『壹』 四年級數學學什麼
四年級數學的學習內容:
1、數的認識:億以內數的認識、多位數大小的比較、用萬、億作單位―表示大數、近以數、正負數。
2、數的運算:兩位數乘、除以三位數、帶有中括弧的三步混合運算、計數器。
5、圖形與位置:在方格紙上用數對表示位置、有方向和距離確定物體位置。
6、圖形與變換:簡單圖形旋轉90度、平移旋轉的簡單綜合變換。
7、簡單數據統計:1格表示多個單位的條形統計圖、簡單和折線統計圖。
『貳』 小學四年級數學定義是什麼
基礎數學的知識與運用是個人與團體生活中不可或缺的一部分。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本內便可觀見。從那時開始,其發展便持續不斷地有小幅度的進展。但當時的代數學和幾何學長久以來仍處於獨立的狀態。
數學起源於人類早期的生產活動,古巴比倫人從遠古時代開始已經積累了一定的數學知識,並能應用實際問題.從數學本身看,他們的數學知識也只是觀察和經驗所得,沒有綜合結論和證明,但也要充分肯定他們對數學所做出的貢獻。
許多如數、函數、幾何等的數學對象反應出了定義在其中連續運算或關系的內部結構。數學就研究這些結構的性質,例如:數論研究整數在算數運算下如何表示。此外,不同結構卻有著相似的性質的事情時常發生,這使得通過進一步的抽象,然後通過對一類結構用公理描述他們的狀態變得可能,需要研究的就是在所有的結構里找出滿足這些公理的結構。
因此,我們可以學習群、環、域和其他的抽象系統.把這些研究(通過由代數運算定義的結構)可以組成抽象代數的領域。由於抽象代數具有極大的通用性,它時常可以被應用於一些似乎不相關的問題。
數學的演進大約可以看成是抽象化的持續發展,或是題材的延展.而東西方文化也採用了不同的角度,歐洲文明發展出來幾何學,而中國則發展出算術.第一個被抽象化的概念大概是數字(中國的算籌),其對兩個蘋果及兩個橘子之間有某樣相同事物的認知是人類思想的一大突破.除了認知到如何去數實際物件的數量,史前的人類亦了解如何去數抽象概念的數量,如時間—日、季節和年.算術(加減乘除)也自然而然地產生了.
更進一步則需要寫作或其他可記錄數字的系統,如符木或於印加人使用的奇普.歷史上曾有過許多各異的記數系統.
古時,數學內的主要原理是為了研究天文,土地糧食作物的合理分配,稅務和貿易等相關的計算.數學也就是為了了解數字間的關系,為了測量土地,以及為了預測天文事件而形成的.這些需要可以簡單地被概括為數學對數量、結構、空間及時間方面的研究.
西歐從古希臘到16世紀經過文藝復興時代,初等代數、以及三角學等初等數學已大體完備.但尚未出現極限的概念.
17世紀在歐洲變數概念的產生,使人們開始研究變化中的量與量的互相關系和圖形間的互相變換.在經典力學的建立過程中,結合了幾何精密思想的微積分的方法被發明.隨著自然科學和技術的進一步發展,為研究數學基礎而產生的集合論和數理邏輯等領域也開始慢慢發展.
『叄』 從數學史中學到了什麼非數學內容論文
數學史是數學的一個分支是數學和歷史相結合產生的一門交叉學科,它以數學科學的產生、發展的歷史作為研究對象,闡明其歷史進程,揭示其一般規律.作為教育者,如果把數學和它的歷史割裂開來,數學史對數學教學的重大意義.
1.數學史在數學教學中的意義
1.1 巧妙運用數學史,激發學生的學習興趣
課堂教學是數學教學的重要環節. 老師施教, 學生學習都是主要通過課堂教學途徑來完成的. 引用數學史中與教學內容配合的數學家的故事, 使課堂教學一開始便可以引起學生的強烈興趣, 讓學生集中注意力思考數學問題, 是創造最佳教學「情境」、迅速揭開課堂教學序幕的一種方法, 這種方法能夠調動學生學習數學的興趣. 教材中的數學內容幾乎每一部分都有引人入勝的歷史典故,比如負數的、無理數以及復數的產生背後都有許多有趣的故事,
事實證明,課堂授課時那些知識豐富、諄諄善誘的老師遠較那些授課時簡單乏味、就事論事的教師受學生歡迎.如果教師在教授一些常見的數學概念、理論和方法時,能夠指出它們的來源、典故及歷史演變過程,將會使學生興趣昂然.比如,教師在講授「勾股定理」時,如果僅僅給出推導證明,學生也能夠掌握.但是,如果教師給出中國古代的證明思路,或者提及古希臘畢達哥拉斯發現這個定理的經過,課堂氣氛就會活躍起來.
在教師教授數學知識的時候,如果能不失時機地、適當向學生滲透一些有關的典故、背景或名人趣事,學生一方面開闊了視野,知道了數學知識的取得是如此曲折動人,就會對知識點產生更深刻的認識.知道了知識的來龍去脈,學生的知識面會得到不同層次擴展.如果他知道,從古至今,「勾股定理」的證法已經超過300多種,甚至還曾經有一位美國總統醉心於這個定理的證明,學生們一會產生旺盛的求知慾,努力從各方面去思考證明思路.
1.2運用數學史對學生進行辯證唯物主義世界觀教育
辯證唯物主義和歷史唯物主義教育是德育的重要組成部分一.培養學生樹立辨證唯物主義的觀點是中學數學教學任務一.結合教材進行辯證唯物主義教育是有一定局限性的,缺乏生動直觀的素材,而數學史中充滿大量的辨證統一關系等的實例,正好彌補這一點不足.比如:在講勾股定理時可以介紹我國數學家趙爽在≤勾股圓方圖注≥ 就總結了「數形結合」的辨證思想,例如32 + 42 = 52 是三個數之間的關系,相對應可建立一有形的直角三角形.這就具有樸素的辨證唯物主義思想.體現了辯證唯物主義的一個觀點:物質世界是統一的.
在數學理論體系日趨完善的過程中很多辨證量是對學生進行辯證唯物主義教育的好素材.比如常量與變數,正數與負數,有限與無限等.這些有助於我們作為數學老師在今後的教學中深入挖掘教材,將教材背後的數學史知識提取出來,在潛移默化中傳播給學生辯證唯物主義思想.
1.3通過數學史對學生進行愛國主義教育.
數學史是數學家的奮斗拼搏史,展示著數學家為真理而獻身的偉大人格和崇高精神.數學新教材中有很多閱讀材料,可以讓學生了解到我國古代數學研究的累累碩果:如我國著名的數學典籍《九章算術》,其中首次提出了正負數的概念及運演算法則,使得代數學早於西方於公元前2000年就產生了;著名的勾股定理是西周數學家商高最早提出來的,故其又被稱為商高定理;劉徽首創「割圓術」,科學的得出徽率(即圓周率)3.14;同時可以結合教學內容,鼓勵學生自己查閱相關資料,譬如關於「圓周率」,學生一定會查閱到祖沖之對圓周率進行運算得出傑出成果是π在3.1415926和3.1415927之間,他是世界上第一個把圓周率的值的計算精確到小數點後6位小數的人,並可以了解到祖沖之在追求數學道路上的感人故事;又如楊輝的「三角陣」比法國「帕斯卡三角形」的發現早500多年┅┅這些傑出的數學家及其成就鑄就了中國數學的光輝歷史篇章.這樣既可以學生的民族自豪感,自尊心和自信心,從而轉化為為祖國建設事業而刻苦學習的責任感和自覺性,另一方面也可以學生培養不畏艱難,艱苦奮斗,刻苦鑽研的獻身精神.這樣的例子在數學中還很多,只要教師巧妙挖掘教材,是可以找到很多類似的德育教育素材的.如在教學「相似三角形應用」時,我採用了《九章算術》中的「四表望遠」,它記載了古代如何利用相似三角形的知識來解決,這樣可以說是一舉多得.學生在體會著數學知識的延伸時,又會驚訝於我國祖先的傑出才華,激發了學生的民族自豪感和愛國熱情,從而激勵自己努力奮斗.
