给初学三角函数者的几点建议 三角函数是高中数学的主干知识之一,高考试卷一般会出现一大题两小题,大约20分,超过卷面分值的十分之一,是高中学习的重点。由于三角函数的性质多,公式杂,变化大,导致初学者在学习时因不得要领而感觉困难重重,处理问题时又因为不会灵活运用而处处受阻,因此也成为学习的难点。在此,笔者给初学者们几点建议,希望对初学者在此章学习中有所帮助,避免以后出现消极心理。 1.定义的掌握与运用。初中三角函数的定义是借助直角三角形在锐角中定义的,而高中是借助单位圆给出的,初学者应对这两个定义进行相对比较,感受单位圆的重要性,为后面直观讨论三角函数的图象与性质奠定基础。在掌握概念的同时应初步学会运用三角函数的定义解题,例如:根据角的终边所处的位置能迅速的判断出此角的正弦、余弦、正切的符号以及已知终边上的一点的坐标能求出三角函数的正弦、余弦、及正切值。 2. 三角函数线的应用。三角函数线是研究三角函数的几何工具,它是数形结合思想在三角函数中的体现,初学者应熟练掌握正弦线、余弦线、正切线的作法,并能运用三角函数线比较三角函数值的大小,证明三角不等式,和解一些简单的三角不等式。 3.特殊角三角函数值的记忆。记一些特殊角的三角函数值,即的正弦值、余弦值、正切值,其它的一些特殊角的三角函数值可以用这些值通过诱导公式推导出。 4.公式的推导型记忆。三角函数的公式是令初学者最头痛的事情,有同角三角函数之间关系,诱导公式,两角和与差的三角函数展开式,倍角公式,在学习的过程中有些老师还会补充一些公式,如半角公式,积化和差与和差化积公式,万能公式。为方便忆有些老师在诱导公式里还给大家总结出一些口诀,如“函数名不变,符号看象限”、“函数名改变,符号看象限”、“奇变偶不变,符号看象限”,接触口诀之初,学生如获珍宝,但过一段时间后,就混为一谈,不知所云,变什么、看哪个象限都很模糊,简直就是一头雾水。在此,笔者是不主张硬记和找规律记忆的,笔者鼓励初学者应该进行推导型记忆,三角函数的公式看起来多而杂,其实不然,它们都是可以相互推导的,同角三角函数之间的关系是用定义推导的,诱导公式是在单位圆中推导的,两角和与差的三角函数展开式除两角差的余弦公式外,其它的都是由两角差的余弦公式推导的,推导过程课本上是有的,笔者建议在记忆公式时,初学者应该立足于推导,并且是自己推导、反复推导,真正体会公式之间的联系,这样记忆的公式才是永久的,处理题目时就会信手拈来,活学巧用。 5.三角函数图象的掌握。熟练掌握正弦、余弦、正切函数图象的画法,能通过图象能够看出三角函数的性质及运用图象比较同名三角函数值的大小和解一些简单的三角不等式。 6.三角函数性质的掌握。三角函数的周期性,奇偶性还好说,但单调区间,对称轴,对称中心比较难记忆,在此,笔者也不支持硬记,硬记的东西时间一久就容易混淆,笔者建议先通过三角函数线或者三角函数的图象理解,然后在理解的基础上记忆。 握了以上几点,就为以后的三角函数的继续学习及应用打下了坚实的基础,方法虽然重要,但努力不可缺少,好的方法缺少必要的努力一切都是空谈,希望初学者能加强自信,勇于攀登,相互合作交流,互相取长补短,在学习中体会成功的快乐。
数学建模论文范文--利用数学建模解数学应用题数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。 一、数学应用题的特点 我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点:第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。 第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。 第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。 第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。 二、数学应用题如何建模 建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次: 第一层次:直接建模。 根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为: 将题材设条件翻译 成数学表示形式应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解 选定可直接运用的 数学模型第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。三、建立数学模型应具备的能力 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。3.1提高分析、理解、阅读能力。 阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。 将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少? 将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)53.3增强选择数学模型的能力。 选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:函数建模类型 实际问题 一次函数 成本、利润、销售收入等 二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等 幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等 三角函数 测量、交流量、力学问题等 3.4加强数学运算能力。 数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。 利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。加强高中数学建模教学培养学生的创新能力摘要:通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。 关键词:创新能力;数学建模;研究性学习。 《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生: (1)学会提出问题和明确探究方向; (2)体验数学活动的过程; (3)培养创新精神和应用能力。 其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。 如新教材“三角函数”章前提出:有一块以O点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD辟为绿册,使其册边AD落在半圆的直径上,另两点BC落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A、D的位置,可以使矩形面积最大? 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生数学建模意识。 2.通过几何、三角形测量问题和列方程解应用题的教学渗透数学建模的思想与思维过程。 学习几何、三角的测量问题,使学生多方面全方位地感受数学建模思想,让学生认识更多现在数学模型,巩固数学建模思维过程、教学中对学生展示建模的如下过程: 现实原型问题 数学模型 数学抽象 简化原则 演算推理 现实原型问题的解 数学模型的解 反映性原则 返回解释 列方程解应用题体现了在数学建模思维过程,要据所掌握的信息和背景材料,对问题加以变形,使其简单化,以利于解答的思想。且解题过程中重要的步骤是据题意更出方程,从而使学生明白,数学建模过程的重点及难点就是据实际问题特点,通过观察、类比、归纳、分析、概括等基本思想,联想现成的数学模型或变换问题构造新的数学模型来解决问题。如利息(复利)的数列模型、利润计算的方程模型决策问题的函数模型以及不等式模型等。 3.结合各章研究性课题的学习,培养学生建立数学模型的能力,拓展数学建模形式的多样性式与活泼性。 高中新大纲要求每学期至少安排一个研究性课题,就是为了培养学生的数学建模能力,如“数列”章中的“分期付款问题”、“平面向是‘章中’向量在物理中的应用”等,同时,还可设计类似利润调查、洽谈、采购、销售等问题。设计了如下研究性问题。 例1根据下表给出的数据资料,确定该国人口增长规律,预测该国2000年的人口数。 时间(年份) 人中数(百万) 39 50 63 76 92 106 123 132 145 分析:这是一个确定人口增长模型的问题,为使问题简化,应作如下假设:(1)该国的政治、经济、社会环境稳定;(2)该国的人口增长数由人口的生育,死亡引起;(3)人口数量化是连续的。基于上述假设,我们认为人口数量是时间函数。建模思路是根据给出的数据资料绘出散点图,然后寻找一条直线或曲线,使它们尽可能与这些散点吻合,该直线或曲线就被认为近似地描述了该国人口增长规律,从而进一步作出预测。 通过上题的研究,既复习巩固了函数知识更培养了学生的数学建模能力和实践能力及创新意识。在日常教学中注意训练学生用数学模型来解决现实生活问题;培养学生做生活的有心人及生活中“数”意识和观察实践能力,如记住一些常用及常见的数据,如:人行车、自行车的速度,自己的身高、体重等。利用学校条件,组织学生到操场进行实习活动,活动一结束,就回课堂把实际问题化成相应的数学模型来解决。如:推铅球的角度与距离关系;全班同学手拉手围成矩形圈,怎样围使围成的面积最大等,用砖块搭成多米诺牌骨等。 四、培养学生的其他能力,完善数学建模思想。 由于数学模型这一思想方法几乎贯穿于整个中小学数学学习过程之中,小学解算术运用题中学建立函数表达式及解析几何里的轨迹方程等都孕育着数学模型的思想方法,熟练掌握和运用这种方法,是培养学生运用数学分析问题、解决问题能力的关键,我认为这就要求培养学生以下几点能力,才能更好的完善数学建模思想: (1)理解实际问题的能力; (2)洞察能力,即关于抓住系统要点的能力; (3)抽象分析问题的能力; (4)“翻译”能力,即把经过一生抽象、简化的实际问题用数学的语文符号表达出来,形成数学模型的能力和对应用数学方法进行推演或计算得到注结果能自然语言表达出来的能力; (5)运用数学知识的能力; (6)通过实际加以检验的能力。 只有各方面能力加强了,才能对一些知识触类旁通,举一反三,化繁为简,如下例就要用到各种能力,才能顺利解出。 例2:解方程组 x+y+z=1 (1) x2+y2+z2=1/3 (2) x3+y3+z3=1/9 (3) 分析:本题若用常规解法求相当繁难,仔细观察题设条件,挖掘隐含信息,联想各种知识,即可构造各种等价数学模型解之。 方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不难得到两两之积的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可将三根之积(XYZ=1/27),由韦达定理,可构造一个一元三次方程模型。(4)x,y,z 恰好是其三个根 t3-t2+1/3t-1/27=0 (4) 函数模型: 由(1)(2)知若以xz(x+y+z)为一次项系数,(x2+y2+z2)为常数项,则以3=(12+12+12)为二次项系数的二次函f(x)=(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+(t-z)2为完全平方函数3(t-1/3)2,从而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再由(1)得x=y=z=1/3,也适合(3) 平面解析模型 方程(1)(2)有实数解的充要条件是直线x+y=1-z与圆x2+y2=1/3-z2有公共点后者有公共点的充要条件是圆心(O、O)到直线x+y的距离不大于半径。 总之,只要教师在教学中通过自学出现的实际的问题,根据当地及学生的实际,使数学知识与生活、生产实际联系起来,就能增强学生应用数学模型解决实际问题的意识,从而提高学生的创新意识与实践能力。数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。 一、数学应用题的特点 我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点: 第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。 第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。 第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。 第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。 二、数学应用题如何建模 建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次: 第一层次:直接建模。 根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为: 将题材设条件翻译 成数学表示形式 应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解 选定可直接运用的 数学模型 第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。 第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。 第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。 三、建立数学模型应具备的能力 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。 3.1提高分析、理解、阅读能力。 阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。 3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。 将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。 例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少? 将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)5 3.3增强选择数学模型的能力。 选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表: 函数建模类型 实际问题 一次函数 成本、利润、销售收入等 二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等 幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等 三角函数 测量、交流量、力学问题等 3.4加强数学运算能力。 数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。 利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。
