題也作了研究。發(fā)表研究論文70余篇,并有《數(shù)學(xué)趣味談》、《組合 數(shù)學(xué)》等著作。
15、我們的希望是在21世紀(jì)看見(jiàn)中國(guó)成為數(shù)學(xué)大國(guó)?!薄愂∩?/p>
2004年12月3日,國(guó)際數(shù)學(xué)大師、中科院外籍院士陳省身,在天津病逝.享年93歲.陳省身,1911年10月26日生于浙江嘉興.少年時(shí)就喜愛(ài)數(shù)學(xué),覺(jué)得數(shù)學(xué)既有趣又較容易,并且喜歡獨(dú)立思考,自
第四篇:校本教材開(kāi)發(fā)交流稿
中等職業(yè)學(xué)校專業(yè)課校本教材開(kāi)發(fā)與實(shí)踐
交 流 稿
四川省綿陽(yáng)職技術(shù)學(xué)校 唐云
目錄:
一、開(kāi)發(fā)校本教材的起源
二、校本教材開(kāi)發(fā)與校本研修的關(guān)系
三、校本教材的基本特征
四、校本教材的構(gòu)成要件
五、校本教材開(kāi)發(fā)條件
六、校本教材實(shí)例
七、小組討論與校本教材編寫
八、小組校本教材展示
九、小組校本教材評(píng)價(jià)
正文:
前言:(形成討論氛圍)
討論:你所在學(xué)校對(duì)校本教材的理解及學(xué)校校本教材的開(kāi)發(fā)情況。
一、我的校本教材開(kāi)發(fā)的起源
(一)“教書”與“專業(yè)教學(xué)”的區(qū)別
(討論:中職學(xué)校“專業(yè)教學(xué)”與傳統(tǒng)意義上的“教書”有什么區(qū)別)“教師”職業(yè),人們習(xí)慣稱為“教書”,可見(jiàn),傳統(tǒng)意義上的教學(xué)是由“書”牽著走的,可以看出“書”對(duì)教學(xué)的重要性。
用傳主統(tǒng)的教學(xué)觀看待中職學(xué)校的“專業(yè)教學(xué)”,也離不開(kāi)“教書”這個(gè)概念,目前中職學(xué)校絕大多數(shù)的專業(yè)老師,也是按照“教書”這個(gè)概念在完成一本本教材的內(nèi)容,但我認(rèn)為,中職學(xué)校的專業(yè)教學(xué)應(yīng)該以本專業(yè)在相應(yīng)的崗位上的技能要求,去尋找必要的理論,然后將這些必要的理論整理出來(lái),編寫出圖文聲光并茂的校本教材。
也就是說(shuō),傳統(tǒng)意義上的教學(xué)多以“書”練“技”,而中職專業(yè)教學(xué)更多的需要以“技”尋“書”,這就有了編定校本教材的必要性。
(二)中職學(xué)校教材的發(fā)展(電子專業(yè)、汽修專業(yè)教材)討論:你所教專業(yè)課程教材使用情況(審定教材還是自己編教材)展示:中職電子專業(yè)《電子技術(shù)基礎(chǔ)》先后用過(guò)的教材?,F(xiàn)行教材存在的問(wèn)題:
1、多人編寫,內(nèi)容一致性差;
2、與本校實(shí)訓(xùn)設(shè)備、器材不配套;
3、內(nèi)容與形式上與中職生的學(xué)習(xí)能力存在差距;
3、參加高教出版與科技出版社電子專業(yè)教材研討會(huì)的體會(huì)
所有與會(huì)人員都提到教材需要改編,所有人對(duì)如何改編找不到文向,人們一致傾向于以項(xiàng)目教學(xué)形式,理實(shí)結(jié)合的一體化教學(xué)教材。
后來(lái)出了一些樣本,但是“項(xiàng)目”性不強(qiáng),總體感覺(jué)只是將以往的“章節(jié)”改為了“項(xiàng)目”。
(四)企業(yè)培訓(xùn)教材的特點(diǎn)
討論:你讀過(guò)哪些企業(yè)的培訓(xùn)教材,它們有什么特點(diǎn)。企業(yè)培訓(xùn)教材,針對(duì)性很強(qiáng),技能具體,例如:長(zhǎng)虹空調(diào)培訓(xùn)教材
如長(zhǎng)虹廠的空調(diào)培訓(xùn)教材,針對(duì)某個(gè)型號(hào),安裝調(diào)試,檢查,圖文并排,很具體,按照教材的指導(dǎo),學(xué)習(xí)者完全可以在短時(shí)間內(nèi)完成安一個(gè)項(xiàng)目的技能。
而類似的中職學(xué)校電子專教材,從物質(zhì)的三態(tài)變化講到空調(diào),很厚一本,整本讀完,也只知道“原理”,尚無(wú)法動(dòng)手操作,背離了中職教學(xué)重在動(dòng)手這個(gè)初衷。
原因簡(jiǎn)析:中職教材一直由老師編寫,有“大綱”約束,脫不了傳統(tǒng)教材的理念,而企業(yè)培訓(xùn)教材多同行業(yè)專業(yè)內(nèi)專業(yè)人士編寫,重在實(shí)用與動(dòng)手,對(duì)于理論,編者很了解需要多少。
(五)工科專業(yè)“項(xiàng)目教學(xué)”、“理實(shí)一體化教學(xué)”對(duì)教材的要求
討論:你對(duì)“理實(shí)一體化教學(xué)”、“項(xiàng)目教學(xué)”的理解,實(shí)際工作的開(kāi)展情況
