數學以其高度的抽象性、嚴密的邏輯性令許多人望而生畏。它研究現實世界中的空間形式和數量關系,以其廣泛的應用和獨有的魅力讓許多人為之奮斗和努力。它無疑又是美的,在數學王國里,有很多知識令我們感到美觀、美妙、完美。數學的美無處不在,教師要引導學生從不同的角度欣賞數學。
一、從生活中的美欣賞數學
在自然世界中,人們常常贊美大自然里綺麗風光中的鬼斧神工,也曾感嘆過文學藝術中的詩書琴畫是千古絕唱,同樣也應該贊嘆數學中的簡潔與奇異、對稱與和諧。
1.生活中的對稱美
你看平靜的湖面上一群鴨子悠閑地浮在水面上,或戲水、或漂游,岸邊楊柳依依,小鳥在快樂地飛行,花叢里一群蝴蝶在翩翩起舞,還有蜻蜓……水中倒映著它們的身影。這里物與像關于水面而對稱,花朵、蝴蝶、蜻蜓等不僅身體的外表左右對稱,就連身上的花紋圖案也是對稱的。生活中的圖案真是豐富多彩,我們身邊隨處可見,像許多的建筑物、徽標等等,它們都是對稱的。難怪有一個同學這樣描述他看完北京天壇的感覺:當我沿著天壇的臺階拾級而上時,感受到的是一種和諧的美,這座沿著中軸對稱的建筑展現了令人折服的莊嚴與肅穆。對稱總是和美聯系在一起的,其美總是讓人賞心悅目。
2.生活中的最美
用數學的眼光看世界,不難發現生活中存在著大量的“黃金美”也就是最美。黃金分割被廣泛地應用在建筑設計、美術、音樂、藝術、醫學以及日常生活的各個領域。芭蕾舞演員踮起腳尖跳舞給人以勻稱、協調的美感,因為符合黃金分割的形體總是最美的。廣告公司打造的矩形廣告牌,它的長與寬之比約為黃金分割數,讓人看起來更加舒服;主持人站在舞臺的黃金分割點時,其視覺效果和聽覺效果可以達到最佳狀態;人類生存的最佳氣溫為23℃,它正好是人體正常體溫37℃與黃金分割數0.618的乘積,而且在這一溫度中,人體的生理功能、生活節奏等新陳代謝水平處于最佳狀態;上海的東方明珠電視塔設計巧妙,整個塔體挺拔秀麗;我國的國歌,歌詞是散文式的自由體新詩,作曲家在譜曲時創造性地將它譜成由6個長短不等的樂句組成的自由體樂段,歌曲的高潮部分在結構上正好是全曲的黃金分割位置,音樂富有動力,讓人無比振奮。
二、從語言、符號等的簡潔美欣賞數學
數學是用圖形語言、符號語言對自然規律的描述。數學符號是數學文字的主要形式,它是構成數學語言的成分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,這十個符號是全世界普遍采用的,它們表示了全部的數,書寫運算十分方便。18世紀,一位法國著名數學家曾說過:“用不多的記號表示全部的數學思想,賦予它的除了形式的意義外,它之所以如此絕妙非常,是由于這種簡潔的難以估量。
數學研究的對象不只限于數,還有形如,△表示三角形,?荀表示平行四邊形,⊙表示圓,表示關系的還有“=”“>”“<”“≌”,關于運算符號的“+”“-”“×”“÷”四則運算。數學語言是非常簡潔、精確的。在初中數學教材中,平行線的概念中“在同一平面內部相交的兩條直線叫平行線”的關鍵詞“在同一平面內”“不相交”“兩條直線”,著重說明兩條平行線是反映兩直線間的位置關系,不能孤立地說某兩條直線是平行線,要強調在同一平面內這個前提,可讓學生觀察不在同一平面內的兩條直線也不相交,這些詞語不可欠缺。
通過以上例子,讓學生深切地感受到,數學語言符號的簡潔完美,是數學的首要特點。語言的特點也決定了它對思維品質的形成有重要作用,嚴謹準確是培養邏輯性、周密性的“良方”,這種清晰,精練對培養學生思維的獨立性與深刻性很有特效。
三、從數學結論的神秘性欣賞數學
在日常生活中,人的許多直覺有時是會“騙人的”。在學習乘方時不妨讓學生計算一下:把一張紙(假使這張紙足夠大)對折32次后有多厚?它的高度是否會超過喜馬拉雅山?大多學生估計,即使經過100次對折,紙的厚度也不會厚于1米,很難相信它的高度會超過喜馬拉雅山。但是學生通過計算232-1得出了結論。再如,如果用一根很長的鋼纜沿赤道繞地球一周,然后把鋼纜放長10米,這時鋼纜與地球赤道之間的縫隙有多大?這個縫隙可以通過一頭牛還是一只老鼠?憑直覺老鼠和牛都不能通過,但計算得出的縫隙約為1.6米,事實上都能通過。
四、從數學的應用價值欣賞數學
數學存在于我們的身邊,它無時不有,無處不在,我們要引領學生發現身邊有價值的數學。家庭的衣食住行、保險、房地產、儲蓄、旅游等,公司的有關廣告中,方位圖、直方圖、數學術語、公式比比皆是。例如,在食堂有一則標語“如果每人每天浪費一粒大米,全國有13億人口,每天就要浪費25噸大米”(已知1克大米約52粒)。再如,學校組織跳大繩比賽,參賽學生每班要求有30人,比賽規則是單位時間內跳得多的為勝,這就要求學生跳繩的速度要快,而且不能出錯。跳繩時繩子甩到最高處時形狀可近似地看為拋物線,正在甩繩的甲、乙兩名同學拿繩的手間距離為4米,距地面約為1米拋物線的最高點距離地面約2米,請根據自己的身高計算說明,你在甲乙兩位同學至少是多遠距離時繩子才會順利地通過你的頭頂,通過計算讓學生找清楚自己的大致起跳位置,比賽成績自然也就提高了。通過求解,解決了生活中的實際問題。
“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同。”在數學教學中,教師要引領學生站在不同的角度發現數學、欣賞數學,體會數學知識的應用價值,關注數學在學習、生活中的應用,讓他們感到數學就在身邊。數學是邏輯的、實用的,也是美妙的、激動人心的。學會欣賞數學,可以使學生不斷領略數學的奧妙和無窮魅力。
(作者單位 江蘇省徐州市賈汪區青山泉中學)