九年义务教育《数学课程标准》中指出:数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。数学教学要让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。 近几年,不仅每年高考都出了应用题,中考也加强了应用题的考察,这些应用题以数学建模为中心,以考察学生应用数学的能力,但学生在应用题中的得分率远底于其他题,原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此中学数学教师应加强数学建模的教学,提高学生数学建模能力,培养学生应用数学意识和创新意识,本文结合教学实践,谈谈初中数学建模教学的一些学习体会。 ⒈数学建模是建立数学模型的过程的缩略表示,可用下面的框图来说明这一过程: 实际问题 抽象、简化,明确变量和参数 根据某种“定律”或“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系 解析地或近似地求解该数学问题 解释、验证 投入使用 通不过 通过 审题 建立数学模型,首先要认真审题。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。 简化 根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。 抽象 将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。按上述方法建立起来的数学模型,是不是符合实际,理论上、方法上是否达到了优化,在对模型求解、分析以后通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。 ⒉具体的建模分析方法 ① 关系分析法:通过寻找关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型方法。 ② 列表分析法:通过列表的方式探索问题的数学模型的方法。 ③ 图象分析法:通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法。 ⒊掌握常见数学应用题的基本数学模型 在初中阶段,通常建立如下一些数学模型来解应用问题: ① 建立几何图形模型 ② 建立方程或不等式模型 ③ 建立三角函数模型 ④ 建立函数模型 案例 例1 王小姐参加了某晚会,晚会中共有40人,若每两人均握手一次,问参加者共握手多少次? 例2 设计合适的包装方式。 ⑴现有4盒磁带,有几种包装方式?哪种方式更省包装纸? ⑵若有8盒磁带,哪种方式更省包装纸? 例3 已知 、 、 均为非负实数,求证: 前两个问题比较明显的须建立几何图形模型来加以分析,第三个问题若用不等式变形来解决则非常困难,但建立几何图形模型解决则轻而易举, 如下图。 例4 甲、乙两厂分别承印八年级数学教材20万册和25万册,供应A、B两地使用,A、B两地的学生数分别为17万和28万,已知甲厂往A、B两地的运费分别为200元/万册和180元/万册;乙厂往A、B两地运费分别为220元/万册和210元/万册。(1)设总运费为w元,甲厂运往A地x万册,试写出w与x的函数关系式;(2)如何安排调动计划,能使总运费最少? 例5 我们已经学会了一些测量方法,现在请你观察一下学校中较高的物体,如教学楼、旗杆、大树等等,如何测量它们的高度呢? 本题显然要建立三角函数模型来分析解决 例6 爸爸准备为小明买一双新的运动鞋,但要小明自己算出穿几“码”的鞋。小明回家量了一下妈妈36码的鞋子长23厘米,爸爸41码的鞋子长厘米。那么自己穿的厘米长的鞋是几码呢? 本题较合理的数学模型是一次函数。 例7 1997年11月8日电视正在播放十分壮观的长江三峡工程大江截流的实况。截流从8:55开始,当时龙口的水面宽40米,水深60米。11:50时,播音员报告宽为米。到13:00时,播音员又报告水面宽为31米。这时,电视机旁的小明说,现在可以估算下午几点合龙,从8:55到11:50,进展的速度每小时减少米,从11:50到13:00,每小时宽度减少米,小明认为回填速度是越来越快的,近似地每小时速度加快1米。从下午1点起,大约要5个多小时,即到下午6点多才能合龙。但到了下午3点28分,电视里传来了振奋人心的消息:大江截流成功!小明后来想明白了,他估算的方法不好,现在请你根据上面的数据,设计一种较合理的估算方法(建立一种较合理的数学模型)进行计算,使你的计算结果更切合实际。 建模合理性分析:本题建模合理性有以下两个评价点 ⑴回填速度以每小时多少立方米填料计。这样,能否建立合理的回填速度计算模型便成为第一个评价要点。 ⑵注意到回填速度是逐渐加快的:水流截面越大,水越深,回填时填料被冲走的就越多,相应的进展速度就越慢。反之就越快。在模型中对回填速度越来越快这一点如何作出较合理的假设,这是第二个评价要点。 ⒋数学建模教学活动设计的体会 ①鼓励学生积极主动地参与,把教学过程更自觉地变成学生活动的过程。 教师不应只是“讲演者”、“总是正确的指导者”而应不时扮演下列角色:模特——他不仅演示正确的开始,也表现失误的开端和“拨乱反正”的思维技能。参谋——提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不代替学生做出决断。询问者——故作不知,问原因、找漏洞,督促学生弄清楚、说明白,完成进度。仲裁者和鉴赏者——评判学生工作成果的价值、意义、优劣,鼓励学生有创造性的想法和作法。 ②注意结合学生的实际水平,分层次逐步地推进。 数学建模对教师、对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在设计数学建模活动时,特别应考虑学生的实际能力和水平,起始点要低,形式应有利于更多的学生能参与。在开始的教学中,在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景。在应用的重点环节结合比较多的训练,如实际语言和数学语言,列方程和不等式解应用题等。逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果,描述一些实际现象,模仿地解决一些比较确定的应用问题,到独立地解决教师提供的数学应用问题和建模问题,最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题,并能用数学建模的方法解决它。 ③重视知识产生和发展过程教学。 由于知识产生和发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想,因此老师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定,还要重视分析数学模型建立的原理、过程,数学知识、方法的转化、应用,不能仅仅讲授数学建模结果,忽略数学建模的建立过程。 ④注意数学应用与数学建模的“活动性”。 数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了给学生扩充大量的数学课外知识,也不是仅仅为了解决一些具体问题,而是要培养学生的应用意识、数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路,而应该重过程、重参与,更多地表现活动的特性。
根据实际问题,用数学模式对其进行建模,论文就是写你建模的过程,即分析问题、建立模型、得出结论 例文 加强初中数学建模教学 培养学生应用数学意识 九年义务教育《数学课程标准》中指出:数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。数学教学要让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。 近几年,不仅每年高考都出了应用题,中考也加强了应用题的考察,这些应用题以数学建模为中心,以考察学生应用数学的能力,但学生在应用题中的得分率远底于其他题,原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此中学数学教师应加强数学建模的教学,提高学生数学建模能力,培养学生应用数学意识和创新意识,本文结合教学实践,谈谈初中数学建模教学的一些学习体会。 ⒈数学建模是建立数学模型的过程的缩略表示,可用下面的框图来说明这一过程: 实际问题 抽象、简化,明确变量和参数 根据某种“定律”或“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系 解析地或近似地求解该数学问题 解释、验证 投入使用 通不过 通过 审题 建立数学模型,首先要认真审题。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。 简化 根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。 抽象 将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。按上述方法建立起来的数学模型,是不是符合实际,理论上、方法上是否达到了优化,在对模型求解、分析以后通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。 ⒉具体的建模分析方法 ① 关系分析法:通过寻找关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型方法。 ② 列表分析法:通过列表的方式探索问题的数学模型的方法。 ③ 图象分析法:通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法。 ⒊掌握常见数学应用题的基本数学模型 在初中阶段,通常建立如下一些数学模型来解应用问题: ① 建立几何图形模型 ② 建立方程或不等式模型 ③ 建立三角函数模型 ④ 建立函数模型 案例 例1 王小姐参加了某晚会,晚会中共有40人,若每两人均握手一次,问参加者共握手多少次? 例2 设计合适的包装方式。 ⑴现有4盒磁带,有几种包装方式?哪种方式更省包装纸? ⑵若有8盒磁带,哪种方式更省包装纸? 例3 已知 、 、 均为非负实数,求证: 前两个问题比较明显的须建立几何图形模型来加以分析,第三个问题若用不等式变形来解决则非常困难,但建立几何图形模型解决则轻而易举, 如下图。 例4 甲、乙两厂分别承印八年级数学教材20万册和25万册,供应A、B两地使用,A、B两地的学生数分别为17万和28万,已知甲厂往A、B两地的运费分别为200元/万册和180元/万册;乙厂往A、B两地运费分别为220元/万册和210元/万册。(1)设总运费为w元,甲厂运往A地x万册,试写出w与x的函数关系式;(2)如何安排调动计划,能使总运费最少? 例5 我们已经学会了一些测量方法,现在请你观察一下学校中较高的物体,如教学楼、旗杆、大树等等,如何测量它们的高度呢? 本题显然要建立三角函数模型来分析解决 例6 爸爸准备为小明买一双新的运动鞋,但要小明自己算出穿几“码”的鞋。小明回家量了一下妈妈36码的鞋子长23厘米,爸爸41码的鞋子长厘米。那么自己穿的厘米长的鞋是几码呢? 本题较合理的数学模型是一次函数。 例7 1997年11月8日电视正在播放十分壮观的长江三峡工程大江截流的实况。截流从8:55开始,当时龙口的水面宽40米,水深60米。11:50时,播音员报告宽为米。到13:00时,播音员又报告水面宽为31米。这时,电视机旁的小明说,现在可以估算下午几点合龙,从8:55到11:50,进展的速度每小时减少米,从11:50到13:00,每小时宽度减少米,小明认为回填速度是越来越快的,近似地每小时速度加快1米。从下午1点起,大约要5个多小时,即到下午6点多才能合龙。但到了下午3点28分,电视里传来了振奋人心的消息:大江截流成功!小明后来想明白了,他估算的方法不好,现在请你根据上面的数据,设计一种较合理的估算方法(建立一种较合理的数学模型)进行计算,使你的计算结果更切合实际。 建模合理性分析:本题建模合理性有以下两个评价点 ⑴回填速度以每小时多少立方米填料计。这样,能否建立合理的回填速度计算模型便成为第一个评价要点。 ⑵注意到回填速度是逐渐加快的:水流截面越大,水越深,回填时填料被冲走的就越多,相应的进展速度就越慢。反之就越快。在模型中对回填速度越来越快这一点如何作出较合理的假设,这是第二个评价要点。 ⒋数学建模教学活动设计的体会 ①鼓励学生积极主动地参与,把教学过程更自觉地变成学生活动的过程。 教师不应只是“讲演者”、“总是正确的指导者”而应不时扮演下列角色:模特——他不仅演示正确的开始,也表现失误的开端和“拨乱反正”的思维技能。参谋——提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不代替学生做出决断。询问者——故作不知,问原因、找漏洞,督促学生弄清楚、说明白,完成进度。仲裁者和鉴赏者——评判学生工作成果的价值、意义、优劣,鼓励学生有创造性的想法和作法。 ②注意结合学生的实际水平,分层次逐步地推进。 数学建模对教师、对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在设计数学建模活动时,特别应考虑学生的实际能力和水平,起始点要低,形式应有利于更多的学生能参与。在开始的教学中,在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景。在应用的重点环节结合比较多的训练,如实际语言和数学语言,列方程和不等式解应用题等。逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果,描述一些实际现象,模仿地解决一些比较确定的应用问题,到独立地解决教师提供的数学应用问题和建模问题,最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题,并能用数学建模的方法解决它。 ③重视知识产生和发展过程教学。 由于知识产生和发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想,因此老师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定,还要重视分析数学模型建立的原理、过程,数学知识、方法的转化、应用,不能仅仅讲授数学建模结果,忽略数学建模的建立过程。 ④注意数学应用与数学建模的“活动性”。 数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了给学生扩充大量的数学课外知识,也不是仅仅为了解决一些具体问题,而是要培养学生的应用意识、数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路,而应该重过程、重参与,更多地表现活动的特性。