項(xiàng)目教學(xué)環(huán)節(jié):
傳統(tǒng)工科教學(xué)橫式:理論(實(shí)驗(yàn))—技能—項(xiàng)目; 項(xiàng)目教學(xué):項(xiàng)目—技能的要求—必要的理論(實(shí)驗(yàn));
理實(shí)一體化教學(xué)過(guò)程:
過(guò)程式教學(xué):理論—實(shí)驗(yàn)—考試
理實(shí)一體化教學(xué):技能需求——理論——小組討論—實(shí)驗(yàn)—小組總結(jié)—再理論——再小組討論——再實(shí)驗(yàn)—再小組總結(jié)??達(dá)到技能要求。
要注意的誤區(qū):抓技能放棄了理論,然而工科專業(yè)的很多技能需要深入的理論支撐。
(六)教學(xué)科研考察中的感受
因?qū)W本人參與我校省級(jí)科研課題《整體解決中職學(xué)生學(xué)習(xí)困難研究》的研究,走訪了許多中職學(xué)校,大家有一個(gè)共識(shí):現(xiàn)在的“書”需要改編。
例如:《汽車電氣原理與維修》一書,在第一章節(jié)中,大約花了近40頁(yè)講汽車蓄電池的化學(xué)原理,結(jié)整學(xué)生如何在實(shí)際中去識(shí)別“+”“-”極還搞不清楚。
(七)2008.5.12的震撼
2008年的四川大地震,讓我感覺(jué)到,一個(gè)中職專業(yè)老師,有必要使自己成為專業(yè)人員,總結(jié)出真正能讓學(xué)生學(xué)得懂的理論,讓學(xué)生最終在“理實(shí)一體”中掌握一門專業(yè)技能,這是讓我這么多年來(lái),潛心開(kāi)展校本研修、編寫校本教材的動(dòng)力之一。
二、校本教材開(kāi)發(fā)與校本研修的關(guān)系 討論:你所在學(xué)校的開(kāi)展哪些方式的校本研修
(一)涪城教研對(duì)校本研修的指導(dǎo)
感謝涪城進(jìn)校修,市教科所等領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我我們學(xué)校研修工作的指導(dǎo)與支持,給了我們方向,給了我們力量。
(二)校本研修的目的:根據(jù)專業(yè)技能的要求,提高專業(yè)老師能力、改革課程設(shè)置、改革教學(xué)方法、編寫校本教材,最終讓學(xué)生掌握必要的現(xiàn)理,達(dá)到相應(yīng)的技能,真正“學(xué)有所得”!
(三)校本教材編寫與校本研修的本質(zhì)關(guān)系:從屬關(guān)系!校本教材的開(kāi)發(fā)屬于校本研修的一個(gè)組成部分。
(四)從我?!捌迣I(yè)校本研修”實(shí)例看校本研修與校本教材編寫的關(guān)系:
四川省綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 汽修專業(yè)教研實(shí)例
(涪城區(qū)政府主辦,國(guó)家級(jí)重點(diǎn)中職學(xué)校)
2012年春伊始,試點(diǎn)班級(jí):2012級(jí)汽修專業(yè)班。第一階段:2012年秋 課程設(shè)置研究
(一)市場(chǎng)調(diào)研:
企業(yè)對(duì)中職汽修專業(yè)學(xué)生能力需求調(diào)研;
中職汽修專業(yè)辦學(xué)狀況調(diào)查;往屆畢業(yè)生現(xiàn)從業(yè)情況設(shè)查; 汽車高職院校課程設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)查; 綿陽(yáng)市場(chǎng)汽車銷售維修現(xiàn)狀調(diào)查。
(二)分析與研究:
汽車銷售與維修行業(yè)發(fā)現(xiàn)狀與人材需求分析 中職學(xué)生汽修行業(yè)從業(yè)率低的原因分析 中職與高職汽車專業(yè)學(xué)生就業(yè)結(jié)構(gòu)分析 中職汽修專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析
(三)研究形式:
走訪、請(qǐng)教、討論、參觀、教學(xué)班實(shí)踐等。
(四)研究成果: 形成第一階段新的課程設(shè)置
(特點(diǎn):以技能項(xiàng)目為目標(biāo),分階段集中形展專業(yè)課教學(xué))
(五)提出的問(wèn)題:
中職工科專業(yè)班額過(guò)大嚴(yán)重影響專業(yè)技能教學(xué),建議20至25人每班; 中職工科專業(yè)“理實(shí)一體化教學(xué)”需2名專業(yè)老師同時(shí)授課; 中職工科專業(yè)學(xué)制過(guò)短,不能滿足技能訓(xùn)練的要求; 中職工科專業(yè)同一時(shí)段開(kāi)設(shè)科目過(guò)多影響專業(yè)教學(xué)。
中職工科專業(yè)需教總結(jié)教學(xué)內(nèi)容,編寫適合自身情況的“校本教材”。第二階段:2013年春至2013年秋 汽修專業(yè)“理實(shí)一體化教學(xué)”形成研究