我們擁有輝煌的數學史,我國是數學的主要發源地之一.數學史為進行愛國主義教育提供了依據,我們中華民族是最富有聰明才智,最勤勞,最富有創造力的民族.學習中國數學史,了解數學史,了解古代先進的成就,以增強自豪感和自信心,增強我們趕超世界先進水平的信心.
2.滲透數學史教育的方法
2.1以史入題
印度國王舍罕褒賞國際象棋發明者的故事想必我們都知道,是一個有趣的故事,把它作為「等比數列前n項和」這節課的開頭,我想學生很快就會進入最佳學習狀態的.這就是一個好開頭的作用.要做到能夠抓住學生的注意力,激起學生求知慾望,利用數學史,結合教學要求採用適當方式引入.
2.2引用數學史,突出思想方法
「授之以魚不如授之以漁」,這個道理誰都明白.在數學教學中更重要的是注意方法教學:舉一能否反三就在於是否掌握了其中的思想方法.如果我們教條地把一種思想方法傳授給學生,他們未必能接受,而數學史中隱含了很多的數學思想方法,我們怎樣才能恰到好處地將前人的思想方法介紹給學生.這就需要我們這些執教者不斷的學習總結.
中學生對於勾股定理接受起來是很勉強,而趙爽的「勾股圓方圖」就使得證明更易於理解.證明方法是:「案弦圖,又可以勾股相乘為朱實二,倍之為朱實四,以勾股之差自相乘為中黃實,加差實,亦成弦實.」用字母表示即:
2a b + (b – a)2 = c2 即 a2 + b2 = c2
幾何代數巧妙地結合在一起,所體現的也就是數形結合的思想方法.這種思想方法在解決一些疑難問題時總會收到意想不到的效果.
我們應注意挖掘數學史中的數學方法,並恰當的滲透到數學教學中.使學生能直觀地接受.
『肆』 數學史是這么樣的
一、數學史的研究對象
數學史是研究數學科學發生發展及其規律的科學,簡單地說就是研究數學的歷史。它不僅追溯數學內容、思想和方法的演變、發展過程,而且還探索影響這種過程的各種因素,以及歷史上數學科學的發展對人類文明所帶來的影響。因此,數學史研究對象不僅包括具體的數學內容,而且涉及歷史學、哲學、文化學、宗教等社會科學與人文科學內容,是一門交叉性學科。
從研究材料上說,考古資料、歷史檔案材料、歷史上的數學原始文獻、各種歷史文獻、民族學資料、文化史資料,以及對數學家的訪問記錄,等等,都是重要的研究對象,其中數學原始文獻是最常用且最重要的第一手研究資料。從研究目標來說,可以研究數學思想、方法、理論、概念的演變史;可以研究數學科學與人類社會的互動關系;可以研究數學思想的傳播與交流史;可以研究數學家的生平等等。
數學史研究的任務在於,弄清數學發展過程中的基本史實,再現其本來面貌,同時透過這些歷史現象對數學成就、理論體系與發展模式作出科學、合理的解釋、說明與評價,進而探究數學科學發展的規律與文化本質。作為數學史研究的基本方法與手段,常有歷史考證、數理分析、比較研究等方法。
史學家的職責就是根據史料來敘述歷史,求實是史學的基本准則。從17世紀始,西方歷史學便形成了考據學,在中國出現更早,尤鼎盛於清代乾嘉時期,時至今日仍為歷史研究之主要方法,只不過隨著時代的進步,考據方法在不斷改進,應用范圍在不斷拓寬而已。當然,應該認識到,史料存在真偽,考證過程中涉及到考證者的心理狀態,這就必然影響到考證材料的取捨與考證的結果。就是說,歷史考證結論的真實性是相對的。同時又應該認識到,考據也非史學研究的最終目的,數學史研究又不能為考證而考證。
不會比較就不會思考, 而且所有的科學思考與調查都不可缺少比較,或者說,比較是認識的開始。今日世界的發展是多極的,不同國家和地區、不同民族之間在文化交流中共同發展,因而隨著多元化世界文明史研究的展開與西方中心論觀念的淡化,異質的區域文明日益受到重視,從而不同地域的數學文化的比較以及數學交流史研究也日趨活躍。數學史的比較研究往往圍繞數學成果、數學科學範式、數學發展的社會背景等三方面而展開。
數學史既屬史學領域,又屬數學科學領域,因此,數學史研究既要遵循史學規律,又要遵循數理科學的規律。根據這一特點,可以將數理分析作為數學史研究的特殊的輔助手段,在缺乏史料或史料真偽莫辨的情況下,站在現代數學的高度,對古代數學內容與方法進行數學原理分析,以達到正本清源、理論概括以及提出歷史假說的目的。數理分析實際上是"古"與"今"間的一種聯系。
二、數學史的分期
數學發展具有階段性,因此研究者根據一定的原則把數學史分成若干時期。目前學術界通常將數學發展劃分為以下五個時期:
1.數學萌芽期(公元前600年以前);
2.初等數學時期(公元前600年至17世紀中葉);
3.變數數學時期(17世紀中葉至19世紀20年代);
4.近代數學時期(19世紀20年代至第二次世界大戰);
5.現代數學時期(20世紀40年代以來)。
三、數學史的意義
(1)數學史的科學意義
每一門科學都有其發展的歷史,作為歷史上的科學,既有其歷史性又有其現實性。其現實性首先表現在科學概念與方法的延續性方面,今日的科學研究在某種程度上是對歷史上科學傳統的深化與發展,或者是對歷史上科學難題的解決,因此我們無法割裂科學現實與科學史之間的聯系。數學科學具有悠久的歷史,與自然科學相比,數學更是積累性科學,其概念和方法更具有延續性,比如古代文明中形成的十進位值制記數法和四則運演算法則,我們今天仍在使用,諸如費爾馬猜想、哥德巴赫猜想等歷史上的難題,長期以來一直是現代數論領域中的研究熱點,數學傳統與數學史材料可以在現實的數學研究中獲得發展。國內外許多著名的數學大師都具有深厚的數學史修養或者兼及數學史研究,並善於從歷史素材中汲取養分,做到古為今用,推陳出新。我國著名數學家吳文俊先生早年在拓撲學研究領域取得傑出成就,七十年代開始研究中國數學史,在中國數學史研究的理論和方法方面開創了新的局面,特別是在中國傳統數學機械化思想的啟發下,建立了被譽為"吳方法"的關於幾何定理機器證明的數學機械化方法,他的工作不愧為古為今用,振興民族文化的典範。
科學史的現實性還表現在為我們今日的科學研究提供經驗教訓和歷史借鑒,以使我們明確科學研究的方向以少走彎路或錯路,為當今科技發展決策的制定提供依據,也是我們預見科學未來的依據。多了解一些數學史知識,也不會致使我們出現諸如解決三等分角作圖、證明四色定理等荒唐事,也避免我們在費爾馬大定理等問題上白廢時間和精力。同時,總結我國數學發展史上的經驗教訓,對我國當今數學發展不無益處。
(2)數學史的文化意義