摘要: 建筑设计专业必须要具备美术基础造型能力和审美趣味,进行研究建筑造型和空间观察和理解,设计出优秀的建筑作品。少数民族地区苗族和侗族有着悠久的历史建筑设计创造力,以木材为材料构建榫卯结构为基础,设计出独特的实用性很强的建筑。榫卯结构为主构成内部和外部的空间关系的建筑审美的设计创造能力是勤劳的少数民族的智慧。围绕学习苗侗族木结构建筑中的榫卯结构的运用以及功能作用发扬和继承就需要在建筑学专业中设置素描基础课程提高造型能力,培养空间想象力与创意构思和抽象思维能力的修养和技能。也就必须学习素描基础课程,具备一定的表现能力和创作出优秀的作品。
关键词: 少数民族地区;高校;建筑设计专业
一、建筑学专业素描基础课程教学的针对性
建筑学专业设置基础素描课程是培养学生对建筑整体外部形体结构空间及内部形体结构空间的想象力和设计能力,这就需要高校的建筑类专业基础课程中都开设了素描基础课。素描基础的功能是提高表现能力和造型能力就要掌握扎实的素描基础和艺术修养把创造和想象力完成实际描绘能力,为建筑学设计这一学科打下良好的基本功。而建筑学专业素描基础课程与专业美术素描课程两个专业的特点和要求有不一样的标准。建筑学专业的素描基础课程一般都在大学一年级开设,刚进校的学生对造型能力和表现能力的认识较弱,同时素描教学内容上应该要围绕建筑类专业的特点来培养学生进行素描基础的训练,制定由易到难,由浅入深的教学计划。首先学制为五年的建筑专业的学生对学院美术基础素描要求的专业知识不是很了解,教师在引导启发经过扎实的造型能力基础训练,熟练的掌握表现手法和正确的观察方法。要求对石膏几何形体结构基础研究培养和训练学生对物体的透视、理解物体比例、形体和空间结构,包括明暗素描的训练线条明暗为主方法和物体之间的结构关系的表现手段训练学生对空间感的想象力以及抽象理解能力,由简单到复杂的引导和最后转化到建筑实体空间认识。
二、建筑学中素描基础课程的教学内容和方法
建筑设计专业的素描基础课程以结构素描研究为主和表现性素描两个部分的教学内容。培养学生认知三维世界的空间和造型结构为出发点,掌握形态表现能力和空间想象力以及严谨的结构造型和丰富的绘画表现能力,开阔艺术视野和提高艺术素养的审美趣味。理解造型、色彩、构图等绘画里的基本要素和敏锐的视觉感受能力,表达出对象的造型基本特点和结构形式的审美心理感受。在建筑学课程里除了学习基础素描应该开设相关的美术作品赏析,从外在内容与形式启发想象思维来体会作品的视觉感受力,获得空间的思维建构能力来完成素描造型训练,为建筑设计能力打下了扎实的基础。结构素描训练开始以几何体为主要内容,从不同角度研究几何形体的空间透视变化以及基本结构的构造关系,以表现性素描的形式培养学生对透视,明暗色调、结构,抽象的表现、意象表达等不同艺术表现形式的训练方法:第一,把素描中的形体和结构、空间与透视、体感与质感、光影和明暗等造型各要素分解开,分门别类地进行教学讲解和训练。第二,教学中运用相应的教学器具辅助的和教学加快学生的接受速度和理解程度。第三,熟练的掌握造型基础之后,观察并练习不同表现方法和表现形式。第四,教学内容中进行临摹优秀的素描作品和现场写生快速掌握一些素描的表现技法并开阔视野。
三、结构素描和苗侗族建筑中的榫卯结构的空间关系
苗侗族民间建筑师在长期实践中提炼和概括使用木材构建了各种风格的居住建筑其空间结构具有实用性和审美功能。木结构建筑具有坚固、实用的井干式、穿斗式、抬梁式等形式,榫和卯是苗侗建筑主体间架结构的连接方式,榫即指用坊木通过加工制作成凸出来的固定部分为榫头,卯是指通过坊木加工凿成凹陷进去的固定部分为卯孔,数百根大小长短的柱梁通过榫和卯作整体结构互相连接,无钉无拴组成了内外空间结构是其建筑风格的重要特征。从而提供了苗侗族建筑一种自然环境和人造环境之间的古朴自然的审美意识。而在实用性来看内外部结构空间的布局以及造型装饰上的设计是通过柱梁支撑和榫卯衔接,梁的中心矩形向外和多部分连接,重力均衡地分布于以柱为建筑的构架中,上下檐层间的空隙起着透风效果,削弱风力而增强了其整体结构的平衡和牢固性。苗侗族实用建筑的技术性能与审美性的相互结合,证明其建筑技术是建筑艺术美与技术美结合给予建筑学中的基础素描教学给予了一个很好的教学例子。学习苗侗族建筑造型方法或设计的形体、结构、质感、量感及空间关系造型训练大都从物体的立体感、明暗、色彩、量感及其空间感进行研究。而在基础素描教学中常用的透视基本原理以轻、重、缓、急等线条通过表现出建筑物的三维立体感、空间透视感、物象质感和量感的结构形态研究成为素描教学的重要课程。其中结构素描是现代建筑设计师必须掌握的专业设计中造型表现能力和设计表现技能和创意思维能力的基本训练方法。训练内容包括结构、透视、线条三个基本要素和各种材质的认识和不同肌理的美运用于设计之中,是对三维立体结构空间关系在结构造型和明暗造型训练基础上进行表现能力的研究和表现。可以把临摹作为一个教学的`课程环节,结合苗侗寨中的建筑欣赏进行分析作品的造型构思、构图、色调、风格、绘制程序、表现技法、步骤及特点。培养学生丰富、灵活的思维意识,在基础素描与建筑设计之间建立起更紧密和直接的联系,
四、基础素描对于学习建筑的重要意义
建筑设计专业中建筑素描是一门重要的基础课程,其构成了建筑造型教育和审美素质教育的必修课,在培养学生的专业素质和能力中起着重要的作用。基础素描培养学生精准的形态观察能力、严谨的造型能力和活跃的空间思维能力以及丰富的绘画表现能力,开阔艺术视野和增加艺术审美素养的作用。建筑设计专业中学习素描基础是对三维世界的认知,了解建筑空间造型的必修课程。里面就会涉及到绘画造型相关的知识来系统的学习基础绘画,增强敏锐的视觉感受能力和想象空间思维能力和表现能力很快地表达出设计理念。根据社会对建筑设计人才的职业能力培养的需要,对基础素描课程设置教学提出了学习能力培养和在建筑设计专业的职业技能以及审美趣味上培养中具有非常重要的位置。
参考文献:
[1]王森昌.浅谈结构素描在素描教学中的作用[J].美术教育研究,2011.
[2]郭旺学.基于建筑设计的素描教学探讨[J].教育教学论坛,2012.[3]麻勇斌.贵州苗族建筑文化活体解析[M].贵州人民出版社,2005.
[4]王贵生.黔东南苗族、侗族“干栏”茂民居建筑差异溯源[J].贵州民族研究,1992.
[5]赵广超.《中国木建筑》.北京-生活-读书-新知三联书店,2006.
旋光异构体的构型可以按费歇尔投影式画;顺反异构体可以按双键取代基在双键两侧画,环己烷的几何构型可以按船式结构画;烷烃的几何异构可以按纽曼投影式画
学术论文使学生发现自己的长处和短处,以便在今后的工作中有针对性地克服缺点,下面我给大家分享一些好的学术论文的特点,大家快来跟我一起欣赏吧。 好的学术论文具有的特点 以医学学术论文为例,好的医学论文具有以下特点:一篇好的医学SCI论文诞生,既要有好的选题,好的设计,又要有具体的实施和认真的总结,作者必须把握好每一个环节,做到严肃、严谨、严密。有的人临时想写一篇论文,平时没有选题、没有设计、没有素材、更谈不上积累,怎么能临时写出论文呢?所以,医学SCI论文写作一定要注意积累! 按医学论文来源分类: 分为原着(包括论着、着术及短篇报道)和编着(包括教科书、参考书、专着、文献、综述、讲座、专题笔谈、专题讨论等)两类; 按论文写作目的分类为:学术论文和学位论文两类; 按医学学科及课题性质分为:基础医学、临床医学、预防医学、康复医学等四类; 按论文的研究内容分:实验研究论文、调查研究论文、实验研究论文、资料分析论文、经验体会论文五类; 按论文的论述体裁分为:论着、文献、综述、述评、讲座、技术与方法、个案报告和医学科普论文等。所以,作者必须根据自己研究工作和研究资料的内容,选择相应体裁的论文表达形式。 每一项实验或者临床观察,均应有严密的计划和步骤。在应用严密的操作和相关的程序当中,更不允许随意更改自己的科研设计和论证。专家经常看到许多作者写文章时,经常使用,可能,大概,估计,或者数据没有经过统计便说有明显的疗效等,这些用词都是不严谨的。 关于医学的学术论文 算法在医学图像三维重建中的应用 摘要: 医学图像三维重建技术最早可以追溯到20 世纪70 年代初。由于集成三维重建平台的医学影像设备价格昂贵等客观原因,国内医学图像三维可视化诊断起步较晚,到90年代某些高校才开始进行各层面上的研究[1]。随着计算机技术的发展,短短几年,三维重建技术已成为人们探索生命奥秘,以及疾病诊断、手术规划的重要手段。 1 常见的医学三维重建素材 电子计算机断层扫描Computed tomography,简称CT,是电子计算机和X线相结合的一项新颖的诊断新技术。其主要特点是具有高密度分辨率,比普通X线照片高10~20倍[2]。CT能准确测出某一平面各种不同组织之间放射衰减特性的微小差异,并以数字图像方式显示,能极其精细地区分出各种软组织的不同密度,从而形成对比。例如,头颅X线平片不能区分脑组织及脑脊液,但CT不仅能显示出脑室系统、还能分辨出脑实质的灰质与白质。CT如再引入造影剂以增强对比度,其分辨率更为提高,可加宽疾病的诊断范畴,提高诊断正确率。 磁共振成像Magnetic Resonance Imaging ,简称MRI。磁共振成像是断层成像的一种,它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。1946年斯坦福大学的Flelix Bloch和哈佛大学的Edward Purcell各自独立发现了核磁共振现象。1972年Paul Lauterbur 发展了一套对核磁共振信号进行空间编码的方法,这种方法可以重建出人体图像。磁共振成像技术与其他断层成像技术有一些共同点,比如它们都可以显示某种物理量(如密度)在空间中的分布。同时磁共振成像也有自身的特色,可以得到任何方向的断层图像、三维体图像、甚至可以得到空间——波谱分布的四维图像。 目前,医学图像三维重建方法主要有面绘制、体绘制以及由物体表面的二维灰度图像重构其三维几何形状法或称明暗恢复形状法等几种。 2 Marching Cubes算法基本原理 移动立方体Marching Cubes[3]算法是Lorensen等人在1987年提出的等值面构造方法,一直沿用至今,是体素单元内等值面抽取技术的代表[4]。所谓等值面,是指在一个网格空间中由采样值等于某一给定值的所有点组成的集合。该算法的本质是将一系列两维的切片数据看做是一个三维的数据场,从中将具 有某种域值的物质抽取出来,以某种拓扑形式连接成三角面片。 等值面是空间中所有具有某个相同值的体素点的集合,体素点的值采用V0~V7八个点在体素区域内三线性插值的结果。可以表示为:c是常数。F(f)为体数据f中的等值面。计算公式可表达为: ⑴ 其中α0,α1,……,α7是由V0~V7八个定点的值决定的常数。 在MC算法中,假定原始数据是离散的三维空间规则数据场如图1所示。用于医疗诊断的断层扫描(CT)及核磁共振成像(MRI) 等产生的图像均属于这一类型。 MC算法的基本思想是逐个处理数据场中的体素,如图2所示,分类出与等值面相交的体素,采用插值计算出等值面与体素棱边的交点(V0~V7) 。根据体素中每一顶点与等值面的相对位置,将等值面与立方体边的交点按一定方式连接生成等值面,作为等值面在该立方体内的一个逼近表示。在计算出关于体数据场内等值面的有关参数后,利用常用的图形软件包或硬件提供的面绘制功能绘制出等值面[5]。 等值面的绘制一般采用二值化的方法,即通过与给定阀值的比较来确定该点的值(0或1),顶点密度值<域值为Outside的为1,顶点密度值≥域值Inside的为0。V0~V7每个顶点有Outside和Inside 2个状态,因此8个顶点共有256种组合状态,根据互补对称性以及旋转对称性,共有15种三角构型。在重建时根据索引进行查找时,每个索引分为索引,旋转,三角模型三部分。Marching Cubes算法主要流程如下: ⑴将三维离散规则数据场分层读入内存。 ⑵扫描两层数据,逐个构造体素,每个体素中的8个角点取自相邻的两层;8个定点可定义为(i,j,k),(i+1,j,k),(i+1,j+1,k),(i+1,j,k+1 ),(i+1,j+1,k+1),(i,j+1,k+ 1),(i,j+1,k),(i,j,k+1)(如图3所示)。 ⑶将体素每个角点的函数值与给定的等值面值c比较,根据比较结果,构造该体素的状态表。 ⑷根据状态表,得出将与等值面有交点的边界体素。 ⑸通过线性插值方法计算出体素棱边与等值面的交点。 ⑹利用中心差分方法,求出体素各角点处的法向量,再通过线性插值方法,求出三角面片各顶点处的法向。 ⑺根据各三角面片上各顶点的坐标及法向量绘制等值面图像。 3 空间等值点的判断及等值面与体素边界的交点计算 任取一离散网格棱边,设棱边上两结点分别为:Mi(xi, yi, zi, qi)和Mj (xj, yj, zj, qj);取量值的等值为C,当满足(q-c)(q-c)≤0(等值点判定条件式)则Mi和Mj两点间取等值点Mo。