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“数的整除性”美在何处?

时间:2021-10-02 14:18:33 数学论文 我要投稿

“数的整除性”美在何处?

数学家揭示了美的数学概念和逻辑结构,但是数学美却不象艺术美那样外显,它是美的高级形式,是理论 思维与审美意识交融的产物。对于学生来说,由于受年龄、知识水平、审美能力的限制,很难把数学中的美的 真正意蕴充分体味出来。为把数学的教学过程变为数学的审美过程,这就对教师提出了一个非常现实的问题: 必须深入发掘、精心提炼数学教材中的美育因素,要对教材进行一番分析概括和生动直观的整体性认识,使教 材内容成为教师脑海中非常直观浅显的东西,才能不失时机地引导学生去体会数学中内蕴的美的独特品质。为 此,本文针对小学五年级教材“数的整除”一章,具体剖析数学美的表现。

    一、结构美:法国数学家庞加莱说:“数学的结构美是指一种内在的美,它来自各部分的和谐有序,并能 为纯粹的理智所领会,可以说正是这种内在美给了满足我们感官的五彩缤纷美景的骨架,……。”“数的整除 ”一章是《初等数论》中的一部分,为了照顾小学生的年龄特点,在教材中进行了简化处理,但其整体结构还 是非常完美的,如下图:

    (附图 {图})

    由图看出:本章以倍数、约数为核心构建了知识的结构美。著名数学家华罗庚说,善于退,退到最原始的 而不失重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。教师在教学中应把核心知识打牢,把用处最多的最大公约数、 最小公倍数练熟,在学生的头脑中形成完美的知识结构,这样就为学生学习后面的知识打了坚实的基础。

    又如:将60分解质因数

    (附图 {图})

    这种分解法,逐层展示60内部的结构美,层次清楚,操作方便,同时又显现出简洁美。

    二、语言美:本章汉语言的叙述极其概括严密、简洁、有序,给读者以美的感受。如本章开头仅用108个字 就把自然数、0、整数的概念及“数的整除”所研究的数交代清楚,深入体味,这108个字就给人们以简洁、有 序的和谐美感。

    我国古代常用形象的语言去描述概念,借助生动的比喻去理解题意。明代程大位在《算法统宗》里用四句 优美的诗来表达“韩信点兵”问题的解法,诗曰:

    “三人同行七十稀,

    五树梅花廿一枝,

    七子团圆正半月,

    除百零五便得知。”

    这首优美的诗,把枯燥的数字,赋在人和美丽的梅花上;又把70与成语,15与月半,巧妙地联系在一起, 语言通俗生动,朗朗上口的韵律,既有音乐之美,又有记忆之效。反映了数学语言美的感染力。

    数学符号系统是一种世界公认的特殊的数学语言。本章11处用圈代表韦恩图,借助韦恩图渗透集合思想, 并把运算过程扼要地表现出来,是语言美的精彩之处。古希腊毕达哥拉斯学派,把均衡与对称作为美的主要标 准,他们把圆或椭圆视为最完美的几何图形,因为它们的简单性、整齐性、对称性,给人以美感。因此,本章 用圈代表韦恩图也体现了数学形态美。

    三、方法美:美的数学方法是指在解决复杂问题中,体现出来的美妙之处使心灵感到一种愉快的惊奇。本 章为了照顾小学生的年龄特点,均采用了由例子引出定义、由例子引出方法、由例子引出定理的观察法。在逻 辑方法上,叫不完全归纳法。这样符合学生的认识规律,使学生在具体、形象、生动的审美感受中,愉快地接 受了数学理论。教师要首先体味教材中的方法美,再适当补

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