(一)研究?jī)?nèi)容:
對(duì)“理實(shí)一體化”教學(xué)的理解 “理實(shí)一體化”教學(xué)環(huán)境的形成 “理實(shí)一體化”教學(xué)課堂內(nèi)容的形成 “理實(shí)一體化”教學(xué)環(huán)節(jié)的形成 教師在“理實(shí)一體化”教學(xué)中的主導(dǎo)作用 設(shè)備在“理實(shí)一體化”教學(xué)中的必要作用 “理實(shí)一體化”教學(xué)在 汽修12.1班的實(shí)踐 “理實(shí)一體化”教學(xué)的影響因素分析 “理實(shí)一體化”研究反饋
(二)研究成果:
在我校汽修專業(yè)形成了以技能需求為目標(biāo)、以技能分類為項(xiàng)目的 “理實(shí)一體化”教學(xué)模式。
(三)提出的問(wèn)題:
“書”引導(dǎo)“教”還是“教”引導(dǎo)“書”
第三階段:2014年春至2014年秋
提高汽修專業(yè)“理實(shí)一體化”教學(xué)質(zhì)量與課程設(shè)置調(diào)整的研究(此項(xiàng)正在研究中)
(一)研究?jī)?nèi)容
教師技能對(duì)教學(xué)效果的影響研究; 提高教師技能的途徑研究;
學(xué)校管理制度對(duì)教師專業(yè)技能提高的影響研究; “理實(shí)一體化”教學(xué)的應(yīng)用研究; 汽修專業(yè)文化教材與教學(xué)現(xiàn)狀研究; 汽修專業(yè)文化課提高方法;
汽修專業(yè)專業(yè)課程教材與教學(xué)現(xiàn)狀研究; 汽修專業(yè)專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量提高方法研究;
(二)力求獲得的成果 采用校本教材,提高教學(xué)效果;
應(yīng)用“理實(shí)一體化”項(xiàng)目教學(xué),有效提高教學(xué)效果; 應(yīng)用“倒置教學(xué)法”改變傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程;
“一屏四畫”投影法解決演示觀看問(wèn)題,提高演示實(shí)訓(xùn)效果;
(三)提出的問(wèn)題
如何實(shí)現(xiàn)專業(yè)教師主動(dòng)提高專業(yè)技能 如何有效提高實(shí)訓(xùn)設(shè)備的利用率
第四階段:2015年春2015年秋 汽修專業(yè)校本教材編寫(計(jì)劃寫的校本教材)《汽車電工基礎(chǔ)》 《汽車電工技能》 《汽車傳感器原理檢測(cè)》 《汽車電氣原理與維修》
《電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障分析與維修》
小結(jié):校本研修最終目的:提高中職教學(xué)效果!
需要解決的主要問(wèn)題:老師技能的提高;教學(xué)模式的改變;教材的改變。
需要解決的輔助問(wèn)題:教學(xué)管理制度的改變;教學(xué)設(shè)備與環(huán)境的改變;學(xué)校德育工作的改變。
三、校本教材的基本特征 討論:你認(rèn)為校本教材具有哪些特征?
(一)校本教材的類型:
識(shí)讀性校本教材,如《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(展示);
教學(xué)指導(dǎo)性校本教材,如《汽車電氣原理維修》(展示);
(二)校本教材的特征:
1、強(qiáng)烈的技能針對(duì)性:
選材先取本專業(yè)最直接且最必要的內(nèi)容,特別是專業(yè)基礎(chǔ)課程,編者本專業(yè)最終的知識(shí)需求相當(dāng)了解,才能編出專業(yè)指性很強(qiáng)的專業(yè)校本教材。(展示:技能針對(duì)性強(qiáng)的校本教材樣本)
2、精練:
編寫語(yǔ)言需精練,防止半天說(shuō)不到點(diǎn)子上的現(xiàn)象。(展示:語(yǔ)言簡(jiǎn)練的校本教材樣本)
3、與本校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備匹配:
如電子專業(yè)的所用的示波器,品牌不一,面板結(jié)構(gòu)不一,校本材需要與之配套,讓學(xué)生容易將與論課本與實(shí)訓(xùn)結(jié)合起來(lái)。(展示)
(三)校本教材的實(shí)質(zhì):
你如何教懂了學(xué)生,就把它總結(jié)出來(lái),歸納起來(lái),做出適合本校情況的講義資料,就是“校本教材”。
四、校本教材的構(gòu)成要件 討論:你理解教材由哪些項(xiàng)目構(gòu)成
傳統(tǒng)意義上的教材以文本為主,逐步發(fā)展到有圖,有的也配合一些光盤(動(dòng)畫或視頻)
校本教材的構(gòu)成要件:文本;圖片;動(dòng)畫;視頻。
五、校本教材開(kāi)發(fā)條件
討論:你認(rèn)為開(kāi)發(fā)校本教材需要具備的條件?