另设等值点Mo的坐标为(xo,yo,zo),由Mi和Mj两点根据线性插值可得公式⑵: ⑵ 式中k=(qi-c)(qj-c)≤0。根据等值面判定条件式⑴,和等值点坐标公式⑵可以按结构离散信息对网格棱边进行搜索判断,从而求出指定域中结构体所有等值点。求出等值点以后,就可以将这些等值点连接成三角形或多边形形成等值面的一部份。 4 等值面的法向量的计算 为了利用图形硬件显示等值面图像,必须给出三角面片等值面的法向,选择适当的光照模型进行渲染,生成真实感图形。对于等值面上的每一点,其沿面的切线方向的梯度分量应该是零,因此沿该点的梯度矢量方向也就代表了等值面在该点的法向。等值面往往是具有不同密度物质的分界面,因而其梯度矢量值不为零,即公式⑶: ⑶ 直接计算三角面片的法向是费时的,为了消除各三角面片之间的明暗度的不连续变化,只要给出三角面片各顶点处的法向,并采用Gouraud模型绘制各三角面片。这里我们采用中心插分方法来计算各体素各角点的梯度。在三角形的情况下,计算出每一个三角形面片的法向量,然后用三角面的法向量求得每个顶点的法向量,最后用三角形三个顶点的三个法向量插值求出三角形面上某一点的法向量。对于等值面来说有简单的方法计算顶点的法向量。考虑到等高线的梯度方向与等高线的切线垂直,因此,可以用梯度矢量代替等高线的垂直线。在三维情况下,等值面的梯度方向就是等值面的法向方向。由此,可得到公式⑷: ⑷ 5 Marching Cubes的优化--网格模型简化算法 网格模型简化算法已经取得了一系列的成果。目前的简化算法大多考虑以边折叠前后的模型几何位置变化为折叠代价,从而减少多边形的数量,以达到提高运算效率的目的。网格简化算法的目的是在尽可能保证图像精度的前提下提高效率。因此,选取坐标点的原则是尽可能接近原始网格,一般有子集选择法和优化选择法[6]两种子集选择法即简单地在边的两个端点中选择代价较小的那一个,优化选择法则是选取二次误差最小的点v作为折叠点,该点所对应的二次误差测度为,而点v的二次误差是二次方程,求其最小值就是求方程对x,y,z偏导为零的点,解出的x,y,z即为新的顶点坐标。这一过程等价于公式⑸的矩阵方程求解。 ⑸ 折叠代价的度量 折叠代价的计算分为两步。第一步:计算每个顶点的二次误差侧度时,以Garland的标准二次误差测度为基础,同时考虑周边三角形面积的影响,计算每个顶点的二次误差测度均值;第二步:计算边折叠代价时,以边的长度和边折叠后所引起的三角形形态变化的程度作为加权因子。 具体计算方法为:在三维空间中,平面P可以表示为ax+by+cz+d=0,也可以表示为PTv=0.其中P=[a,b,c]T是平面P的单位法向量,且有,d为常量。模型空间中任一点v=[x,y,z,1]T到该平面的距离的平方为公式⑹: ⑹ 网格模型中的任意点v=[x,y,z,1]T的二次误差Δ(v)的定义为该顶点到与该定点相关的平面的平方和,可以表示为公式⑺: ⑺ 其中,planes(v)表示所有包含定点v的三角平面构成的一个集合,称为顶点v的相关平面集。初始状态下网格模型中每个点的二次误差为0,上式变形后可以得到公式⑻。 ⑻ 其中kp为平面P的二次误差测度。 ⑼ 称为v=[x,y,z,1]T的二次矩阵。 称为点v的二次误差。当进行边折叠时,可使用一个附加规则(Garland et al. , 1987)获得点v处的二次误差测度,该顶点的二次误差值为,也就是该边的折叠代价。 6 网格简化算法在 医学三维重建上的 应用 网格算法一般应用于加快三维重建的速度,但是单纯的网格算法却缺乏实用价值。相对于其高速的绘制,损失的精度是无法接受的。因此,对网格简化算法又进行了进一步的优化—基于体绘制的网格简化算法。 体绘制是将切片中所有的物质(皮肤、骨骼、肌肉等)集中在一幅图中显示。但在只需要观察骨骼的情况下,很多的三角面绘制都是没有意义的。忽略那些不必要的三角面可在保证精度的同时有效地提高重建速度。 7 结束语 MC算法通过对比阀值来确定体素的多边形,在面对大容量数据时往往有着速度慢这一无法回避的缺点,但现在各种有针对性的改进使得它有了更大的 发展潜力,所以MC算法不仅仅是个单纯的算法,它更接近于“体素” 这个概念。现在流行的很多三维重建算法都是基于MC进行改良的,目的是为了获得所需要的特定的三维模型。象基于小波变换的医学图像融合算法,断层医学图像插值算法等,则主要是为了使CT等数据容易受到MC算法中阀值的分割。现在,OpenGL,VTK等图像函数库的使用已使得三维图像建模变得简单期望三维重建技术在医学上的应用会有更大的发展。 参考文献: [1] 蒲超,张育民.医学图象三维处理算法与应用[J].兵工自动化, [2] 罗述谦,周果宏,石教英.基于三角形移去准则的多面体简化模型[J]. 计算机学报, [3] Nielson Marching Visualization 2004. [4] 田捷,包尚联,周明全. 医学图像处理与分析[M].电子工业出版社2003. [5] 金天弘,刘振宅. 医学图像三维重建的研究[J].医疗卫生装备, 看了“好的学术论文具有哪些特点”的人还看: 1. 成功的学术论文的特点 2. 成功的学术论文的特点(2) 3. 对学术论文重要性的认识 4. 发表学术论文的心得 5. 什么是学术论文 学术论文格式 如何写作学术论文
数据模型(Data Model)是数据特征的抽象。数据(Data)是描述事物的符号记录,模型(Model)是现实世界的抽象。数据模型从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件,为数据库系统的信息表示与操作提供了一个抽象的框架。数据模型所描述的内容有三部分:数据结构、数据操作和数据约束。扩展资料:数据模型所描述的内容包括三个部分:数据结构、数据操作、数据约束。1、数据结构:数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束。2、数据操作:数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式。3、数据约束:数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、他们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容。首先,先介绍一下,什么是数据模型?数据模型是现实世界数据特征的抽象,用于描述一组数据的概念和定义。数据模型是数据库中数据的存储方式,是数据库系统的基础。在数据库中,数据的物理结构又称数据的存储结构,就是数据元素在计算机存储器中的表示及其配置;数据的逻辑结构则是指数据元素之间的逻辑关系,它是数据在用户或程序员面前的表现形式,数据的存储结构不一定与逻辑结构一致。数据模型的分类有三种:第一种:层次模型 层次模型是数据库系统最早使用的一种模型,它的数据结构是一棵“有向树”。根结点在最上端,层次最高,子结点在下,逐层排列。第二种是:网状模型 网状模型以网状结构表示实体与实体之间的联系。网中的每一个结点代表一个记录类型,联系用链接指针来实现。网状模型可以表示多个从属关系的联系,也可以表示数据间的交叉关系,即数据间的横向关系与纵向关系,它是层次模型的扩展。第三种是:关系模型 系模型以二维表结构来表示实体与实体之间的联系,它是以关系数学理论为基础的。关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合。每个二维表又可称为关系。在关系模型中,操作的对象和结果都是二维表。关系模型是目前最流行的数据库模型。为什么要建立数据模型?当今的商业决策对对数据依赖越来越强烈。然而,正确而连贯的数据流对商业用户做出快速、灵活的决策起到决定性的作用。建立正确的数据流和数据结构才能保证最好的结果。如何进行数据模型设计?1:首先是要了解业务然后建立概念模型,确定实体以及实体关系。2:在概念模型的基础上生成逻辑模型,确定实体属性,标准化数据(消除多值字段达到第一范式;消除部分依赖达到第二范式;消除传递依赖达到第三范式)。3:模型验证:通过具体的业务来验证模型是否能满足要求。4:在逻辑模型的基础上生产物理模型。在建立数据模型的时候需要注意:1.三少 整个模型中表应该尽量的少;在一个表中字段应该尽量的少同时复合主键字段应尽量的少2.如果在大数据量或者高并发的情况下,要充分考虑数据库的压力,事先要考虑哪些表可能是热表。要尽量的降低模块的耦合。如果使用的是oracle RAC 的话要考虑一下多实例竞争的问题,不同的模块访问不同的实例。3.一定要做压力测试、要做充分的压力测试,要不上线后会死的很惨,移动总部的一个web项目应为没有做充分的压力测试,导致上线后不的不挂维护页面,动用了n多的资源去解决问题。4.在做模型设计的时候要考虑项目的各个生命周期阶段对模型的要求,不能仅仅把眼光限制在功能的实现,例如要考虑模型对以后维护的支持,对于大表的数据如何进行清除、转历史,显然delete、insert是首先可以想到的但是不可行的方法,建议做分区转换。5.数据模型设计对系统可变性的支撑:业务系统的变化点通常是流程相关部分,这部分会随着不同的公司、公司的不同发展阶段而变化,因此最好将这部分单独建模,独立于系统核2021年6月4日数据模型是什么?2167阅读·0评论·0点赞2016年7月4日去首页看看更多热门内容
初中数学建模论文很简单的中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模 。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的这是某数学竞赛的建模论文要求,可以参考一下(一)、建模论文的标准组成部分建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力.一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成.现就每个部分做个简要的说明.1. 题目题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象.建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目.如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”.2. 摘要摘要是论文中重要的组成部分.摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想.如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明.进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%.”摘要应该最后书写.在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要.因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要.摘要一般分三个部分.用三句话表述整篇论文的中心.第一句,用什么模型,解决什么问题.第二句,通过怎样的思路来解决问题.第三句,最后结果怎么样.当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要.3. 正文正文是论文的核心,也是最重要的组成部分.在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的.其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短.而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确.在正文写作中,应尽量不要用单纯的文字表述,尽量多地结合图表和数据,尽量多地使用科学语言,这会使得论文的层次上升.4. 结论论文的结论集中表现了这篇论文的成果,可以说,只有论文的结论经得起推敲,论文才可以获得比较高的评价.结论的书写应该注意用词准确,与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一.并且一定要对结论进行自我点评,最好是能将结论推广到社会实践中去检验.5. 参考资料在论文中,如果使用了其他人的资料.必须在论文后标明引用文章的作者、应用来源等信息.(二)、建模论文的写作步骤1. 确定题目选择一个你感兴趣的生活中的问题作为研究对象,并根据研究对象设置论文题目.最好是找一位或几位老师帮助安排研究课题.在确定好课题后,应该写一个写作计划给指导老师看看,并征求他们对该计划的建议.2. 开展科研课题去图书馆、互联网上查阅与课题相关的资料,观察有关的事件,收集与课题相关的信息.同时如果有条件的话,可以去拜访相关领域的专家和学者.然后将前期所收集到的资料与自己所学的相关知识组织在一起,进行论文的结构论证.完成这些工作后,你应该要制定一个课题时间安排表,这样能保证书写论文的循序渐进.记住在开始写论文后一定要不断地和老师、家长进行沟通,让老师和家长斧正论文中出现的明显错误,并能提出一些更好的研究建议.在论文写作结束以后,一定要得出结论.记住,在论文的结果出来后,有可能得出的结果与假设并不相符,这个并不重要,不要强行改变结果来迎合假设.只要你在论述过程中严格地按照科学方法进行,你的论文还是相当有价值的.最后,需要很好地写一份摘要.摘要的字数应该是论文字数的十分之一左右.3. 完成论文写作完整的论文在完成以上步骤之后就可以新鲜出炉了,完成论文后,一定要再看一遍自己的论文有没有错别字、计算错误、图形的移位或偏差等.最后,在论文的结尾处应该写上感谢的话,感谢帮助你完成这篇论文的所有人.
根据自己所知道或者自己的实例当做素材,运用模型论文的框架。将自己的素材填充到框架中。
微积分是高等数学的一部分知识,关于微积分的论文有哪些?接下来我为你整理了数学微积分论文的 范文 ,一起来看看吧。
摘要:初等微积分作为高等数学的一部分,属于大学数学内容。在新课程背景下,几进几出中学课本。可见初等微积分进入中学是利是弊已见分晓,其重要性不言而喻。但对很多在岗教师而言,还很陌生,或是理解不透彻。这样不利于这方面的教学。我将对初等微积分进入中学数学背景,作用及教学作简单研究.