美國數學史家m.克萊因曾經說過:"一個時代的總的特徵在很大程度上與這個時代的數學活動密切相關。這種關系在我們這個時代尤為明顯"。"數學不僅是一種方法、一門藝術或一種語言,數學更主要是一門有著豐富內容的知識體系,其內容對自然科學家、社會科學家、哲學家、邏輯學家和藝術家十分有用,同時影響著政治家和神學家的學說"。數學已經廣泛地影響著人類的生活和思想,是形成現代文化的主要力量。因而數學史是從一個側面反映的人類文化史,又是人類文明史的最重要的組成部分。許多歷史學家通過數學這面鏡子,了解古代其他主要文化的特徵與價值取向。古希臘(公元前600年-公元前300年)數學家強調嚴密的推理和由此得出的結論,因此他們不關心這些成果的實用性,而是教育人們去進行抽象的推理,和激發人們對理想與美的追求。通過希臘數學史的考察,就十分容易理解,為什麼古希臘具有很難為後世超越的優美文學、極端理性化的哲學,以及理想化的建築與雕塑。而羅馬數學史則告訴我們,羅馬文化是外來的,羅馬人缺乏獨創精神而注重實用。
(3)數學史的教育意義
當我們學習過數學史後,自然會有這樣的感覺:數學的發展並不合邏輯,或者說,數學發展的實際情況與我們今日所學的數學教科書很不一致。我們今日中學所學的數學內容基本上屬於17世紀微積分學以前的初等數學知識,而大學數學系學習的大部分內容則是17、18世紀的高等數學。這些數學教材業已經過千錘百煉,是在科學性與教育要求相結合的原則指導下經過反復編寫的,是將歷史上的數學材料按照一定的邏輯結構和學習要求加以取捨編纂的知識體系,這樣就必然舍棄了許多數學概念和方法形成的實際背景、知識背景、演化歷程以及導致其演化的各種因素,因此僅憑數學教材的學習,難以獲得數學的原貌和全景,同時忽視了那些被歷史淘汰掉的但對現實科學或許有用的數學材料與方法,而彌補這方面不足的最好途徑就是通過數學史的學習。
在一般人看來,數學是一門枯燥無味的學科,因而很多人視其為畏途,從某種程度上說,這是由於我們的數學教科書教授的往往是一些僵化的、一成不變的數學內容,如果在數學教學中滲透數學史內容而讓數學活起來,這樣便可以激發學生的學習興趣,也有助於學生對數學概念、方法和原理的理解與認識的深化。
科學史是一門文理交叉學科,從今天的教育現狀來看,文科與理科的鴻溝導致我們的教育所培養的人才已經越來越不能適應當今自然科學與社會科學高度滲透的現代化社會,正是由於科學史的學科交叉性才可顯示其在溝通文理科方面的作用。通過數學史學習,可以使數學系的學生在接受數學專業訓練的同時,獲得人文科學方面的修養,文科或其它專業的學生通過數學史的學習可以了解數學概貌,獲得數理方面的修養。而歷史上數學家的業績與品德也會在青少年的人格培養上發揮十分重要的作用。
中國數學有著悠久的歷史,14世紀以前一直是世界上數學最為發達的國家,出現過許多傑出數學家,取得了很多輝煌成就,其淵源流長的以計算為中心、具有程序性和機械性的演算法化數學模式與古希臘的以幾何定理的演繹推理為特徵的公理化數學模式相輝映,交替影響世界數學的發展。由於各種復雜的原因,16世紀以後中國變為數學入超國,經歷了漫長而艱難的發展歷程才漸漸匯入現代數學的潮流。由於教育上的失誤,致使接受現代數學文明熏陶的我們,往往數典忘祖,對祖國的傳統科學一無所知。數學史可以使學生了解中國古代數學的輝煌成就,了解中國近代數學落後的原因,中國現代數學研究的現狀以及與發達國家數學的差距,以激發學生的愛國熱情,振興民族科學。
從普高教育上談
數學史教學的教育功能
【摘要】 我國的數學教學一直注重形式化的演繹數學思維的訓練,而忽視了培養學生對數學作為一門科學的思想體系,文化內涵和美學價值的認識.《普通高中數學課程標准(實驗)》增加的數學史內容,彌補了這方面的不足.本文旨在探討它的教育功能是如何體現的.
【關鍵字】 數學史 數學觀 教育功能
《普通高中數學課程標准(實驗)》(以下簡稱《標准》)新意迭出,在教學內容上的亮點之一是增加了數學史方面的內容,提供了有關的11個專題,指出要通過數學史的學習使學生"體會數學對人類文明發展的作用,提高學習數學的興趣,加深對數學的理解,感受數學家的嚴謹態度和鍥而不舍的探索精神."過去我們一直認為數學屬於理科,學的應該是如何解題這樣的方法技巧,而數學史像是文科的內容,作為課外了解的擴充知識倒是可以,成為正式的教學內容似乎沒有必要.這種思想體現了我們一直以來對數學教育目的和內容的理解誤區:只重視形式化的邏輯演繹能力的培養,而忽視了學習數學作為一門科學更內在的東西.下面我們就數學史教學的教育功能作一下探討.
學習數學史可以幫助學生認識數學,形成正確的數學觀
學習一門學科首先要弄清楚這是一門怎樣的學科,《標准》明確提出要使學生"初步了解數學產生與發展的過程,體會數學對人類文明發展的作用",而現階段高中學生對數學的看法大都停留在感性的層面上——枯燥,難學.數學的本質特徵是什麼 當今數學究竟發展到了哪個階段 在科學中的地位如何 與其它學科有什麼聯系 這些問題大都不被學生全面了解,而從數學史中可以找到這些問題的答案.
日本數學家藤天宏教授在第九次國際數學教育大會報告中指出,人類歷史上有四個數學高峰:第一個是古希臘的演繹數學時期,它代表了作為科學形態的數學的誕生,是人類"理性思維"的第一個重大勝利;第二個是牛頓-萊布尼茲的微積分時期,它為了滿足工業革命的需要而產生,在力學,光學,工程技術領域獲得巨大成功;第三個是希爾伯特為代表的形式主義公理化時期;第四個是以計算機技術為標志的新數學時期,我們現在就處在這個時期.而數學歷史上的三大危機分別是古希臘時期的不可公度量,17,18世紀微積分基礎的爭論和20世紀初的集合論悖論,它同前三個高峰有著驚人的密切聯系,這種聯系絕不是偶然,它是數學作為一門追求完美的科學的必然.學生可以從這種聯系中發現數學追求的是清晰,准確,嚴密,不允許有任何雜亂,不允許有任何含糊,這時候學生就很容易認識到數學的三大基本特徵——抽象性,嚴謹性和廣泛應用性了.
同時,介紹必要的數學史知識可以使學生在平時的學習中對所學問題的背景產生更加深入的理解,認識到數學絕不是孤立的,它與其他很多學科都關系密切,甚至是很多學科的基礎和生長點,對人類文明的發展起著巨大的作用.從數學史上看,數學和天文學一直都關系密切,海王星的發現過程就是一個很好的例子;它與物理學也密不可分,牛頓,笛卡兒等人既是著名的數學家也是著名的物理學家.在我們所處的新數學時期,數學(不僅僅是自然科學)逐步進入社會科學領域,發揮著意想不到的作用,可以說一切高技術的背後都有某種數學技術支持,數學技術已經成為知識經濟時代的一個重要特徵.這些認識對於一個學習數學十餘年的高中生來說是很有必要,也是必不可少的.