(一)傳統(tǒng)教材編寫的問(wèn)題:
多人編寫,難于做成“項(xiàng)目”教學(xué)與“理實(shí)一體化”教學(xué)。
(二)校本教材開(kāi)發(fā)的主觀條件
1、首先是老師對(duì)中職專業(yè)與專業(yè)教學(xué)的熱愛(ài),有沒(méi)有股熱愛(ài)談不上寫點(diǎn)什么。
2、其次是負(fù)責(zé)專業(yè)教學(xué)(特別是專業(yè)基礎(chǔ))課的老師,要對(duì)本專業(yè)的非常了解,真正是一個(gè)專業(yè)人士,并且能在行業(yè)中,社會(huì)上應(yīng)用本專業(yè),否則,老師也不知道學(xué)了那些有什么用,只能按照別人編的“書”去完成“教學(xué)任務(wù)”,而不是針對(duì)一門“專業(yè)”進(jìn)行教學(xué),老師就成了教書先生了。
比如汽修專業(yè)的老師,書上畫著圖,寫著字,老師看一會(huì),就能站上講臺(tái)去講,但是看到實(shí)物,老師就懵,這樣的課,談不上專業(yè)課,這就需要真正搞專業(yè)的老師編出能引領(lǐng)這些老師的適用教材,也就是校本教材。
當(dāng)前中職老師基本成了“百科教師”,一些學(xué)校安排語(yǔ)文老師上電子線路,歷史老師上汽車維修??這些課程老師是專業(yè)性很強(qiáng)的課程,這樣安排老師,不知道是誰(shuí)在勿悠誰(shuí)。
一堂專業(yè)課,要是不知道這堂課的過(guò)去是什么,未來(lái)是什么,那么,專業(yè)課就上成了文化課,這個(gè)時(shí)候,很需要適合當(dāng)前情況的校本教材。
3、三是老師本身所具備的綜合能力:如文本的編寫能力;圖片的處理能力;視頻的編輯能力;動(dòng)畫的制作能力等。
4、四是老師需要的吃苦耐勞的精神
教學(xué)中實(shí)用的東西往往又是不長(zhǎng)錢的。這個(gè)時(shí)候,老師需要的就是“吃苦耐”,我們經(jīng)常用這四個(gè)字教育學(xué)生,但真正自己“吃苦耐勞”地去做些有用的事情,卻又是很難的事情。
(三)校本教材開(kāi)發(fā)的客觀條件
1、學(xué)校管理的重視與促進(jìn); 例如:我校高度重視校本教材的開(kāi)發(fā),如經(jīng)濟(jì)上獎(jiǎng)勵(lì);榮譽(yù)上傾斜等。
2、學(xué)校設(shè)施設(shè)備件:
如電子專業(yè),需要做個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)校什么也沒(méi)有,那也不好搞。
(四)現(xiàn)行管理制度對(duì)校本教材開(kāi)發(fā)的影響
學(xué)校來(lái)講,諸多管理人員是普教過(guò)來(lái)的,管理模式與方式走的是普教模式,對(duì)專業(yè)教學(xué)中專業(yè)教師自己編講義教材不夠重視;
就大政而言,講義教材涉汲“大綱”的、審定等問(wèn)題,比如我們現(xiàn)在搞的“校本教材”,各方面也在口頭上支持,但說(shuō)到底可能還屬于“非法教材”,這對(duì)老師們參與這個(gè)事情的積極性影響也很大。
六、校本教材實(shí)例
《模擬電子技術(shù)“理實(shí)一體化”校本教材》
圖文識(shí)讀性校本教材,目前用于應(yīng)用電子班、佳仕焊機(jī)班等班級(jí)教學(xué),效果很好;
《汽車概論》圖文識(shí)讀性校本教材,用于多界汽修專業(yè)教學(xué),效果很好; 《汽車電氣原理與維修》教學(xué)指導(dǎo)性校本教材,用于汽修專業(yè)教學(xué),效果很好;
《汽車電工基礎(chǔ)》圖文識(shí)讀性校本教材,用于汽修專業(yè)教學(xué)。
七、校本教材編實(shí)訓(xùn)
方案:結(jié)本本人所在學(xué)校與本人所承擔(dān)的專業(yè)教學(xué),選取一個(gè)項(xiàng)目,做出一個(gè)校本教材編寫方案。
(一)情況分板(專業(yè)與教學(xué)環(huán)境)
(二)項(xiàng)目選材
(三)文本提綱
(四)圖片設(shè)計(jì)
(五)動(dòng)畫設(shè)計(jì)
(六)視頻錄制
八、小組校本教材展示 邀請(qǐng)學(xué)員展示自己的設(shè)計(jì)
九、小組校本教材評(píng)價(jià)
邀請(qǐng)其他成員對(duì)展示的設(shè)計(jì)作品作評(píng)價(jià)。
——完——
第五篇:《陶藝》校本教材開(kāi)發(fā)方案
《陶藝》校本課程實(shí)施方案
我校陶藝教學(xué)由2006年冬季創(chuàng)辦至今已有將近五個(gè)年頭了,在這五年中我們有過(guò)彷徨、有過(guò)疑惑,也有過(guò)思索和探討,也學(xué)習(xí)過(guò)兄弟學(xué)校的成功經(jīng)驗(yàn)。但如何能拿來(lái)在我們臨池中學(xué)進(jìn)行生根發(fā)芽,并開(kāi)花結(jié)果,我們一直在不斷的追求和探索中。我們不斷的問(wèn)自己,我們?yōu)槭裁匆_(kāi)展陶藝、我們?nèi)绾蝸?lái)開(kāi)展陶藝、我們將來(lái)想怎么樣開(kāi)展陶藝。下面我就這三個(gè)方面來(lái)詳細(xì)描述一下我校陶藝校本教學(xué)的發(fā)展思路。