关键词:微积分;背景;作用;函数
一、微积分进入高中课本的背景及必要性
在数学发展史上,自从牛顿和莱布尼茨创建微积分以来,数学中的很多问题都得以解决。微积分已成为我们学习数学不可或缺的知识。其在经济、物理等领域的大量运用也使之成为解决生活实际问题的重要工具。但牛顿和莱布尼茨创建的微积分为“说不清”的微积分,也就是连他们自己也说不清微积分的理论依据,只是会应用。这使得很多人学不懂微积分,更不用说让中学生来学习微积分。
柯西和维尔斯特拉斯等建立了严谨的极限理论,巩固了微积分基础,这是第二代微积分,但概念和推理繁琐迂回,对高中生更是听不明白。近十年来,在大量的数学家如:张景中,陈文立,林群等的不懈努力下,第三代微积分出现了相比前两代说得清楚,对高中生而言,也更容易理解。这为其完全进入高中课本奠定了基础。从内容来看,新一轮的课改数学教材在微积分部分增加了定积分的 概念及应用(求曲边梯形面积,旋转体体积,以及在物理中的应用),可能考虑到中学生的认知能力,人教版新教材与北师大版在这方面有所不同。即利用定积分求简单旋转体体积在北师大版教材中出现了,但人教版没有。
从课标和考试大纲(参考2011年高考考试大纲)上看,初等微积分所占比重也是越来越重。回顾历届高考,微积分相关题型分值越来越高。但就我个人观点,初等微积分在中学数学中的作用还没有真正全面发挥。我认为,它是学生中学数学和教师教学的一条线索,它是我们研究中学函数问题的统一 方法 ,也是联系中学与大学数学知识的纽带!
二、微积分在中学数学中的作用
1.衔接性与后继作用。微积分本是大学高等数学范畴,是大学开设的课程。让现在中学生提前学习部分微积分知识,这便为其以后升入大学学习微积分打下良好的基础,这也使数学知识从小学到大学从内容上衔接得更加紧密。也不会再出现很多大学生认为的大学数学知识在高中数学教学中没有任何作用的观点.
2.解决数学相关知识的作用。高中数学函数在整个中学数学内容中,不论从高考所占比重还是自身难度来说都应该排在首位。对学生来说永远是最难学的,得分率也相对比较低。很多学生讨厌数学就是讨厌函数,提到数学中的函数就头晕。由于应试 教育 的关系,学生又不得不学习函数,而函数思想本身也是高中数学学习的一条线索。微积分的进入对学生学习函数问题找到了统一的方法。高中阶段我们所研究的函数问题一般是以一些基本初等函数为媒介研究函数的定义,图像和性质,当然也有应用。但随着课改的深入,函数应用问题逐渐在淡化。而初等微积分知识即研究函数的重要工具,如:微积分可以求函数的单调性,最值。最重要的是它可以画出函数的图像,其实,当函数图像画好后,几乎函数所有性质都可以解决。学生只要学好微积分便掌握了研究函数的统一方法,那么高中阶段的二次函数,指数函数,对数函数,三角函数等所有初等函数的学习就可以统一,既节约了教学时间又学习了先进的数学思想。对提高学生的数学修养打下坚实的基础。我相信还可以激发其学习数学的兴趣。另外,在高中阶段,初等微积分还可以解决不等式问题,求二次曲线的切线问题,求曲边梯形的面积等很多数学问题。利用微积分不仅可以使问题简化,并能使问题的研究更为深入、全面。
3.提高数学在其他学科的应用能力。作为自然学科的数学本身已应用于社会经济、技术等各个领域。而作为中学数学,它对中学 其它 学科的推动作用也是毋庸置疑的。如物理,化学,地理等学科也离不开数学。在高中阶段往往会因为数学的教学进度而影响其它学科的进度。如地理中要学习地球的经度,纬度等知识就需要先学习数学中球体相关知识和解三角形相关知识。当微积分进入中学数学后,数学这个学科的作用就更加重要了。特别像物理中匀加速直线运动位移,瞬时速度,加速度等问题利用微积分的导数求解起来更加简单,容易理解。新课程人教版数学教材选修2-2中专门加入了利用定积分求变速直线运动的路程一节。另外,微积分解决生活中的优化问题也进入中学课本。可见,微积分进入中学教材,对促进学科间知识的整合起到了至关重要的作用。
三、国际上一些教材对微积分知识的处理
以苏联中学为例,苏联中小学为十年制,从九年级(1)(相当于我国高中一年级)中讲了数学归纳法和排列组合以后,就介绍无穷数列和极限。然后介绍函数极限和导数,所有这些都在讲解三角函数,幂函数,指数、对数函数之前。随即介绍导数在近似计算,几何(求切线)和在物理中的应用(研究速度,加速度)以及导数在研究函数问题中得应用(求函数极值,最值,单调性等)。到九年级末及十年级(2)再讲三角函数, 利用导数可以研究三角函数的性质。然后介绍不定积分和定积分。接着在指数函数,对数函数和幂函数一章介绍指数函数的导函数,再利用反函数求得对数函数的导函数。在十年级(3)中利用微积分知识研究几何问题,用积分推导锥体,球体等的体积公式。还把球的表面积定义为球的体积V(R)对R的导数,从而立即求得球的表面积公式。可见,苏联课本中及早分散引入导数及积分的概念和计算,而不是到最后整块讲解。这样处理,可以使微积分知识结合研究函数问题,几何问题以及研究物理问题中都得到应用。
当然,还有比如台湾中学教材对微积分处理和我过现行教材区别不大,就不再介绍。而上诉对微积分的处理情况是一种在欧洲中学教材中较普遍的处理方式。其优点主要就是充分发挥了微积分在中学数学教学中的作用。使中学数学知识更加连贯,更加易懂!
摘 要:微积分是高等院校管理类专业的重要数学基础课,第一堂课是上好微积分的关键。通过三个方面就如何上好微积分绪论课做些探讨。
关键词:微积分;起源;内容;方法
微积分是门基础课,这门课的学习直接影响到今后专业课的学习,而绪论课对这门课的学习有着引导的作用,在整门课中有特殊的地位和作用。绪论课应包含下面几个部分的内容:
一、微积分起源的介绍
微积分包括两方面的内容:微分与积分。微积分的创立源于处理17世纪的科学问题。先引入微积分学的创始人之一费马研究的一个问题:假设一个小球正向地面落去,求下落后第5秒时小球的速度?若是匀速运动,则速度等于路程除以时间,然而这里的速度是非均匀的,那能不能把非均匀速度近似看成均匀速度?用什么方法?这就是微分学问题,再引入古希腊人研究的面积问题:计算抛物线y=x2与坐标轴x轴在0≤x≤1间所围成的面积。能不能将面积切割成n个小面积,再将小面积用小矩形来代替,由n个小矩形的面积得到所求面积?这里所用的方法就是积分问题。很早以前就有人研究过微分与积分,而微积分的系统发展是在17世纪开始的,从此逐渐形成了一门系统完整且逻辑严密的学科。微积分通常认为是牛顿和莱布尼茨创立的。这一系统发展关键在于认识到微分和积分这两个过程实际上是彼此互逆地联系着。
介绍提及的人物牛顿和莱布尼茨的相关轶事,例如创建微积分优先权的争论。牛顿于1665~1687年把研究出的微积分相关结果告诉了他的朋友,并将短文《分析学》送给了巴罗,但期间没有正式公开发表过微积分方面的工作。莱布尼茨于1672年访问巴黎,1673年访问伦敦时,和一些知道牛顿工作的人通信。1684年莱布尼茨正式公开发表关于微积分的著作。于是有人怀疑莱布尼茨知道牛顿具体的工作内容,莱布尼茨被指责为剽窃者。在两个人死了很久后,调查证明:牛顿很多工作是在莱布尼茨前做的,但是莱布尼茨是微积分思想的独立发明者。
二、介绍微积分内容及方法
微积分学研究的对象是函数,极限是最主要的推理方法,它是微积分学的基础。微积分内容有四类:一是已知物体移动的距离是时间的函数,怎样由距离得到物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度是时间的函数,怎样求速度和距离。二是求曲线的切线。三是求函数的最大最小值问题。四是求曲线的长度、平面曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心。
三、为什么要学习高等数学
微积分在自然科学、经济管理、工程技术、生命科学等方面都有应用,是各门学科强有力的数学工具。学好微积分,可以增加语言的严密性、精确性,可以从中锻炼人的 理性思维 ,并感受到美的艺术。例如黄金分割,无理数的■与π的表达式:
微积分的绪论课是整个教学的第一课,绪论教学能使学生对这门课有个快速大致的认识与了解,好的绪论课可以引导学生主动、积极地学习。
前言
21世纪,科学、技术和社会都发生了巨大的变化。高等数学作为高等院校的基础课程之一,在其他各个领域及学科中发挥出越来越大的作用。尤其是微积分教学,是目前数学教育的一大课题。
一、我国微积分教学改革的现状
目前的数学实验中,微积分教学改革的现状中仍然存在一些主要问题。
首先,优秀人才的培养重视不够。在微积分教学中,重视的是教育大众化的人才,而一些顶尖的、优秀的人才的培养却重视不够。
其次,过度应试化。过度重视应试教育在微积分教学中越来越明显,轻能力重考试已成为一种倾向。
再次,学生差异大,素质下降。学生人数的激增带来学生差异的强化,面对这一情况,如何规划班级,如何区别对待学生是微积分教学面临的问题。
二、微积分课改的必要性
随着高等数学改革的不断深入,微积分教学的改革成为其中的重要部分。微积分教学的改革并不是空穴来风,而是一种必然。
(1)社会高度发展提出的要求
微积分作为高等数学的一部分,对技术文明的推动有重要作用,许多数学细想和数学的建树都离不开微积分。可以说,微积分在推进数学思想,推进社会进步,推进科学发展上有举足轻重的作用,是不可或缺的,它是人类思维的伟大成果,不仅是高等数学。而且是其他行业,其他专业,在不同范围和不同程度上对微积分的认识都是必要的。设想一下,如果取消对微积分的学习,那么技能的进步只是一句空谈,社会不会发展,智慧不会被充分开掘。所以,微积分教学的改革是十分必要的。
(2)科技的发展提出的需要
当今世界,是一个科学技术突飞猛进的时代,军事、贸易等激烈的竞争和市场经济,如果没有科技的推进,则会落后于他人。如何促进科学的发展呢?微积分起着重要的作用,它不仅为科学提供了精密的数学思想,也为科学的提供了理论支撑,它不但改变了数学面貌,还是其他学科的工具和方法,微积分在自然学科的各个方面都有运用。随着科技发展的时代,提高微积分教学的质量是势在必行的。
(3)人类思维发展的需要
微积分中蕴藏着很多重要思想,比如辩证的思想,常量与变量,孤立与发展,静止变化,有限与无限等,还有“直”与“曲”,“局部”与“整体”的辩证关系,其实。哲学最处就是与数学密切相关的,所以,数学,尤其是微积分思想充满了逻辑与辩证,微积分的学习。不仅是知识、理论的学习,更是一种思维的训练。因此,微积分教学的完善有利于培养人类思维,使人类思维获得一个飞跃,更有效地解决问题。
三、微积分课改的内容
根据新的教学大纲的修改,微积分教学重新设计了课程内容、教学理念、 教学方法 等,以学生为主体,更直观形象,而且在教学方法上也进行了革新。全面促进了微积分教学的改革。
1、课程基本理念的改革
微积分教学的改革能否成功关键在于观念的转变,过去是偏重理论,现在则要注重应用激发初学者的学习兴趣,尽早把握微积分的基础知识,把抽象难懂的微积分理论转变为学生容易接受、容易理解的微积分教学方式,比如说,极限是微积分知识中的难点,极限概念、运动、辩证思想等对于学生来说是十分抽象,不容易理解,从而没有激发学生的学习兴趣,课堂变得枯燥无味,理论严谨,逻辑性很强,学生上手难。微积分教学大纲的修订也体现出教学理念的更新,新的微积分教学中,适当降低了难点知识。重视对微积分本质的认识,以直观、实例来提高学生的微积分学习兴趣和学习效率,使学生学习的主动性回归到自身,体现以人为本的思想,重视学生的情感态度、生活价值的培养,根据学生自身的特点因材施教,为学生提供更好的学习条件和基础。
2、课程内容的改革
根据《标准》大纲的修订,微积分教学首先是对课程内容和教学大纲的精简、增加、删改。修订后的教学内容比原来的教学大纲更精练,更科学。比如,原来12学时的“极限”在修订大纲中被大面积的删减。并在修订大纲中,引入导数这一很有判断意义的概念,因为导数是微积分初步了解的第一个概念,对导数概念的理解起到基础性的作用。而且,修订的课本内容中,对导数的讲解时直观形象的,应用性很强,又有许多实例来帮助学生加深理解。因此,微积分教学的新课改减轻了学生的学习负担,降低了概念的理解难度。
3、课程设计的改革
原来的课程是从极限、连续、导数、导数应用,再到不定积分、定积分这样的次序设计的,并在“导数和微分”的前面一章给“极限”设计了许多定义,以及对“极限”的求法和运算做了讲解。修订后的大纲对课程设计做了调整,尤其是微积分讲解的路线,发生了变化,从瞬间速度,变化率,导数、导数应用再到定积分。对人文社科方面的高校微积分课程的设置,则多数是作为选修课来处理的,并与生活十分贴近,应用性很强,使非数学专业也对数学有一定的基础了解和学习兴趣。
4、教学方法的革新
(1)数学思想方法的渗透与运用。数学思想方法是多种多样的,在生活中也取得有效地运用。微积分耶是高等数学的一个方面,因此,在微积分教学中引入数学思想方法是科学的。其中,数学分析,也叫微积分,是17世纪出现的十分重要的数学思想,不仅在17世纪有非常重要的地位,即使是在今天,这种思想方法在成功解决无限过程的运算方面,即极限运算有很大的帮助。数学思想的运用已成为各国比较重视一项革新项目。
(3)加强实例分析和应用性。数学是一种逻辑推理。但也是来源于生活的,也最终给应用于生活,因此,数学的教学不能和现实相脱离。修订后的微积分教学大纲明显注重了实际应用性。即使是书上一个很简单的概念,也时刻穿插一些实用性的图片,在习题的练习中,也是紧密结合生活实际,不是空中楼阁。比如说,用指数函数来看银行存款和人口问题,还有对数函数中涉及放射性、分贝、地震级的问题。微积分数学应用于生活中实际问题的解决。
5、教学工具的革新。
现代教育技术,尤其是多媒体技术在微积分教学中的应用,对很好的实现教学理念,完善教学思想和教学方法很有意义,例如,作为重点和难点的“极限”概念和理论一直是教学中难以攻克的,因为它的抽象,所以老师再怎么讲解也难免有学生不理解,而多媒体教学的应用解决了这一难题,教师可用直观形象的动画来表现比如“无限逼近”的理论,给学生一个直观、感性的认知,还可运用多媒体设计可变参数的动画,让学生积极参与,自己动手设计,加深理解。又如导数概念的理解需要借助曲线来表现其某个点在某个时刻的瞬时速度,可以充分利用多媒体技术,画具有艺术性的示意图,设计动画,让学生在动画中领悟微积分的实质和导数的概念。值得注意的是,在运用多媒体技术时,要遵循学科本身的规律,反复渗透,循序渐进,结合教材,积极引导。
四、小结
圆锥曲线问题是高中数学教学的重、难点。你知道怎么写有关圆锥曲线的小论文吗?下面我给你分享高中数学圆锥曲线论文,欢迎阅读。
高中数学圆锥曲线论文篇一:高中数学圆锥曲线的教学研究
圆锥曲线问题是高中数学教学的重、难点.每年的高考中,都会涉及圆锥曲线问题,出题形式多样,既有分值较低的选择题和填空题,也有分值很高的大题.但是学生的得分率普遍不高.圆锥曲线教学的综合性和系统性强.这不仅要求学生理解最基本的知识点,提高运算的速度和准确性,还要求学生能够灵活运用数形结合的方法,找到解题的突破口,化简变形,准确解题.本文主要分析研究高中数学圆锥曲线的教学现状及其相应的对策.