二, 學習數學史有利於培養學生正確的數學思維方式
現行的數學教材一般都是經過了反復推敲的,語言十分精練簡潔.為了保持了知識的系統性,把教學內容按定義,定理,證明,推論,例題的順序編排,缺乏自然的思維方式,對數學知識的內涵,以及相應知識的創造過程介紹也偏少.雖利於學生接受知識,但很容易使學生產生數學知識就是先有定義,接著總結出性質,定理,然後用來解決問題的錯誤觀點.所以,在教學與學習的過程中存在著這樣一個矛盾:一方面,教育者為了讓學生能夠更快更好的掌握數學知識,將知識系統化;另一方面,系統化的知識無法讓學生了解到知識大都是經過問題,猜想,論證,檢驗,完善,一步一步成熟起來的.影響了學生正確數學思維方式的形成.
數學史的學習有利於緩解這個矛盾.通過講解一些有關的數學歷史,讓學生在學習系統的數學知識的同時,對數學知識的產生過程,有一個比較清晰的認識,從而培養學生正確的數學思維方式.這樣的例子很多,比如說微積分的產生:傳統的歐式幾何的演繹體系是產生不了微積分的,它是牛頓,萊布尼茲在古希臘的"窮竭法","求拋物線弓形面積"等思想的啟發下為了滿足第一次工業革命的需要創造得到的,產生的初期對"無窮小"的定義比較含糊,也不像我們現在看到的這樣嚴密,在數學家們的不斷補充,完善下,經過幾十年才逐步成熟起來的.
數學史的學習可以引導學生形成一種探索與研究的習慣,去發現和認識在一個問題從產生到解決的過程中,真正創造了些什麼,哪些思想,方法代表著該內容相對於以往內容的實質性進步.對這種創造過程的了解,可以使學生體會到一種活的,真正的數學思維過程,有利於學生對一些數學問題形成更深刻的認識,了解數學知識的現實來源和應用,而不是單純地接受教師傳授的知識,從而可以在這種不斷學習,不斷探索,不斷研究的過程中逐步形成正確的數學思維方式.
三,學習數學史有利於培養學生對數學的興趣,激發學習數學的動機
動機是激勵人,推動人去行動的一種力量,從心理學的觀點講,動機可分為兩個部分;人的好奇心,求知慾,興趣,愛好構成了有利於創造的內部動機;社會責任感構成了有利於創造的外部動機.興趣是最好的動機.在日本中學生奪取國際IEA調查總分第一名的同時,卻發現日本學生不喜歡數學的比例也是第一,這說明他們的好成績是在社會,家長,學校的壓力下獲得的.中國的情況如何呢 尚無全面的報道,但河南省新鄉市四所中學的高中生學習數學情況的調查發現:"我不喜歡數學,但為了高考,我必須學好數學"的學生占被調查者的比例高達62.21%,而對數學"很感興趣"的只有23.12%.可見目前中學生的學習動機不明確,對數學的興趣也很不夠,這些都極大地影響了學習數學的效果.但這並不是因為數學本身無趣,而是它被我們的教學所忽視了.在數學教育中適當結合數學史有利於培養學生對數學的興趣,克服動機因素的消極傾向.
數學史中有很多能夠培養學生學習興趣的內容,主要有這幾個方面:一是與數學有關的小游戲,例如巧拿火柴棒,幻方,商人過河問題等,它們有很強的可操作性,作為課堂活動或是課後研究都可以達到很好的效果.二是一些歷史上的數學名題,例如七橋問題,哥德巴赫猜想等,它們往往有生動的文化背景,也容易引起學生的興趣.還有一些著名數學家的生平,軼事,比如說一些年輕的數學家成材的故事,《標准》中提到的"從阿貝爾到伽羅瓦",阿貝爾22歲證明一般五次以上代數方程不存在求根公式,伽羅瓦創建群論的時候只有18歲.還有法國數學家帕斯卡,16歲成為射影幾何的奠基人之一,19歲發明原始計算器;德國數學家高斯19歲解決正多邊形作圖的判定問題,20歲證明代數基本定理,24歲出版影響整個19世紀數論發展,至今仍相當重要的《算術研究》;還有的是許多出生貧窮卑微的數學家通過自己的艱苦努力,最終在的數學研究上有驕人成績的例子,如19世紀的大幾何學家施泰納出身農家自幼務農,直到14歲還沒有學過寫字,18歲才正式開始讀書,後來靠做私人教師謀生,經過艱苦努力,終於在30歲時在數學上做出重要工作,一舉成名.如果在教學中加入這些學生感興趣又有知識性的內容,消除學生對數學的恐懼感,增加數學的吸引力,數學學習也許就不再是被迫無奈的了.
四,學習數學史為德育教育提供了舞台
在《標准》的要求下,德育教育已經不是像以前那樣主要是政治,語文,歷史這些學科的事了,數學史內容的加入使數學教育有更強大的德育教育功能,我們從下幾個方面來探討一下.
首先,學習數學史可以對學生進行愛國主義教育.現行的中學教材講的大都是外國的數學成就,對我國在數學史上的貢獻提得很少, 其實中國數學有著光輝的傳統,有劉徽,祖沖之,祖暅,楊輝,秦九韶,李冶,朱世傑等一批優秀的數學家,有中國剩餘定理,祖暅公理,"割圓術"等具有世界影響的數學成就,對其中很多問題的研究也比國外早很多年.《標准》中"數學史選講"專題3就是"中國古代數學瑰寶",提到《九章算術》,"孫子定理"這些有代表意義的中國古代數學成就.
然而,現階段愛國主義教育又不能只停留在感嘆我國古代數學的輝煌上.從明代以後中國數學逐漸落後於西方,20世紀初,中國數學家踏上了學習並趕超西方先進數學的艱巨歷程.《標准》中"數學史選講"專題11—— "中國現代數學的發展"也提到要介紹"現代中國數學家奮發拼搏,趕超世界數學先進水平的光輝歷程".在新時代的要求下,除了增強學生的民族自豪感之外,還應該培養學生的"國際意識",讓學生認識到愛國主義不是體現在"以己之長,說人之短"上,在科學發現上全人類應該相互學習,互相借鑒,共同提高,我們要尊重外國的數學成就,虛心的學習,"洋為中用".
其次,學習數學史可以引導學生學習數學家的優秀品質.任何一門科學的前進和發展的道路都不是平坦的,無理數的發現,非歐幾何的創立,微積分的發現等等這些例子都說明了這一點.數學家們或是堅持真理,不畏權威,或是堅持不懈,努力追求,很多人甚至付出畢生的努力.阿基米德在敵人破城而入危及生命的關頭仍沉浸在數學研究之中,為的是"我不能留給後人一條沒有證完的定理".歐拉31歲右眼失明,晚年視力極差最終雙目失明,但他仍以堅強的毅力繼續研究,他的論文多而且長,以致在他去世之後的10年內,他的論文仍在科學院的院刊上持續發表.對那些在平時學習中遇到稍微繁瑣的計算和稍微復雜的證明就打退堂鼓的學生來說,介紹這樣一些大數學家在遭遇挫折時又是如何執著追求的故事,對於他們正確看待學習過程中遇到的困難,樹立學習數學的信心會產生重要的作用.