一、我們?yōu)槭裁匆闾账?/p>
(一)校園文化建設(shè)的需要
校園文化是學(xué)校所具有特定的精神環(huán)境和文化氣氛,它從表象看包括校園建筑設(shè)計(jì)、校園景觀、綠化美化、宣傳櫥窗等這種物化形態(tài)的內(nèi)容,但它更是一種以學(xué)生為主體,以課外文化活動(dòng)為主要內(nèi)容,以校園為主要空間,以校園精神為主要特征的一種群體文化。是一種動(dòng)態(tài)中的校園文化。也是學(xué)校內(nèi)涵和深度的一種體現(xiàn)。健康的校園文化,可以陶冶學(xué)生的情操、啟迪學(xué)生心智,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。而陶藝無(wú)疑是校園文化建設(shè)的最好切入點(diǎn)之一。陶藝由于它本身所具有的文化內(nèi)涵和藝術(shù)魅力,使他成為我們選擇的一個(gè)重要原因。
(二)陶藝本身的價(jià)值使然。
陶藝是我國(guó)的一門傳統(tǒng)藝術(shù),它的產(chǎn)生是人類進(jìn)化過(guò)程中具有劃時(shí)代意義的偉大創(chuàng)造,標(biāo)志著人類文明和文化的進(jìn)步。中國(guó)的陶瓷藝
術(shù)有著悠久的歷史和深厚的文化底蘊(yùn),它曾長(zhǎng)期影響著世界陶瓷的發(fā)展,在世界文明史上占有重要地位。
在美國(guó)、德國(guó)、加拿大、日本及至我國(guó)的臺(tái)灣,“陶藝”早就走進(jìn)了大、中、小學(xué)課堂,而且開(kāi)展得有聲有色。實(shí)踐證明,陶藝教育的價(jià)值很高,它為發(fā)展學(xué)生個(gè)性,開(kāi)發(fā)潛能,提高審美能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力開(kāi)辟了無(wú)限的空間。
(三)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的需要
隨著新基礎(chǔ)的深入開(kāi)展,“新基礎(chǔ)教育”形成的教學(xué)共通價(jià)值觀的核心理念是:培養(yǎng)能在當(dāng)代社會(huì)中實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、健康發(fā)展的一代新人。而主動(dòng)健康的一代新人必定是素質(zhì)全面發(fā)展的人,因而,一所學(xué)校的好壞不僅僅停留在升學(xué)率的多少,一個(gè)學(xué)生的好壞也不僅僅是分?jǐn)?shù)的高低,學(xué)生的素質(zhì)是多方面的。學(xué)校的育人觀也是全面的。陶藝恰恰在提高學(xué)生素質(zhì)方面具有無(wú)比的優(yōu)勢(shì)。蘇霍姆林斯基說(shuō):“學(xué)生的才智反映在他的手指尖上”。也就是說(shuō),只有讓孩子在操作中動(dòng)手、動(dòng)腦,多種感官參與活動(dòng),才能使他們的智慧和能力得到最大限度的發(fā)展。在中學(xué)開(kāi)設(shè)陶藝課程,是加強(qiáng)素質(zhì)教育的最佳選題。它以其感人的形式,豐富的內(nèi)容,打動(dòng)學(xué)生的心靈,接近學(xué)生的生活,為學(xué)生提供了表達(dá)自我和發(fā)揮想象力的空間,使學(xué)生獲得快樂(lè)和滿足,這對(duì)學(xué)生身心健康的發(fā)展,創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)有著巨大的積極作用。
(四)是學(xué)校特色發(fā)展的要求
建設(shè)特色學(xué)校是深入實(shí)施素質(zhì)教育的需要,素質(zhì)教育是當(dāng)今教育改革的主旋律和辦學(xué)的歸宿。“合格+特長(zhǎng)”已成為眾多學(xué)校實(shí)施素質(zhì)
教育的切入點(diǎn)?!昂细瘛本褪桥囵B(yǎng)學(xué)生德、智、體、美、勞諸方面的基本素質(zhì);“特色”就是在培養(yǎng)學(xué)生基本素質(zhì)的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的個(gè)性素質(zhì)特長(zhǎng)。同時(shí)建設(shè)特色學(xué)校也是學(xué)校生存和發(fā)展的需要,是學(xué)校品牌建設(shè)需要,是學(xué)校戰(zhàn)略發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。學(xué)校特色發(fā)展,是學(xué)校以先進(jìn)的教育思想作指導(dǎo),根據(jù)學(xué)校的發(fā)展歷史與傳統(tǒng)、師資水平、辦學(xué)條件、環(huán)境等因素,選擇某一或幾個(gè)優(yōu)勢(shì)方面的工作進(jìn)行積累和拓展,逐步形成學(xué)校的顯著亮點(diǎn),促進(jìn)學(xué)校和諧健康發(fā)展。
二、我們?nèi)绾蝸?lái)開(kāi)展陶藝