一、高中数学圆锥曲线教学现状
1.从教师角度分析
高中数学教学大纲中对圆锥曲线的教学目标、重难点知识的说明非常清楚.大多数教师都明白圆锥曲线的重要性,而且在课堂上讲解圆锥曲线知识点和解题思路的时候很清晰.不过,学生数学基础是有差异的.对于圆锥曲线的内容,有的学生接受起来容易,有的学生接受起来比较困难.这就要求教师在教学过程中要注重培养学生的学习兴趣,不能单凭过去的教学经验.圆锥曲线经常会用到数形结合思想,有的教师在教学时会告诉学生要运用数形结合的方法,但没有清楚地告诉学生是如何想到用这种解题思想的.教师应当让学生知其然,也要让学生知其所以然.很多学生做不到举一反三,就是因为在学习圆锥曲线知识的时候教师看重结果的正确而忽视了解题思路的理解.
考虑到圆锥曲线知识在高考中所占的比重较大,几乎每一年的高考题中都会有所涉及.因而,在教学过程中教师应当有意识地渗透,让学生清楚圆锥曲线知识学习的重要意义;圆锥曲线与向量、概率等其他模块的数学知识有密切的关系.在教学过程中,教师也要重视学生其他模块数学知识的掌握,从宏观角度提高圆锥曲线教学的效率.
2.从学生角度分析
圆锥曲线的学习对学生的数学运算能力、推理能力、逻辑思维能力等各种数学能力的要求都非常高,对于很多学生来说,圆锥曲线学习起来的难度较大.有的学生对这部分知识有畏惧心理,思想上的负担导致学习的困难加大;有的学生学习方法落后,在学习过程中,只是记忆圆锥曲线的相关概念、结论,或者模仿教材和教师的解题思路,但并没有真正理解概念、结论的意义,没有掌握知识之间内在的关联,尤其是综合运用知识的能力不够,不会举一反三.圆锥曲线的题型有很多种,教师在课堂上一般会对每一种题型都进行详细的讲解,但是有的学生没有及时总结或者总结的时候流于形式,导致在考试中遇到圆锥曲线方面的题目失分.
二、提升高中数学圆锥曲线教学效率的措施
1.培养学生学习圆锥曲线的兴趣
众所周知,兴趣是最好的老师.学生只有真正热爱圆锥曲线的学习,才能事半功倍.所以,教师在圆锥曲线的教学中应当运用有效的方法激发学生的学习兴趣.比如在课堂教学中,教师可以创设问题情境作为课堂导入.学生都在新闻上了解过人造地球卫星运转轨道,教师可以以此为切入点引入圆锥曲线的知识.学生发现了圆锥曲线知识在生活中的运用,学习兴趣就会大大提升.
2.教师要重视演示数学知识的形成过程
考试中的选择题和填空题不必要求学生将解题过程详细呈现出来,不管用何种解题方法,只要结果正确就可以.但是对于试卷中的大题,解题过程相当重要,清晰明了的解题过程是得分的关键,尤其是圆锥曲线的大题解题过程更是如此.因而,教师在进行圆锥曲线的教学时,不能只重视结果,而是应当重视从多方面来讲解解题步骤,通过清晰的演示让学生掌握圆锥曲线的知识.比如圆锥曲线中“多动点”的问题,很多学生不知如何理解,这时教师应当进行演示,让学生知道怎样运用参数求解法、怎样画图等.
3.坚持学生的主体地位
教学活动中,教师是引领者,学生是主体,任何情况下学生的主体地位都不能被削弱.当学生学习圆锥曲线的知识遇到问题的时候,教师要认真解答;教学过程中,教师要了解学生的认知规律,鼓励学生探索,让学生带着浓厚的兴趣融入课堂;教师应当多肯定、赞扬学生,提高学生学习的主动性和积极性.有的圆锥曲线的题目,不只有一种解题方法,对于这些题目,教师应当培养学生自主探究的能力,比较不同的解题方法,在考试中运用准确性和解题速度都高的方法.
三、结语
高中圆锥曲线的难度较大,教师在教学的时候要把握好重难点,循序渐进,切忌急于求成,保证学生夯实基础的前提下,提高难度.圆锥曲线教学过程中要因材施教,结合学生的接受能力来规划教学的进度和难易程度,对于学生提出的问题,教师要耐心认真的解答.教师还应注重培养学生的数形结合思想,从而提高圆锥曲线教学的效率.
高中数学圆锥曲线论文篇二:圆锥曲线学习中的思考
【摘 要】 根据教学中遇到的问题,尝试运用数学教育心理学的有关知识分析学生在学习椭圆时的问题和特点,分析产生的可能原因,根据这些特点将其迁移到双曲线的学习过程中。
【关键词】 椭圆;双曲线;相似性质
学生在学习椭圆和双曲线时,教师可能会更多的关注学生在学习中普遍存在的问题,虽然这些问题是导致学生学习困难的因素之一,但我觉得,因为这些问题在学生中比较普遍,也可以认为是他们学习这部分知识时所表现出的一种共性。归纳起来主要有以下几点:
1、对椭圆的第一定义记忆太深刻,甚至有些机械化,以至于对后面将要讲的双曲线第一定义记忆不清,容易忘记“绝对值”的作用,或者说对“双曲线的一支”还是“两支”深感困惑。
2、在推导椭圆的标准方程时,因为用到二次平方,虽然没有任何技巧性,但因为运算量大,学生就感觉难度很大,我曾经统计过将近有一半的学生自己当堂无法推导出结果。
3、对教材中最后要求的标准形式有些困惑,因为二次平方后出现的是整式形式,这应该说是比较好的形式了,为什么还要画蛇添足,写成分式的形式呢?