最後,學習數學史可以提高學生的美學修養.數學是美的,無數數學家都為這種數學的美所折服.能欣賞美的事物是人的一個基本素質,數學史的學習可以引導學生領悟數學美.很多著名的數學定理,原理都閃現著美學的光輝.例如畢達哥拉斯定理(勾股定理)是初等數學中大家都十分熟悉的一個非常簡潔而深刻的定理,有著極為廣泛的應用.兩千多年來,它激起了無數人對數學的興趣,義大利著名畫家達芬奇,印度國王Bhaskara,美國第20任總統Carfield等都給出過它的證明.1940年,美國數學家盧米斯在所著《畢達哥拉斯命題藝術》的第二版中收集了它的370種證明,充分展現了這個定理的無窮魅力.黃金分割同樣十分優美和充滿魅力,早在公元前6世紀它就為畢達哥拉斯學派所研究,近代以來人們又驚訝地發現,它與著名的斐波那契數列有著十分密切的內在聯系.同時,在感嘆和欣賞幾何圖形的對稱美,尺規作圖的簡單美,體積三角公式的統一美,非歐幾何的奇異美等時,可以形成對數學良好的情感體驗,數學素養和審美素質也得到了提高,這是德育教育一個新的突破口.
【參考文獻】
【1】中華人民共和國教育部制訂 普通高中數學課程標准(實驗) 人民教育出版社 2003
【2】張奠宙 李士錡 李俊 編著 數學教育學導論 高等教育出版社 2003
【3】李文林 編 數學史概論 高等教育出版社2002
【4】張楚廷 著 教育部高等教育司 組編 數學文化 高等教育出版社 1999
【5】趙鴻濤 李華軒 高中生數學學習情況的調查 新鄉教育學院學報 2003年 04期
『伍』 小學數學中有哪些數學史
新課改以來我國數學教材呈現出了繁榮的景象,而數學史也在各種版本的小學數學教材中不斷滲透,並且成為新時期數學教材的新亮點。教材中滲透的數學史方式眾多,主要體現在數學的傳承性與融合性與數學的應用性,即對其他學科的發展與社會生活的影響等。具體可分為四類:其一遵從數學史的發生發展規律按照時間維度進行滲透;其二按照數學發展進程中不同國家或地區的卓越貢獻進行滲透;其三從數學與學科之間的緊密關系進行滲透其;四從數學對社會生活的影響方面進行滲透。
從整體分布上看,除六年級第二學期外,人教版在一二年級和四年級第二學期沒有安排數學史,蘇教版在一二年級、三年級第一學期和五年級第一學期沒有安排數學史。但是,西師版教材從一年級就開始滲透數學史,每冊均有安排,體現出一定的連續性,使數學史凸現出來,顯現出數學史的獨特性和整體性。
數學史之於數學教學的價值,早在19 世紀就被一些西方數學家所認識。1972年,在第二屆國際數學教育大會上,成立了數學史與數 學教學國際研究小組,簡稱HPM。三十多年來,隨著HPM研究的不斷 深人,數學史和數學教學的結合已是一種國際數學課程改革的趨勢。數學史走進小學數學課堂是一種必然,但這種必然和現實相比,有很大的反差。在原先的教學設計之外,加一點數學史的知識,藉以給課 堂增加些文化色彩。這種方式是否充分展示了數學史的教育價值?總之,數學史怎樣進入小學數學課堂,已是理論演繹和實踐反思雙向互 動中生成的迫切課題。
二. 數學史在小學教材的內容及設計
小學數學教材中數學史的類型主要有數學家的趣聞軼事,數學家解決問題的故事,相關數學知識史料,以及經典數學問題等。3種版本教材也都不同程度選用了數學家的故事進行介紹。其中,西師版教材還特別添加了標題以突出主題,如「著名數學家華羅庚」、「聰明的高斯」、以及 「圓周率之父祖沖之」等。
小學數學史內容選擇、分布和篇幅容量體現了小學數學教材中數學史內容的外部特點,而對數學史的具體編排設計卻體現了它的內部特點,即怎樣設計才能使數學史更好地在小學數學課程教學中發揮其教育教學功能。
目前數學史內容設計主要有兩種模式,即「閱讀材料式數學史」和「習題內容引出數學史」設計模式。我們認為可以增加「學習內容引出數學史」和「數學史引出學習內容」兩種設計模式,它們與前兩種本質的不同在於,數學史內容被請進了小學數學知識體系的核心殿堂,而不是邊緣化於學習內容。「學習內容引出數學史」模式以學習內容為主線,數學史作為學習內容的註解和闡釋,能夠豐富學習內容的內涵,為數學知識的學習增添絢麗色彩,使兒童在學習數學知識的同時體驗數學的歷史厚重感和美感。「數學史引出學習內容」模式是用數學史引領數學知識的學習,使兒童置身於歷史境遇中,與文本達成視界融合,形成對數學知識的歷史性理解。
低段兒童自主閱讀能力較弱,數學史的學習更多依賴教師的引導。因此,數學史的設計模式要有利於教師更好地設計和實施教學,「習題內容引出數學史」、「學習內容引出數學史」和「數學史引出學習內容」設計模式便可以做到這點,頁面可以稍小。中段可以綜合運用4種設計模式,逐步由多採用「習題內容引出數學史」、「學習內容引出數學史」和「數學史引出學習內容」模式向多採用「閱讀材料式數學史」模式過渡。高段可逐步採用「閱讀材料式數學史」模式進行編排設計,頁面最好充足,隨著學生社會化程度的提高以及在低段所接受的數學史滲透,只要教師能夠恰當引導,就能發揮極好的作用。當然,以閱讀材料形式呈現,最好明確註明標題以突出主題,另外,還可適當提供相關書目和網站,利於學生拓展學習空間。
三、數學史在小學教材的意義
考慮到小學生的各方面特徵,因此在數學史的呈現形式上要盡可能地豐富,以激起學生從小學好數學的興趣。比如可適當增加些連環畫這種呈現形式,使得數學史更具有可讀性。有條件的還可以攝制相關視頻以光碟形式附在書後,使學生更形象、更直觀地接觸數學史,對其產生深刻的印象。
傳統數學課本以及現行教材中均有少量數學史材料, 或以數學趣題引入新的內容, 或插入某位數學家的畫像並簡介其生平,或是在課文之後附加一則閱讀材料。數學課本可以將歷史上的數學小故事作為問題情境引出新內容,來鼓勵學生熱愛數學、勤奮學習, 例如阿基米德在死神降臨之時仍醉心於數學研究,歐拉雙目失明後通過記憶和心算仍有大量成果問世等等。不過, 除了這種簡單的拼湊處理外, 更多地應將數學史料(尤其是數學的思想方法) 有機地滲透融合到課程中。