在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視和鼓勵(lì)鞭策下,在新課程理論的指導(dǎo)下,我校于2006年起,著手進(jìn)行《陶藝》教學(xué)的嘗試。從2008學(xué)起,我校逐步開(kāi)設(shè)六—八年級(jí)陶藝課程,并開(kāi)始把《陶藝》作為校本課程來(lái)開(kāi)發(fā)。逐步編寫了教材。在教材的內(nèi)容方面,遵循新課程標(biāo)準(zhǔn),符合學(xué)校的實(shí)際情況,選擇貼近學(xué)生生活的內(nèi)容,與社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步相融合,與人文精神相融合,逐漸向綜合方面發(fā)展,使陶藝校本課程富有時(shí)代感。教材的編寫還體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的個(gè)性潛能充分挖掘,為學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力打下基礎(chǔ),促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性全面和諧的發(fā)展。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中我們實(shí)施了以下策略。
(一)構(gòu)建民主、開(kāi)放的課程開(kāi)發(fā)組織。
建立一支民主、開(kāi)放的組織機(jī)構(gòu)是保證校本課程開(kāi)發(fā)渠道順暢的重要因素。從2006年起,我校專門成立了課程開(kāi)發(fā)組。一線教師進(jìn)行陶藝教學(xué)方面的探究和實(shí)踐,搜集適合學(xué)生發(fā)展的課例形式,定期匯總教研。做到邊實(shí)施,邊開(kāi)發(fā),邊挖掘,邊總結(jié)的同步進(jìn)行的有效方法,在實(shí)踐過(guò)程中動(dòng)態(tài)生成課程。我們先后三次改編寫了教材,并逐步生成了適合我校師生的教材。同時(shí)為保證組織機(jī)構(gòu)民主、順暢運(yùn)行,學(xué)校強(qiáng)調(diào)三個(gè)意識(shí),即校長(zhǎng)要有協(xié)調(diào)意識(shí),分管領(lǐng)導(dǎo)要有服務(wù)意識(shí),實(shí)驗(yàn)教師要有精品意識(shí),為課程開(kāi)發(fā)的順利實(shí)施提供有力的保障。
(二)創(chuàng)設(shè)良好的外部開(kāi)發(fā)環(huán)境。
為推進(jìn)陶藝教學(xué),學(xué)校做了大量的工作。配齊、開(kāi)設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)的陶藝教室、作品陳列柜,設(shè)置了專門燒制陶器的窯爐。但由于近兩年學(xué)校陶藝教室的搬遷,陳列室、窯爐、等一些設(shè)施暫時(shí)不能到位,但在新校的規(guī)劃建設(shè)上,陶藝專用教室,及一些配套設(shè)施將得到更全面的配置。
(三)科學(xué)合理課時(shí)課程安排
陶藝校本重在普及,使學(xué)生在陶藝教學(xué)的大文化背景下受到教育。學(xué)校全校一至六年級(jí)全部開(kāi)展陶藝課。在現(xiàn)有的條件下讓盡量多的學(xué)生參與陶藝教學(xué)體驗(yàn),做到“人人動(dòng)手,個(gè)個(gè)玩陶”。每學(xué)期每人有8次陶藝教學(xué),每次2課時(shí),課時(shí)安排還和美術(shù)課教學(xué)相結(jié)合。陶藝教學(xué)和美術(shù)教學(xué)中的手工、泥塑、面塑、雕塑、繪畫等教學(xué)的整合,開(kāi)發(fā)陶藝校本課程,構(gòu)建大綜合的陶藝教學(xué)特色之路。
(四)陶藝校本教材的編寫
我校陶藝校本教材的研究和開(kāi)發(fā)是建立在老師上實(shí)驗(yàn)課,開(kāi)展個(gè)案研究的基礎(chǔ)上。隨著陶藝課程的研究與推進(jìn),老師積累了大量的案例,厚積薄發(fā),在專業(yè)刊物的指引下,編寫了名為《陶藝》的陶藝校本教材。教材在實(shí)施過(guò)程中不斷地檢驗(yàn)和完善,使之更加科學(xué)合理。確立課程總目標(biāo) :
1.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),了解陶藝發(fā)展史、陶藝技法,從經(jīng)驗(yàn)中探索、把握基本陶藝造型語(yǔ)言。
2.通過(guò)作品設(shè)計(jì)與制作,樹立創(chuàng)新意識(shí),尋求,加強(qiáng)空間造型能力。3.通過(guò)制陶實(shí)踐過(guò)程,主動(dòng)探索嘗試表達(dá)新穎的設(shè)計(jì)途徑與方法。4.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),初步體會(huì)陶藝是人類內(nèi)心情感表達(dá)的一種語(yǔ)言,為日后進(jìn)一步體驗(yàn)陶藝作鋪墊。
(1)根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn),制定了課程年級(jí)目標(biāo)。低年級(jí):
