激发学习兴趣挖掘数学之美
长期以来,在中学数学教学中,人们重视基础知识和基本技能的传授与训练,而忽视了美育的渗透。不善于发掘数学本身所特有的美;不注意用数学美来感染诱发学生的求知欲望,激发他们的学习兴趣;不重视引导学生发现数学美,鉴赏数学美,更谈不上引导学生创造数学美,致使一些学生感到数学抽象枯燥,失去学好数学的信心。
数学是美的,数学教师应抓住时机,向学生揭示数学之美,进行审美教育,充分发挥数学的美育功能,使学生在美的熏陶下,快乐地学习。
(一)展示数学之美,激发学习兴趣
(1)统一美
数学概念、数学定理、数学公式、数学法则互相联系,在一定条件下可处于一个统一体之中,处处体现着统一美。数的概念从自然数、分数、负数、无理数,扩大到复数,范围不断扩大,其中整数和分数统一为有理数,有理数和无理数统一在实数内,而复数又包含着实数与虚数。在体积计算中有所谓万能的计算公式,它能统一地应用于棱(圆)柱、棱(圆)锥、棱(圆)台的体积计算:V=13h(S+S′+SS′),当S′=S时,即柱体的体积公式;当S′=0时,即锥体的体积公式;当S′≠S时,即台体的体积公式。
代数与几何曾被认为是没有交集的,而解析几何把它们统一了起来。圆锥曲线竟被一个简单的二次方程:Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0包罗无遗。圆锥曲线第二定义(平面内,到定点距离与到定直线的距离之比是常数e的点的轨迹,当e<1时,椭圆;当e>1时,双曲线;当e=1时,抛物线)更是把它们一网打尽。
(2)奇巧美
奇巧的东西给人以奇异、巧妙之感,高度的奇巧更是令人赏心悦目。数学中充满着奇巧的符号、公式、算式、图形和方法。在圆锥曲线的第二定义中,常数e由0.999变为1,变为1.001,相差很小,形状、性质却是完全不同。而这几种曲线又完全可看作不同的平面截圆锥面所得到的截线。椭圆与正弦曲线会有什么联系吗?做一个实验,把厚纸卷几次,做成一个圆筒,斜割这一圆筒成两部分。如果不拆开圆筒,那么截面将是椭圆,如果拆开圆筒,切口形成的即是正弦曲线。这其中的玄妙是不是很奇异、很美。220的全部真因子1,2,4,5,10,11,20,22,44,55,110之和为284,284的全部真因子1,2,4,71,142之和为220。因此,220与284被誉为“最亲密的数”。
兴趣是思维的动因之一,兴趣是强烈而又持久的学习动机。只有学生热爱数学,才能产生积极而又持久的求学劲头。因此,教师应充分运用数学美的诱发力引起学生浓厚的学习兴趣、强烈的求知欲望。如通过熟悉的实际事例引入数学概念、定理、公式等,使学生感受到数学与日常生活密切相关。在解题训练中,精心设计教学情境,设计不同层次问题的场景,让学生在练习中完成一道道数学难题,智力被一步步推向无极的境界,沐浴着智慧的阳光,给人以征服自然的美感体验。也可以把数学与其他学科联系起来,激发学生的求知欲望。最常见的是与物理学科的联系,这些奇异的数学美都将激起学生的无比兴趣,兴趣是最好的老师,只要有兴趣,学习就会有持久不竭的动力,学习的过程才会是快乐的。
(二)融贯数学之美,加深知识理解
在教学中,把抽象枯燥的数学概念、公式、定理以具体的直观形象呈现,再上升为理性形象,使学生对所学知识易于接受,便于理解。创设思维情境,把数学美的简单统一、和谐对称等特征贯穿于教学的整个过程中,使学生在美的享受中获得知识,理解知识,掌握知识。在潜移默化中理解数学美的真正含义。圆锥曲线的标准方程十分优美,它给人以一种美的享受。在推导椭圆的标准方程时,方程中的b开始似乎纯粹是为了追求方程的和谐美而引进的,但在研究椭圆性质时,可进一步发现a,b恰好为椭圆的长、短半轴长,b竟有鲜明的几何解释。教师在推导过程中的示范,唤醒了学生的审美意识,学生也进入到美的境界,得到美的享受,加深了对椭圆标准方程的理解。在此基础上,让学生根据定义画出椭圆,更加巩固了他们对知识的理解。
教师通过引导学生对所学知识进行前后比较,归纳总结,揭示内在规律,形成有序结构体系,并教给学生归纳整理的方法等手段融贯数学之美,既能促进学生进一步巩固和加深对所学知识的理解和应用,也能提高教学质量,起到事半功倍的效果。这些优美对称的图形使学生看到美的形象,领略到美的神韵。在感受美、鉴赏美的过程中建立起“知识链”,形成了知识的有序结构和解题的方法体系,巩固和加深了对所学知识的理解和应用。
(三)创造数学之美,培养思维能力
解题方法中也蕴涵着数学美,在教学中,老师使学生在享受美的同时,发掘美的解题功能,相信这样的解题理解是深刻的,也能培养思维能力的。
新颖的方法带来了意想不到的效果,这便是化归法的奇异美所在。我们在传授数学知识的同时,更应注重数学方法的渗透,要求学生掌握方法的同时,能构造出解题模式,使数学美得到升华。
在传授数学知识和培养技能的过程中发展学生的思维能力。通过一题多解(证)、一题多变、一法多用、一图多变等数学的奇异美,鼓励学生多向思维,标新立异,找出最优方法。具有和谐美、对称美的例题,能达到以美启智,提高学生探索问题和解决问题的能力。
(四)发掘数学之美,陶冶思想情操
数学中的审美教育具有潜在的思想教育功能。数学美的严谨性可以培养学生言必有据,一丝不苟,坚持真理,修正错误,实事求是的科学态度和高尚品德;寻觅数学结论完美和解题方法最优可以培养学生独立思考、标新立异、勇于探索、坚忍不拔、顽强拼搏的坚强意志。学生学习的良好习惯、良好的思维品质的养成是提高学生数学文化素养的具体体现。
正如罗素所说:“数学,如果正确地看它,不但拥有真理,而且有至高的美。”在数学教学中,要充分挖掘数学美的因素,引导学生对美的追求,使他们摆脱“苦学”的束缚,走入“乐学”的天地。
(作者单位:江苏省邳州市新城中学)