為了數學教學的價值取向同樣研究數學史,為了歷史和為了教學這是兩種完全不同的價值取向。我們現在所看到的絕大多數數學史,立論之基都是為了史,所以更關注史實的真偽,所研究的內容也更多的是數學發展史上重要的數學事件、數學人物。而為了教學的數學史研讀,是為了站在歷史的高度,釐清知識的來龍去脈、數學思想的演進走向,更好地把握住所教數學知識的知性本質,以求得我們的數學教育能注人深刻和厚重。所以,為了教學的數學史讀,是立足於現實 中的「人」而去關注歷史中的「人」和「事」。要通過歷史上不同數學事件的比較,提煉數學思想發展的規律,不斷優化自己的數學觀念( 例如,根據數學中很多重要概念在其誕生之際都是直觀具體、不系統的史實,繼而確立數學知識的兒童化處理是極其重要的教學技 巧 的觀念);要透過某知識歷史演進的脈絡,提煉出人類認識逐步提升 的序(例如,讀代數的發展歷史,可以概括出人類認識大致經歷了文辭代數、縮寫代數、符號代數三個階段)。要善於抓住歷史的表象,立足於認識論的角度多些追問(例如,數的認識過程都是漫長的,但人類認識負數為什麼比起認識自然數和分數來得更為曲折和艱難? 要透過歷史上人類認識曾經走過 的彎路、數學家們的挫折和困惑,提煉出人類認識某知識的障礙(這些挫折恰恰也就是學生的認知難點);要立足於「給孩子們正確的數學觀念和良好的學習情感」的視角,捕捉有教育意義的歷史故事和歷史事件。研讀所依據的材料不是原始的數學史料和文物,而是各種版次的數學史著作;研讀方法上要圍繞同一個事件,研讀不同版本的數學史,從不同的數學史著作中豐富此數學事件的內涵,更要參考數學史上數學家的傳記等資料,通過歷史上典型個體的思維過程的細述,用多種資料相互考證和補充,從而「復原」古人的數學思想方法和思維提升歷程。
『陸』 小學數學發展歷史有哪些內容
古希臘學者畢達哥拉斯(約公元約前580~約前500年)有這樣一句名言:「凡物皆數」。的確,一個沒有數的世界不堪設想。
今天,人們對從1數到10這樣的小事會不屑一顧,然而上萬年以前,這事可讓人們煞費苦心。在7000年以前,他們甚至連2以上的數字還數不上來,如果要問他們所捕的4隻野獸是多少,他們會回答:「很多隻」。如果當時要有人能數到10,那一定會被認為是傑出的天才了。後來人們慢慢地會把數字和雙手聯系在一起。每隻手各拿一件東西,就是2。數到3時又被難住了,於是把第3件東西放在腳邊,「難題」才得到解決。
就這樣,在逐步摸索中,華夏民族的祖先從混混沌沌的世界中走出來了。
先是結繩記數,然後又發展到「書契」,五六千年前就會寫1~30的數字,到了2000多年前的春秋時代,祖先們不但能寫3000以上的數學,還有了加法和乘法的意識。在金文周<※鼎>中有這樣一段話:「東宮乃曰:償※禾十秭,遺十秭為廾秭,來歲弗償,則付秭。」這段話包含著一個利滾利的問題。說的是,如果借了10捆粟子,晚點還,就從借時的10捆變成20捆。如果隔年才還,就得從借時的10捆漲到40捆。用數學式子表達即:
10+10=20
20×2=40
除了在記數和演算法上有了較大的進步外,華夏民族的祖先還開始把一些數字知識記載在書上。春秋時代孔子(公元前551~前479)年修改過的古典書籍之一<周易>中,就出現了八卦。這神奇的八卦至今在中國和外國仍然是人們努力研究和對象,它在數學、天文、物理等多方面都發揮著不可低估和作用。
到了戰國時期,數學知識已遠遠超出了會數1~3000的水平。這一階段他們在算術、幾何,甚至在現代應用數學的領域,都開始了耕耘播種。算術領域,四則運算在這一時期內得到了確立,乘法中訣已經在<管子>、<荀子>、<周逸書>等著作中零散出現,分數計算也開始被應用於種植土地、分配糧食等方面。幾何領域,出現了勾股定理。代數領域,出現了負數概念的萌芽。最令後人驚異的是,在這一時期出現了「對策論」的萌芽,對策論是現代應用數學領域的問題。它是運籌學的一個分支,主要是用數學方法來研究有利害沖突的雙方,在競爭性的活動中,是否存自己制勝對方的最優策略,以及如何找出這些策略等問題。這一數學分支是在本世紀第二次世界大戰期間或以後,才作為一門學科形成的,可是早在2000多年前,戰國時期著名的軍事家孫臏(公元前360~前330年)就提出過「斗馬術」問題,而這一問題的內容,正反映了對策論中爭取總體最優的數學思想。「斗馬術」問題說的是,齊威王要和大將田忌賽馬,他們每人各有上、中、下等馬各1匹,田忌那3匹馬比起齊威王的來,都要略遜一籌,如果用同等級的對應較量法,田忌必輸無疑,田忌為此急得不知如何是好。這時,孫臏從旁點撥,田忌用了孫臏的辦法,以2:1取勝齊威王。
孫臏用的是什麼方法呢?請看下面的示意圖:
田忌 齊威王
下等馬 上等馬
上等馬 中等馬
中等馬 下等馬
看到這,你不覺得我們的祖先實在是很聰明嗎?
當歷史推進到秦漢時期,祖先們不再往骨頭上刻字了。他們把需要記的事都用毛筆寫在竹片上、木片上,這種寫了字的竹、木片被稱為「簡」或「牘」。這種簡或牘以西漢時期的流傳下來最多。
從那些漢簡中,我們發現,秦漢時期在算術方面乘除法算例明顯增多,還出現了多步乘除法和趨於完整的九九乘法中訣。在幾何方面,對於長方形面積的計算以及體積計算的知識也具備了。
這個時期最值得一提的,要算是算籌和十進位制系統了。有了它們,祖先們就不再為沒有合適的計算手段而發愁了。在我國古代,直到唐朝以前,一直用著這一套計算系統。
算籌的確切起源時間至今還不清楚,只知道,大約在秦漢時期,算籌已經形成制度了。
要明白算籌是怎麼回事,先得知道什麼叫籌。籌就是一些直徑1分、長6分的小棍兒,這些小棍兒的質料有竹、木、骨、鐵、銅等。它們的功用同算盤珠相仿。目前,籌的實物已出土多批,1971年在陝西千陽縣出土的一座長方形男女合墓中發現,那具男屍的胯部系著一個絲絹帶囊,囊內裝有一把骨籌。1980年在石家莊南郊出土的一批早期骨籌,也是掛在死者的腰部。由引可見,算籌在漢代知識分子中已經通用。關於如何使用籌,根據記載是這樣的:在計算時,將籌擺於特製的案子上,或隨便擺放都可。對於5以下的數字,是幾就放幾根籌,而對6~9這4個數字,則需要用一根橫放或豎放的算籌當5,餘下的數則仍是有幾擺幾根算籌。
為了計算方便,古人規定了縱橫表示法。縱表示法用於個、百、萬位數字;橫表示法用於十、千位數字,遇到零時,則空一位。
十進位制系統,正是我們今天日常生活中常用的逢十進一法。就是說,對正整數或正小數而言,以十為基礎,逢十進一,逢百進二,逢千進三等等。十進位制系統的產生,為四則運算的發展創造了良好的條件。
發展繁榮時期
編輯
中國數學發展繁榮時期大約在西漢末期至隋朝中葉。這是中國數學理論的第一個高峰期。這個高峰的標志就是數學專著<九章算術>的誕生。至少有1800年的《九章算術》,其作者是誰?由誰編纂?至今無從考證。史學家們只知道,它是中國秦漢時期一二百年的數學知識結晶,到公元1世紀時開始流傳使用。
這本書全書共分為九章:
①方田(分數四則演算法和平面形求面積法)。
②粟米(糧食交易的計算方法)。
③衰分(分配比例的計算方法)。
④少廣(開平方和開立方法)
⑤商功(立體形求體積法)
⑥均輸(管理糧食運輸均勻負擔的計算方法)。
⑦盈不足(盈虧類問題解法,也涉及能夠用這種解法處理的其他類型問題)。
⑧方程(一次方程組解法和正負術)。
⑨勾股(勾股定理的應用和簡單的測量問題的解法)。