1.以培養(yǎng)學(xué)生喜歡玩泥巴為主,不急于要求學(xué)生塑造出作品,在游戲中體驗(yàn)?zāi)喟偷挠?、軟、干、濕等不同性質(zhì)并自由自在地進(jìn)行變形,以提高其興趣及信心。
2.鼓勵(lì)學(xué)生多嘗試各種技法、探求陶土的可塑性。如揉、搓、切、打、挖、刮、堆等技法,通過(guò)游戲讓學(xué)生自己探究。
3.能夠捏塑出各種簡(jiǎn)單的幾何形體,如長(zhǎng)條、球體、立方體、泥板等,并進(jìn)行簡(jiǎn)單的圖案刻畫。中年級(jí):
1.嘗試運(yùn)用各種輔助材料進(jìn)行陶土的造型創(chuàng)作,如木棒、牙簽、竹筷、鐵絲等。
2.能夠把握雕塑造型的立體感,感受陶土潛在的美感特性,并能與他人分工合作完成作品。
3.嘗試運(yùn)用各種技法制作平面的或立體的作品來(lái)表達(dá)自己的想法,提高其造型能力。
4.逐步養(yǎng)成收藏自己喜愛(ài)的作品并拍攝照片,作簡(jiǎn)單的介紹,養(yǎng)成樂(lè)于與人共賞的習(xí)慣。高年級(jí):
1.喜歡欣賞中外優(yōu)秀的陶藝作品,能與他人交流自己的感受,發(fā)現(xiàn)其意義并能對(duì)作品的形式、內(nèi)容、風(fēng)格特點(diǎn)、創(chuàng)作背景等方面進(jìn)行自主探究,有自己的心得。
2.培養(yǎng)學(xué)生有計(jì)劃性的工作能力,在實(shí)際創(chuàng)作之前,能根據(jù)構(gòu)想草圖,預(yù)想必須使用的材料、工具和技法,以及制作步驟,有順序地進(jìn)行創(chuàng)作。能注意到特體量感與動(dòng)勢(shì)的表現(xiàn),并逐步接觸拉坯,學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的釉色法。
(二)教材編寫的原則:要求教材要適合12歲以上年齡段的學(xué)生。遵循以“玩”為主宗旨,以感受陶藝,享受玩泥的快樂(lè)為主線,以人文性的語(yǔ)言貫穿整個(gè)教材。本教材突出“兩個(gè)易”:
1、陶藝技巧和知識(shí)學(xué)生易接受,要與中學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和生活相適應(yīng)。
2、學(xué)生的材料容易搜集,如課余練習(xí)黃泥和橡皮泥均可成為陶泥的代用品。
(三)在教材的編寫過(guò)程中注重與多學(xué)科的整合,是突出了“六個(gè)結(jié)合”:音樂(lè)與陶藝的融合,語(yǔ)文文學(xué)與陶藝的融合,歷史與陶藝的融合,生活與陶藝的融合,民間藝術(shù)與陶藝的融合。陶藝和綜合實(shí)踐相融合。例如:音樂(lè)與陶藝,由音樂(lè)欣賞到樂(lè)器的觸摸了解再到我做的樂(lè)器,學(xué)生聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、手覺(jué)、感知、了解、創(chuàng)造。一堂校本涉及多個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域。又比如歷史與陶藝的融合,有一課叫《我做的兵馬俑》,我先讓學(xué)生網(wǎng)上了解有關(guān)兵馬俑的資料,讓學(xué)生進(jìn)行描述,想象。最 6
后假設(shè)自己是考古工作者,請(qǐng)他復(fù)原當(dāng)年的兵馬俑原貌。學(xué)生對(duì)這樣的課非常感興趣。其作品呈現(xiàn)出來(lái)的創(chuàng)造性常常讓我們感到驚奇。
(四)過(guò)程性評(píng)價(jià)在三冊(cè)教材中得以體現(xiàn)。低年級(jí)是“快樂(lè)的陶藝學(xué)期”,中年級(jí)是“發(fā)展的陶藝學(xué)期”,高年級(jí)是“收獲的陶藝學(xué)期”,每?jī)?cè)對(duì)學(xué)生的要求都在不斷地更新。在過(guò)程性評(píng)價(jià)中,我們遵循評(píng)價(jià)的趣味性,激勵(lì)性,可操作性原則,有學(xué)生自評(píng),生生互評(píng),還加入了家長(zhǎng)的評(píng)價(jià)。使每個(gè)學(xué)生在學(xué)期結(jié)束后能夠了解自己的學(xué)習(xí)情況,有所收獲,使課程開(kāi)發(fā)與教學(xué)改革一體化。
三、探索陶藝校本的進(jìn)一步發(fā)展之路
雖然我校陶藝校本以積累了一些經(jīng)驗(yàn),但總覺(jué)得還有這樣那樣的不足,尤其是教師在持續(xù)深入開(kāi)展的過(guò)程中常常感到心有余而力不足,因而迫切需要明確校本進(jìn)一步發(fā)展目標(biāo),制定是陶藝發(fā)展的近三年規(guī)劃,尋找到一條更好的發(fā)展之路。我們將增加和完善以下措施。
(一)開(kāi)展以課題研究為支撐的理論培訓(xùn)。