4、研究椭圆的几何性质时,学生会感觉发现容易,结论漂亮,但记忆困难,变化多端,运用时想不起来,就是想起来了,也不知道该用哪一条性质,不能灵活应用,甚至有的学生感觉太神奇,摸不着。
5、在学了双曲线之后,学生能发现椭圆与双曲线之间的关系比较密切,有关椭圆和双曲线的计算问题在解决过程中也有类似之处,但普遍感觉双曲线比椭圆难度大很多。
我在接受本科教育时虽然学习过一些有关公共教育学和心理学的基本知识,但对教育心理学领域几乎没有接触。2010年在北京师范大学学习,院方给我们新疆班的教师们开了“数学教育心理学”这门课,时间很短,课时紧张,我也学的比较肤浅。但我还是想借助数学教育心理学的有关知识来尝试分析一下以上的问题。
首先,有关椭圆的第一定义与双曲线的第一定义。
“定义”属于概念的教学,“数学教育心理学”中有关“概念”的理解是:概念是指哲学、逻辑学、心理学等许多学科的研究对象。概念通常包括四个方面:概念的名称、定义、例子和属性。由于数学的研究对象是事物的数量关系和空间形式,而这种关系和形式脱离了事物的具体属性,因此,数学概念有与此相对应的特点。学生的认知结构处于发展过程之中,他们的数学认知结构比较具体而简单、数学知识比较贫乏,在学习新的数学知识时,作为“固着点”的已有知识往往很少或者不具备。
比如:学生在初中学习过圆的定义是“平面内到顶点的距离等于定长的点的轨迹”,此时涉及到的定点只有一个,定长就是所谓的“半径”。而椭圆和双曲线的第一定义中涉及到的定点有两个,并且还有“距离之和”与“距离之差的绝对值”的问题。由圆的图形容易联想到椭圆,但双曲线就比较困难。虽然初中学习过反比例函数,但这个内容也是难点,不太容易和双曲线联系起来。其实,这就是所谓的“经验”,它是概念学习的影响因素之一。
其次,有关用二次平方法化简方程。
在推导椭圆和双曲线的标准方程时,“化简”是必须要过的一关,在这一过程中,用到“二次平方法”以达到去除根号的目的。这种方法应该是学生必备的一种数学技能。
数学技能是从数学知识掌握到数学能力形成和发展的中心环节,它分为“智慧技能”和“动作技能”,而“运算技能”是指能正确运用各种概念、公式、法则进行数学运算,做代数变换等。在此过程中正确运用“数学符号语言”也是必不可少的。在数学学习过程中,数学技能的形成非常重要,数学技能以数学知识的学习为载体,通过实际操作获得动作经验而逐渐形成。
根据学生的学习经历,以往接触比较多的是一次方程,比较复杂的二次函数也只是在一个字母中出现了二次方。但椭圆的方程中,x、y的次数都是二次,从形式上看就比较难,学生在心理接受程度上难。加之,学生虽然会用平方法去根式,但局限在一次平方,像这样的二次平方法不太适应,甚至怀疑自己做错了。另外,由于我们学校是自治区重点中学,生源相对来说比较好,教师在授课时对学生的基础和能力估计过高也是一个不容忽视的因素。
最后,椭圆与双曲线的相关性质。
在教学中我发现,因为椭圆和双曲线的第一定义、第二定义都有类似的部分,学生已经能够感觉到二者的几何性质应该也有相似的地方。我也试图用椭圆的几何性质引导学生类比得出双曲线的相关性质,引导学生的思维自发的“迁移”,但对于那些比较简单的、一般的性质学生可以自行推出。比如:椭圆中的特殊三角形、椭圆的焦半径、椭圆的通径等。而对于稍微复杂一些的性质,学生就有些束手无策了。
通过数学教育心理学的学习,我发现数学学习的迁移不是自动发生的,它受制于许多因素,其中最主要的有数学学习材料的因素、数学活动经验的概括水平以及数学学习定势。
1、迁移需要对新旧学习中的经验进行分析、抽象,概括其中共同的经验成分才能实现,因此,数学学习材料在客观上要有相似性。心理学的研究表明,相似程度的大小决定着迁移效果和范围的大小。
例如:椭圆和双曲线的定义中都有两个定点和一个定长,由这些条件推导出的有关椭圆特殊三角形和焦半径公式的相关性质,学生就比较容易类推到双曲线的,还有可能在焦半径的公式中发现:椭圆的焦半径公式只有一个,而双曲线要根据具体情况(左、右支;上、下支)区别对待。
又如:椭圆的几何性质中有一条是:设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF⊥NF;这条性质从叙述上比较长,学生可能直觉上认为推不出双曲线的类似性质。实际上,只要教师给学生一些勇气,鼓励他们大胆猜想,容易得出:设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结AP和AQ分别交相应于焦点F的双曲线准线于M、N两点,则MF⊥NF。再作出图形证明即可。可以说,椭圆和双去想的这条性质相似程度极高。 2、数学学习的迁移是一种学习中习得的数学活动经验对另一种学习的影响,也就是已有经验的具体化与新课题的类化过程或新、旧经验的协调过程。因此,概括水平越低,迁移范围越小,效果越差;反之,迁移的可能性就越大,效果也越好。
例如:在探究椭圆的几何性质中有一条是:以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离;学生类比这条性质,可以得到双曲线以焦点弦PQ为直径的圆可能必与对应准线存在着某种关系。而圆与直线的位置关系不外乎有三种:相交、相离、相切。判断圆与直线的位置关系有两种常用的方法:一是用点到直线的距离判断;一种是用方程的根的情况判断。这些知识和技能学生是具备的,因此不难得出双曲线的相关性质,即:以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交。
3、定势现象是一种预备性反应或反应的准备,它是在连续活动中发生的。在活动过程中,先前活动经验为后面的活动形成一种准备状态。它使学生倾向于在学习时以一种特定的方式进行反应。由于定势是关于选择活动方向的一种倾向性,因此对迁移来说,定势的影响既可以起促进作用也可以起阻碍作用。
例如:在椭圆的概念中说的是到两定点的距离之和为定长的点的轨迹,而双曲线则是到两定点的距离之差的绝对值为定长的点的轨迹。由于思维定势,容易把“绝对值”忘掉,从而丢失一支双曲线。
鉴于本人所学有限,分析的可能不是很准确,我会在今后的教学中反复思考,逐步改进。
通过以上的分析,我认为:椭圆和双曲线的相关知识有许多共同的切入点,根据学生的学习特点,要抓准这些相似点,教师除了丰富的教学经验外,如果还能运用一定的心理学知识,找到学生学习时的心理活动,可能会带来更好的教学效果。
在全国推进素质教育的今天,在新一轮国家基础教育课程改革实施之际,只关注教师“如何教”的问题显然已经远远不够,于是,对新的教材与学生新的学习方式的研究与探讨就显得十分迫切与必要。只有充分发挥数学教育的功能,全面提高年轻一代的数学素养,每一位数学教师才能为提高全民族素质,造就一代高质量的新型人才贡献自己的一份力量。
参考文献
[1]曹才翰,章建跃.数学教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,2007.
[2]朱文芳.中学生数学学习心理学[M].浙江教育出版社,2005.
[3] ISBN978-7-107-18662-2,数学[S].人民教育出版社,2008.
高中数学圆锥曲线论文篇三:浅谈高考圆锥曲线中的存在性问题
摘 要:在新课标、新考纲和新考试说明的精神指导下,高考数学科解析几何试题与以往大纲课程背景下考查形式和内容,有了显著的变化,这些试题不论在考试评价、命题研究还是高考复习,都成为专家、教师探讨的重点、热点,也是高考命题改革的一块试验田.本文通过对近几年高考数学解析几何试题存在性问题的探究来揭示这些试题是如何贯彻课程标准,反应考试说明的意图,进而思考教师在解析几何的教学与高三复习策略。
关键词:课程标准 数学高考 解析几何 存在性问题 思考
前言
最近几年的高考试题中,存在性问题出现的频率非常高,存在性问题是一种具有开放性和发散性的问题,此类题目的条件和结论不完备,要求学生结合已有的条件进行观察、分析、比较和概括,它对数学思想、数学意识及综合运用数学方法的能力有较高的要求,特别是在解析几何第二问中经常考到“是否存在这样的点”的问题,也就是是否存在定值定点定直线定圆的问题。希望能够为老师的教学、高考复习提供有益的思考.[1]
一、是否存在这样的常数
例1:(2009福建理)已知AB分别为曲线 与轴的左、右两个交点,直线I过点B,且与X轴垂直,S为I上异于点B的一点,连结AS交曲线C于点T.
(Ⅰ)若曲线C为半圆,点T为圆弧AB的三等分点,试求出点S的坐标;
(II)如图,点M是以SB为直径的圆与线段TB的交点,试问:是否存在a,使得O,M,S三点共线?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由.
二、是否存在这样的点
【命题立意】:第二问难度较大,是一个探究性的开放试题,判断是否存在满足题设的定点.解决此题要突破两个关键:一是由图形的几何特征,判断出若定点存在,则必在 轴上,二是,题设要求“以PQ为直径的圆恒过点M”应转化为“ 对满足一定关系的m,k恒成立”,这里一定关系是指l与椭圆相切 . 本题主要考查运算求解能力、推理论证力,考查化归与转化思想、数形结合思想、特殊与一般的思想.本题的亮点是体现代数方法对解决几何问题的作用,同时体现图形的几何性质对代数运算的方向和运算量的减小的作用,在推理论证上,体现不同思维方式引发不同的解题方法,对区分不同数学思维层次的学生有很好的作用.
三、是否存在这样的直线
【命题立意】:第二问是开放性问题,判断满足题设的直线是否存在从逻辑思维的角度考虑,假设直线l存在,则l应满足三个条件① (可求k);②l与椭圆有公共点(可建立k与b的不等关系);③l与OA的距离等于4(可建立k与b的相等关系),而确定一条直线只需两个条
件即可.因此,可利用l满足其中两个条件求出,再检验是否满足第三个条件,从而得出l是否存在.这样,本题有多种不同的解法.本题主要考查运算求解能力、推理论证能力,考查函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想.本题的亮点是,背景学生熟悉,试题入口宽,可以用不同的想法和解法解决,使不同思维方式的学生都能做题,提供给学生充分展示自己的平台.[3]
四、是否存在这样的圆
【命题立意】:本题属于探究是否存在的问题,主要考查了椭圆的标准方程的确定,直线与椭圆的位置关系直线与圆的位置关系和待定系数法求方程的方法,能够运用解方程组法研究有关参数问题以及方程的根与系数关系
结束语:1.从教学的角度思考:在教学中要扎扎实实地讲好直线、圆、圆锥曲线及其几何性质等基础知识.教学中要学生先通过画图,直观地理解要解决的几何问题的几何意义,再转化为代数问题求解,通过这个过程学生很容易体会数形结合的思想,体会解析几何的方法;在研究圆锥曲线时,弄清楚曲线方程和参变量的几何意义是第一位的,在此基础上,运用代数方程的方法解决几何问题,在解决几何问题之后,要回到几何意义的理解上.几何是解决问题的出发点也是问题解决之后的落脚点,要避免让学生陷入代数的恒等变形而不理解其几何含义.在分析问题、解决问题中要突出几何要素,注重几何要素的代数化,要在几何要素的引导下进行代数的恒等变形,要让几何图形帮助我们思考问题、确定恒等变形的方向、简化计算,体会几何直观给我们带来的好处.
2.从高三复习备考的角度思考:①认真研读《考试大纲》、《考试说明》明确高考对解析几何基础知识、基本技能、基本思想、基本方法的要求,使复习工作有的放矢;②重视解决解析几何问题通法的训练.从试题分析中可以看出,直线方程、圆的方程,圆锥曲线的方程和基本性质(基本量)是重点考查的知识点,一定要熟悉基本方法,而直线与圆锥曲线的位置关系及其引发的各类问题是主观题的考查热点,要通过典型例题的操作、讲解,帮助学生总结解题思路,思考策略和通行通法,此外,要注意解析几何与其他数学内容的交汇,加强知识整体性的认知,锻炼学生在对参数的运算处理和面对繁杂的数学式子变形时应有的沉着心理和坚强毅力;
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制订.普通高中数学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社2003
[2福建省教育考试院编.2012年普通高等学校招生全国统一考试福建省数学考试说明[M].福建:福建教育出版社2012
[3]王尚志.数学教学研究与案例[M].北京:高等教育出版社2006