全書收錄了246道數學應用題,每道題都分為問、答、術(解法。有的一題一術,有的一題多術)三部分,而且每章的內容都與社會生產有著密不可分的聯系。
這本書的誕生,不僅說明中國古代完整的數學體系已經形成,而且在世界上,當時也很難找到另一本能同媲美的數學專著。
在這一數學理論發展的高峰期,除了《九章算術》這部巨著之外,還出現了劉徽注的《九章算術》以及他撰寫的<海島算經>、<孫子算經>(作者不詳)、<夏侯陽算經>、<張丘建算經>和祖沖之的<綴術>等數學專著。
這一時期,創造數學新成果的傑出人物是:三國人趙爽、魏晉人劉徽和南朝人祖沖之。
全盛時期
編輯
中國數學的全盛時期是隋中葉至元後期。
任何一個國家科學的發達,都有離不開清平開明的社會環境和雄厚的經濟基礎。從隋朝中葉到元代末年,由於統治者總結了歷代王朝傾覆的教訓,採取一系列開明政策,經濟得到了迅速發展,科學技術也得到了很大提高,而作為科學技術一部分的數學,也在此時進入了它的全盛時期。
在這一時期,數學教育的正規化和數學人才輩出,是最主要的特點。
隋以前,學校里的教育並不重視數學,因此,沒有數學專業一說。而到了隋朝,這一局面被打破了,在相當於大學的學校里,開始設置算學專業。到了唐朝,最高學府國子監,還添設了算學館,其中博士、助教一應俱全,專門培養數學人才。這時,數學教育的受重視,還反映到了選官問題上。據古書<唐闕史>記載,有這么一個故事:唐代有個大官,名叫楊損。他讓手下的人推薦一個優秀的辦事員加以提升。手下的人經過千篩百選,最後剩下兩個人時,拿不定去掉哪一位好。因為這兩個辦事員各方面的條件太一樣了:職位相同,「工齡」一樣,評語類似……選誰好呢?沒辦法,只好把矛盾上交了。楊損得知這個消息之後,也費了不少心思,斟酌再三,最後決定出一道數學題來考考他們。他對這兩位候選人說:「作為辦事員,職業決定你們應該有算得快的能力,我出一道題,誰先答對就提升誰。」後來,先答對的人,理所當然地得到了升遷,而另一個人也心悅誠服地回到了原位。由此可見,唐代對數學的重視程度。
有了數學專業。就少不了好教材。這個時期,有唐朝數學家李淳風(?~公元714年)等人奉政府的命令,經過研讀、篩選,規定出了國子監算館專用教科書。這套教科書名叫<算經十書>,全套共十部:<周髀算經>、《九章算經>、<孫子算經>、<五曹算經>、<夏侯陽算經>、<張丘建算經>、<海島算經>、<五經算術>、<綴術>和<緝古算經>。
對這套專業教材,國子監還規定了學習年限,建立了每月一考的制度。數學教育從這時開始走向逐步完善。
在日趨完善的數學教育制度下,涌現出了一代名垂青史的數學泰斗,他們是:王孝通、劉焯、一行、沈括、李冶、賈憲、楊輝、秦九韶、郭守敬、朱世傑……
科學歷來是全人類共同的財富,當時中國的數學水平很快引起了朝鮮、日本的注意,他們開始往中國派留學生、書商。經過一段學習,在演算法引進了關於田畝、交租、穀物交換等知識;在辦學中吸取了國子監的課程設置和考試制度。由此看來,在這一階段,中國已處於世界數學發展的潮頭。
緩慢發展時期
編輯
接下來在元後期至清中期,中國數學的發展緩慢,和上面講的數學盛世相比,這一階段幾乎黯然失色。
從宋朝末年到元朝建立中央集權制,中國大地上烽火連年,科學技術不受重視,大量寶貴的數學遺產遭受損失。
明朝建立以後,生產曾在一個短暫時期里有所發展,但馬上又由於封建統治的腐敗,走向了衰落,直到清朝初年才緩過一口氣來。
處在這樣一種政治腐敗、經濟落後、農民起義此起彼伏的環境中,數學跌入低谷也是情理之中的事。
然而世界發展的潮流歷來是不等人的,乘中國數學衰落的功夫,西方數學悄悄地追上來,並且反過來滲透進中國。
當西方資本主義開始萌芽的時候,為了尋求發展,天主教傳教士、海盜、商人紛紛涌進中國。他們除了從中國帶走了原料、市場、廉價勞動力,也帶來了一些文化知識。
16世紀~18世紀來華的傳教士中,以義大利人利瑪竇(公元1552~公元1610年)影響最大。在1583~1599年,當他活動於中國肇慶、韶州、南昌、南京等地時,結識了不少中國著名學者,如李贄、徐光啟、李之藻等人。這些人正處於不滿空談理學,渴望富國強兵的思想狀態中,為此他們迫切希望世界上的最新科技成果。而利瑪竇的到來,無疑是起了一拍即合的作用。
利瑪竇與徐光啟和李之藻分別合譯了兩部數學著作:<幾何原本>、<同文算指>。
其中《幾何原本》文字通俗,很少疏漏。盡管當時原著中的拉丁文沒有現成的中國詞彙可對照,但是徐光啟仍是克服困難,創造出許多恰當的譯名,使全書達到信、達、雅的水平。
從利瑪竇與中國學者合譯專著開始,西學東漸的勢頭越來越大。
那麼這個時期中國自己的數學「特產」是什麼呢?是珠算。
在隋唐時期,人們已經開始在改進籌算上打主意了。他們想辦法簡化籌算方法、編口訣……然而,在迅速發展的數學領域中,籌演算法必然會被其他演算法所代替。
元朝末期,小巧靈便的算盤出現了。人們看著這計算簡捷、攜帶方便的新工具欣喜異常,甚至有人把它編到了俗語、詩歌、唱詞中。
算盤的出現,很快就引出了珠算口訣和珠演算法書籍,16、17世紀,在中國大量的有關珠算的書籍中,最有名的是程大位的《直指演算法統宗》。珠算普及以後,籌算便自動銷聲匿跡了。
就在中國人發明珠算後不久,1642年,19歲的法國數學家巴斯加(公元1623~1662年)推出了世界上最早的計算機。目前,雖然世界已進入了計算機時代,然而珠算仍有它的一席之地。有人試過,在加減法運算中,它的速度甚至超過小型計算器。
中西合流期
編輯
在中國數學發展緩慢的時候,西方數學已大跨步超前,於是在中國數學發展史上出現了一個中西數學發展的合流期,這一時期約為公元1840年~1911年之間。
前面講到,16世紀前後,西方傳教士帶來了一些新的數學知識。盡管有些洋人懷有個人目的,但不管怎麼說,新知識能傳進來,這對中國的數學進展總是有好處的。然而,1723年清朝雍正皇帝登基時,有人就提出大批傳教士在華,對他們的統治不利。皇帝一想,也是。於是馬上下令,除了少數在中國編制新歷法的外國人之外,其他傳教士一律不留。
這一命令產生的後果是,在以後大約100年的時間里,西方的數學知識也很難「進口」;中國數學家只好把眼光從學習西方新知識,轉回到研究自己的舊成果了。
古代數學迴光返照的局面沒持續多久,鴉片戰爭失敗了,閉關自守的局面被打開了,帝國主義列強紛紛進來瓜分中國,中國一時間淪為半殖民地、半封建的社會。
19世紀60年代開始,曾國藩、李鴻章等為了維護腐敗的清政府,發起了「洋務運動」。這時以李善蘭、徐壽、華蘅芳為代表的一批知識分子,作為數學家、科學家和工程師參加了引進西學、興辦工廠、學校等活動,經過他們的不懈努力,奠定了近代科技、近代數學在中國的發展基礎。