校本課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施關(guān)鍵在教師。加強(qiáng)培訓(xùn),提高教師開(kāi)發(fā)新課程的熱情與能力是當(dāng)務(wù)之急。為此,我校準(zhǔn)備進(jìn)行以課題研究為支撐,通過(guò)校本科研、校本教研加強(qiáng)培訓(xùn)。要求老師業(yè)余進(jìn)行課程目標(biāo)、課程實(shí)施、課程常識(shí)、課程探究等基本理論的自學(xué),并尋找機(jī)會(huì)向陶藝家請(qǐng)教有關(guān)陶藝專業(yè)知識(shí),使我校的課程開(kāi)發(fā)既有課程理論方面的支持,也有專業(yè)知識(shí)上的引領(lǐng)。老師在課程開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,做到有課題,從實(shí)際教學(xué)出發(fā),解決實(shí)際問(wèn)題,寫出相關(guān)的論文與案例。老師科研意識(shí)的形成,提高了校本課程開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。
(二)進(jìn)一步完善課外興趣小組的建設(shè),校本重在普及,沒(méi)有數(shù)量就沒(méi)有質(zhì)量,校本的開(kāi)展能讓更多的具有陶藝天賦的學(xué)生被發(fā)現(xiàn)從而有進(jìn)一步發(fā)展的空間。1)、課外陶藝興趣小組 就能滿足部分學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)探索的需求,學(xué)校要更好的組織陶藝興趣小組,讓一部分學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)玩陶。課外興趣小組人員和時(shí)間,以各年級(jí)喜愛(ài)陶藝的學(xué)生組成,限全校20-30名學(xué)生。每周二、下午第三節(jié)課。興趣小組重在提高,學(xué)生制作出一件件充滿藝術(shù)氣息,富有生活氣息的精美作品就是成果。
(三)方法和措施: a.檔案記錄:興趣小組每人都有檔案,記錄其學(xué)習(xí)陶藝的心得感受、個(gè)人看法的文字資料和他們的陶藝作品圖片數(shù)據(jù)庫(kù),注重收集學(xué)生的個(gè)體成長(zhǎng)資料。b.作品宣傳:每人作品用數(shù)碼相機(jī)采集,文字用電腦存盤。發(fā)布于學(xué)校網(wǎng)頁(yè)上,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)校的社會(huì)知名度。c.陶藝活動(dòng):可以讓學(xué)生成立陶藝公司,開(kāi)展作品收藏、饋贈(zèng)親友、精品拍賣等藝術(shù)活動(dòng)。以提高學(xué)生陶藝制作的興趣,使學(xué)生體驗(yàn)成功的樂(lè)趣,豐富學(xué)校的文化生活。
(四)加強(qiáng)陶藝教學(xué)的橫向聯(lián)系,走出去,請(qǐng)進(jìn)來(lái)。以區(qū)域研討,觀摩課,外出參觀等方式進(jìn)行教學(xué)交流,拓寬思路,從而達(dá)到提高教師教學(xué)質(zhì)量。
(五)成立教師陶吧,讓每一個(gè)教師體驗(yàn)制陶的樂(lè)趣。在陶吧里親手制作自己喜愛(ài)的作品。營(yíng)造全校師生玩陶氛圍。
(六)設(shè)立陶藝教室家長(zhǎng)和學(xué)生開(kāi)放日,陶藝教室家長(zhǎng)和學(xué)生開(kāi)放日可以在陶藝實(shí)驗(yàn)中得到體現(xiàn)。陶藝課程的實(shí)施效果
1.陶藝課程的有效實(shí)施,進(jìn)一步豐富完善了學(xué)校的課程體系。在多年的探索與實(shí)踐中,學(xué)校充分挖掘課程資源,通過(guò)邊實(shí)踐邊開(kāi)發(fā)的策略過(guò)程,不斷提高課程開(kāi)發(fā)的能力和水平。陶藝課程的成功開(kāi)發(fā),有利于學(xué)校課程管理和決策的民主化及課程資源的優(yōu)置化,提高了學(xué)校的辦學(xué)質(zhì)量,逐步成為了學(xué)校的品牌課程,凸現(xiàn)了學(xué)校的辦學(xué)特色。2.陶藝課程的有效實(shí)施,滿足學(xué)生自我發(fā)展的需求。激發(fā)學(xué)生對(duì)陶藝的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展感知能力和三維形象思維能力、培養(yǎng)創(chuàng)造精神和解決問(wèn)題問(wèn)題的能力??傊账囌n程著眼于發(fā)展學(xué)生的興趣、需要和特長(zhǎng),關(guān)注學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。學(xué)生在玩泥巴中培養(yǎng)了審美情趣,享受到了成功和快樂(lè),真正落實(shí)了“為每個(gè)學(xué)生一生的幸福和發(fā)展奠基”的辦學(xué)理念。結(jié)語(yǔ):藝無(wú)止境,所以從事藝術(shù)的人是快樂(lè)的。從事藝術(shù)教育的人是幸福的,因?yàn)槟愕母冻鍪顾说玫娇鞓?lè)。陶藝教學(xué)是快樂(lè)的。
臨池鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)美術(shù)教研組
2010年3月