當1894年「洋務運動」以軍事失敗而告終時,工廠、鐵路、學校卻保留了下來,科技知識也在一定的范圍內傳播了開來。
這一時期的特點是中西合流。所謂中西合流,並不是全盤西化,數學工作者們在研究傳統數學的同時吸收新的方法,一時間,出現了人才濟濟、著述如林的好勢頭。
這時,中國數學家在冪級數、尖錐術等方面已獨立地得到了一些微積分成果,在不定分析和組合分析方面也獲得了出色的成績。然而,即使是這樣,在世界的同行們之中,中國也仍然沒達到領先的地位。
現代數學開端
編輯
近代數學的開端主要集中在公元1911年~1949年這一時期。
到了19世紀末20世紀初,中國數學界發生了很大的變化,派出大批留學生,創辦新式學校,組織學術團體,有了專門的期刊,中國從此進入了現代數學研究階段。
從1847年,以容閎為代表的第一批學生出國後,形成了一個出國留學的高潮。當時出國留學人數每年要達到數千人之多,他們學成回國後,在中國形成了一支不可忽視的現代科學隊伍。
早期出國留學的人中,學數學的人不多,其中做出突出成就的有:蘇步青、陳建功、陳省身、周煒良、許寶、華羅庚、林家翹等人。
這樣一批海外學子歸來之後,在科研、教育、學術交流等方面都有了新轉變。
科研上,1949年以前共發表652篇論文,盡管數量不多,范圍也僅限於純數學方面,但是其水平卻不低於世界上的同行們。要知道,就是這點微薄的成果還是在克服了政治、經濟等多方面難以想像的困難下取得的。
教育上,建立了正規的課程設置,數學的學時多於文科,對教科書也進行了更新。到1932年為止,中國國內各大學已有一支約155人的數學教師隊伍,可以開5至10門以上的專業課。
學術交流上,1935年7月成立「中國數學會」,創辦<中國數學會學報>和<數學雜志>。1932年至1936年召開的第9、10次國際數學會議,中國均有人參加。這時,應邀到華講學的各國數學家也紛至沓來,給過去閉關自守的數學領域,帶來了現代的氣息。
建國後的發展
編輯
1949年,新中國成立之初,國家雖然正處於資金匱乏、百廢待興的困境,然而政府卻對科學事業給予了極大關注。1949年11月成立了中國科學院,1952年7月數學研究所正式成立,接著,中國數學會及其創辦的學報恢復並增創了其他數學專刊,一些科學家的專著也競相出版,這一切都為數學研究鋪平了道路。
解放後的18年間,發表論文的篇數占解放前總篇數的3倍多,其中不少論文不但填補了中國過去的空白,有的還達到了世界先進水平。
正當數學家們奮起直追,力圖恢復中國數學在世界上的先進地位時,一場無情的風暴席捲了中國。在文化大革命的十年中,社會失控,人心混亂,科學衰落。在數學的園地里,除了陳景潤、華羅庚、張廣厚等幾個數學家掙扎著開了幾朵花,幾乎是滿目凋零,一片空白。
當10年政治災難過去之後,人們抬頭一看,別的國家數學研究早已是高峰迭起,要想追上又需花費不少力氣。
中華民族歷來就有自強不息的光榮傳統和堅韌不拔的耐力。浩劫以後,隨著郭沫若先生那篇文采橫溢的《科學的春天》的發表,數學園地里又迎來了萬物復甦的春天。1977年,在北京制訂了新的數學發展規劃,恢復數學學會工作,復刊、創刊學術雜志,加強數學教育,加強基礎理論研究……
盡管中國目前在世界數學的賽場上已處落後地位,然而,路遙識馬力,今後鹿死誰手,仍然是個「x」。
古代成就
編輯
在中國古代數學發展史中,祖先摘到的金牌足可以開一座陳列館,這里只開一個「清單」,使讀者有一個直觀印象。
(1)十進位制記數法和零的採用。源於春秋時代,早於第二發明者印度1000多年。
(2)二進位制思想起源。源於《周易》中的八卦法,早於第二發明者德國數學家萊布尼茲(公元1646~1716)2000多年。
(3)幾何思想起源。源於戰國時期墨翟的《墨經》,早於第二發明者歐幾里德(公元前330~前275)100多年。
(4)勾股定理(商高定理)。發明者商高(西周人),早於第二發明者畢達哥拉斯(公元前580~前500)550多年。
(5)幻方。我國最早記載幻方法的是春秋時代的《論語》和《書經》,而在國外,幻方的出現在公元2世紀,我國早於國外600多年。
(6)分數運演算法則和小數。中國完整的分數運演算法則出現在《九章算術》中,它的傳本至遲在公元1世紀已出現。印度在公元7世紀才出現了同樣的法則,並被認為是此法的「鼻祖」。我國早於印度500多年。
中國運用最小公倍數的時間則早於西方1200年。運用小數的時間,早於西方1100多年。
(7)負數的發現。這個發現最早見於《九章算術》,這一發現早於印度600多年,早於西方1600多年。
(8)盈不是術。又名雙假位法。最早見於《九章算術》中的第七章。在世界上,直到13世紀,才在歐洲出現了同樣的方法,比中國晚了1200多年。
(9)方程術。最早出現於《九章算術》中,其中解聯立一次方程組方法,早於印度600多年,早於歐洲1500多年。在用矩陣排列法解線性方程組方面,我國要比世界其他國家早1800多年。
(10)最精確的圓周率「祖率」。早於世界其他國家1000多年。
(11)等積原理。又名「祖暅」原理。保持世界紀錄1100多年。
(12)二次內插法。隋朝天文學家劉焯最早發明,早於「世界亞軍」牛頓(公元1642~1727)1000多年。
(13)增乘開方法。在現代數學中又名「霍納法」。我國宋代數學家賈憲最早發明於11世紀,比英國數學家霍納(公元1786~1837)提出的時間早800年左右。
(14)楊輝三角。實際上是一個二項展開式系數表。它本是賈憲創造的,見於他著作《黃帝九章演算法細草》中,後此書流失,南宋人楊輝在他的《詳解九章演算法》中又編此表,故名「楊輝三角」。
在世界上除了中國的賈憲、楊輝,第二個發明者是法國的數學家帕斯卡(公元1623~1662),他的發明時間是年,比賈憲晚了近600年。
(15)中國剩餘定理。實際上就是解聯立一次同餘式的方法。這個方法最早見於《孫子算經》,1801年德國數學家高斯(公元1777~1855)在《算術探究》中提出這一解法,西方人以為這個方法是世界第一,稱之為「高斯定理」,但後來發現,它比中國晚1500多年,因此為其正名為「中國剩餘定理」。
(16)數字高次方程方法,又名「天元術」。金元年間,我國數學家李冶發明設未知數的方程法,並巧妙地把它表達在籌算中。這個方法早於世界其他國家300年以上,為以後出現的多元高次方程解法打下很好的基礎。
(17)招差術。也就是高階等差級數求和方法。從北宋起中國就有不少數學家研究這個問題,到了元代,朱世傑首先發明了招差術,使這一總是得以解決。世界上,比朱世傑晚近400年之後,牛頓才獲得了同樣的公式。
我也是網上查的,希望能幫到你!