从算法教学管窥中国古代数学史俞 昕( 浙江湖州市第二中学 313000) 关于算法的涵义, 人们有着不同的界定. 普通高中数学课程标准( 实验) 在学生算法目标达成度上,重在算法思想的理解与应用,界定现代算法的意义就是解决某一类问题的办法. 确切地说,就是对于某一类特定的问题,算法给出了解决问题的一系列(有穷) 操作, 即每一操作都有它的确定性的意义( 使计算机能够按照它的指令工作) ,并在有限时间( 有穷步骤)内计算出结果.普通高中数学课程标准( 实验) 对! 算法部分∀进行说明时,突出强调! 需要特别指出的是, 中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想∀. 吴文俊先生曾经说过! 我们崇拜中国传统数学,决非泥古迷古、 为古而古. 复古是没有出路的. 我们的目的不仅是要显示中国古算的真实面貌, 也不仅是为了破除对西算的盲从,端正对中算的认识,我们主要的也是真正的目的, 是在于古为今用. ∀算法教学中蕴涵着丰富的数学史教育价值, 作为新时代的高中数学教师是有必要了解这一点的.1 中国古代数学的特点古代数学思想分为两大体系, 一个是以欧几里得的几何原本 为代表的西方数学思想体系,这个体系以公理化的思想、 抽象化的方法、 封闭的演绎体系为特色. 另一个则是以我国的九章算术 为代表的东方数学思想体系,这个体系以算法化的思想、 构造性的方法、 开放的归纳体系为特色.我国传统数学在从问题出发,以解决问题为主旨的发展过程中, 建立了以构造性与机械化为其特色的算法体系, 这与西方数学以欧几里得几何原本 为代表的所谓公理化演绎体系正好遥遥相对.中国古代数学中的! 术∀相当于现代数学术语中的! 公式∀,两者虽有相同点(都可以用来解决一类有关问题) , 其差异也非常之大. 主要表现在,! 公式∀只提供了几个有关的量之间的关系, 指明通过哪些运算可由已知量求出未知量,但并没有列出具体的运算程序,一般地,认为这种程序是已知的了. 但! 术∀则由怎样运算的详细程序构成的,可以说它是为完成公式所指出的各种运算的具体程序,即把! 公式∀展开为使用某种计算工具的具体操作步骤. 从这点看, ! 术∀正是现代意义上的算法, 是用一套! 程序语言∀所描写的程序化算法,可以照搬到现代计算机上去. 我国古代数学包括了今天初等数学中的算术、 代数、 集合和三角等多方面的内容.由于受实用价值观的影响, 中国传统数学的研究遵循着一种算法化思想,这种思想从九章算术 开始一直是中国古代数学著作大都沿袭的模式:实际问题# # # 归类# # # 筹式模型化# # # 程序化算法即将社会生产生活中的问题,先编成应用问题,按问题性质分类, 然后概括地近似地表述出一种数学模型, 借助于算筹, 得到这一类问题的一般解法. 把算法综合起来, 得到一般原理, 分别隶属于各章,人们按照书中的方法、 原理和实例来解决各种实际问题. 可以说,中国传统数学以确定算法为基本内容,又以创造和改进算法为其发展的方向.受九章算术 的影响,在之后的几个世纪,一些数学家的著作都以算法为主要特点,包括王孝通的辑古算经 、 贾宪的黄帝九章算法细草 、 刘益的议古根源 、 秦九韶的数书九章 、 李冶的测圆海镜 和益古演段 、 杨辉的详解九章算法 、 日用算法 和杨辉算法 , 这些著作中包括了增乘开方术、 贾宪三角、 高次方程数值解法、 内插法、 一次同余式组解法等一些著名的算法,进一步发展了中国古代数学算法化的特点,使得算法的特点得到了进一步的强化和发展.1 1 中国古代数学的算法化思想算法化的思想是中国古代数学的重要特点,并贯穿于中国古算整个发展过程之中.即使是与24 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期图形有关的几何问题也不例外,中算家们将几何方法与算法有机地结合起来,实现了几何问题的算法化.这样,从问题出发建立程序化的算法一直是古代中国数学研究的传统,也是中算家们努力的方向.这种算法化的思想着重构造实践,更强调! 经验∀、 ! 发现∀和构造性思维方式下从无到有的发明,对今天的算法教学与研究具有重要的启迪作用.中国古代数学算法化的思想具体表现如下:第一步,把实际中提出的各种问题转化为数学模型;第二步,把各种数学模型转化为代数方程; 第三步,把代数方程转化为一种程序化的算法; 第四步,设计( 并逐步改进)、 归纳、 推导(寓推理于算法之中)出各种算法; 第五步,通过计算回溯逐步达到解决原来的问题.1 2 中国古代数学的构造性方法所谓构造性方法是解决数学问题的一种方法,是创造性思维方式直接作用的结果.按照现代直觉主义者,特别是构造主义者的观点,对于一个数学对象,只有当它可以通过有限次的操作而获得,并且在每步操作之后都能有效地确定下一步所需要采取的操作, 才能说它是存在的.按照这种思维方式,可以使概念和方法按固定的方式在有限步骤内进行定义或得以实施,或给出一个行之有效的过程使之在有限步骤内将结果确定地构造出来.换言之,就是能用有限的手段刻画数学对象并针对问题提出具体的解法.中国古代数学的算法化思想与构造性的方法紧密相连.由于古代中算家所关心的大多是较为实用的问题,他们在解决问题时首先考虑是如何得到可以直接应用的、 可以方便操作的解,而不会满足于仅仅知道解在理论上的存在性. 因为这种纯粹的理论解对于受实用价值观影响的中算家来说是没有多大意义的.从而我们推断,构造性方法的产生是算法化思想直接作用的结果.从我国许多经典算书中可以发现, 数学构造性方法在算法中有许多精彩的体现. 例如就! 方程∀的筹算图阵及其程序设计而言,首先, ! 群物总杂,各列有数,总言其实∀,这是对每行中未知数的系数和常数项的安排,其次, ! 令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之∀,这是对诸行关系的安排, ! 并列为行∀又说明了什么叫! 方程∀. 这为中国古代数学的构造性方法提供了一个具有说服力的样板.由于构造性的方法特别强调运算的可操作程度, 所以构造出的! 术∀可以通过一系列有限的运算求出解来, 具有一般性.时至今日我国古算家所设计的许多算法几乎都可以整套照搬到现代的电子计算机上实现.这也是我国古算在算法上长期居于领先地位的一个重要原因.2 中国古代数学中的优秀算法案例2. 1 中国古代的代数学代数学是中国传统数学中一个值得骄傲和自豪的领域.中小学数学中的算术、 代数内容, 从记数以至解联立的线性方程组, 实质上都是中国古代数学家的发明创造.结合新课程的算法教学,笔者选取我国古代著名算法进行分析.2. 1. 1 求最大公约数的算法(更相减损术)中国古代数学中,未曾出现素数、 因数分解等概念,但是发明了求两整数的最大公约数的方法# # # 更相减损术: ! 可半者半之,不可半者,副置分母子之数, 以少减多, 更相减损,求其等也.以等数约之. ∀事实上此术中包含了三个步骤:第一步, ! 可半者半之∀, 即进行观察, 若分子、分母都是偶数,可先取其半;第二步, ! 不可半者, 副置分母、 子之数, 以少减多,更相减损,求其等也∀;第三步, ! 以等数约之∀.其中第二步! 以少减多, 更相减损∀是关键,又是典型的机械化程序.在中国古代数学中, 将最大公约数称作! 等∀.由于! 更相减损∀过程终可以在有限步骤内实现, 所以它是一种构造性的方法.若用现代语言翻译即为:第一步,任意给定两个正整数, 判断它们是否都是偶数. 若是,用2 约减,若不是, 执行第二步. 第二步, 以较大的数减去较小的数, 接着把所得的差与较小的数比较, 并以大数减小数.继续这个操作, 直到所得的数相等为止, 则这个数( 等数)或这个数与约简的数的乘积就是所求的最大公约数.下面运用 QBA SIC 语言来编写相应的程序( 见程序1) .25 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报程序 1INPUT! m, n= ∀ ; m, nIF m< n T HEN a= m m= n n= aEND IFk= 0WHILE m MOD 2= 0 AND n MOD2= 0 m= m/ 2 n= n/ 2 k= k+ 1WENDd= m- nWHILE d< > n IF d> n TH EN m= d ELSE m= n n= d END IF d = m- nWENDd= 2 ∃ k * dPRINT dEND程序 2INPUT A, BWHILE A < > B IF A> B T H EN A = A- B ELSE B= B - A END IFWENDPRINT BEND程序 3INPUT ! M, N (M> N )∀ ; M, NDOR= M- N IF R> N TH EN M= R ELSE M= N N= R END IFLOOP UNTIL R= 0PRINT MEND程序 4INPUT ! n= ∀ ; nINPUT! an= ∀; aINPUT! x= ∀ ; xv= ai= n- 1WH ILE i> = 0 PRINT ! i= ∀; i INPUT! ai= ∀ ; a v= v * x+ a i= i- 1WENDPRINT vEND程序 2和 3 是两个简化的参考程序, 是从不同的角度来实现更相减损的过程.! 更相减损术∀提供了一种求两数最大公约数的算法, 这是九章算术 的一个重要成就, 与古希腊欧几里得的几何原本 中用来求最大公约数的! 欧几里得算法∀, 即辗转相除法, 有异曲同工之妙. 欧几里得在几何原本 中针对这个问题引入了许多概念, 给出了冗长的逻辑证明. 尽管如此,他还是暗用了一条未加说明的公理, 即如果 a, b都被c 整除, 则a- mb也能被c 整除.中国古算采用的! 更相减损∀方法,实际上也暗用了一条未加说明的公理, 即若 a- b 可以被c 整除,则 a, b 都能被c 整除. 正如刘徽在九章算术注 中! 其所以相减者, 皆等数之重叠∀. 从形式上看! 更相减损术∀比! 辗转相除法∀更复杂, 循环次数要比辗转相除法多, 但对于计算机来说, 作乘除运算要比作加减运算慢得多, 因此更相减损术在计算机上更为好用.26 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期2. 1. 2 求一元 n 次多项式值的算法(秦九韶算法)秦九韶,南宋著名数学家,其学术思想充分体现在数书九章 这一光辉名著中,该著作不仅继承了九章算术 的传统模式, 对中算的固有特点发扬光大,而且完全符合宋元社会的历史背景, 是中世纪世界数学史上的光辉篇章. 书中记载了! 正负开方术∀、 ! 大衍求一术∀等著名算法.在数书九章 卷五第 17 个问题以! 尖田求积∀为例的算法程序中,可以看出秦九韶对于求一元n 次多项式f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x+ a0 的值所提出的算法.秦九韶算法的特点在于通过反复计算n 个一次多项式,逐步得到原多项式的值. 在欧洲, 英国数学家霍纳( Horner ) 在1819 年才创造了类似的方法, 比秦九韶晚了572年.秦九韶算法把求f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x + a0 的 值 转 化 为 求 递 推 公 式v0= anvk= vk- 1x+ an- k k= 1, 2, %, n中 v n 的值. 通过这种转化, 把运算的次数由至多( 1+ n) n2次乘法运算和n 次加法运算,减少为至多 n 次乘法运算和n 次加法运算,大大提高了运算效率.这种算法的QBASIC 语言程序如程序 4 所示.算法步骤是如下的五步: 第一步, 输入多项式次数 n、 最高次项的系数an 和x 的值;第二步,将 v 的值初始化为a v ,将i 的值初始化为n- 1; 第三步, 输入 i次项的系数ai ;第四步, v= v x+ ai , i= i- 1; 第五步,判断i 是否大于或等于 0, 若是, 则返回第三步,否则输出多项式的值v .2. 2 中国古代的几何学中国古代的几何学从田亩丈量等生产生活中的一些实际问题中产生, 并为生产生活服务. 基于传统实用价值观的影响, 中国古代的几何学并没有发展成为像欧氏几何那样严密的公理化演绎体系,所以中国古代几何学在整个数学史上的地位并不突出,但在许多几何问题的处理上也突出了算法化这一特色. 下面以! 割圆术∀为例作简要分析.中国古代数学家刘徽创立! 割圆术∀来求圆的面积及其相关问题. 刘徽! 瓤而裁之∀,即对与圆周合体的正多边形进行无穷小分割,分成无穷多个以正多边形每边为底、 圆心为顶点的小等腰三角形, 这无穷多个小三角形的面积之和就是圆的面积. 这样通过对直线形的无穷小分割, 然后求其极限状态的和的方式证明了圆的面积公式.刘徽的算法! 割之弥细,所失弥少,割之又割, 以至于不可割, 则与圆合体而无所失矣∀体现出程序化的过程, 可以看出圆内接正多边形逐渐逼近圆的变化趋势,并且刘徽依此开创了求圆周率精确近似值的方法, 将这种极限思想用于近似计算.其中包含有迭代过程和子程序,是一种典型的循环算法,充分体现了程序化的特点.中算家的几何学,并不追求逻辑论证的完美,而是着重于实际计算问题的解决, ! 析理以辞, 解体用图∀, 以建立解决问题的一般方法和一般原则. 但另一方面,这种几何学又是以面积、 体积、 勾股相似等为基本概念,以长方形面积算法、 长方形体积算法、 相似勾股形的性质为出发点的, 整个几何理论建立在! 出入相补原理∀等基本原理之上.例如,由勾股定理自然地引起平方根的计算问题,而求平方根和立方根的方法, 其步骤就是以出入相补原理为几何背景逐步索骥而得.这方面内容的介绍, 不仅可以丰富学生的算法知识,而且可以通过揭示蕴藏其中的数学背景和文化内涵, 激发学生学习算法的兴趣,体会算法在人类发展史中的作用.3 中国古代数学算法的教学价值3. 1 培养正确数学观的良好平台中国传统算法尽管与现代算法在具体形式上差别很大,但是重要的是形式后面的认识论发展线索可以为现代算法教学的体系、 教学层次提供依据.它的具体数学知识载体也是现代算法教学的重要源泉. 各种算法的创立就是创造性劳动的产物,即是创造思维的一种! 凝固∀和! 外化∀. 其次, 通过把一部分问题的求解归结为对于现成算法的! 机械应用∀, 这就为人们积极地去从事新的创造性劳动提供了更大的可能性. 从而算法化也就意味着由一个平台向更高点的跳跃.吴文俊先生的研究使中国传统数学的算法重见天日, 开拓了数学机械化的新领域, 吴先生提出! 数学教育的现代化就是机械化∀.他在研究中这样写道: 数学问题的机械化, 就要求在运算和证明过程中, 每前进一步之后,都有一个确定的必须选27 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报择的下一步, 这样沿着一条有规律的, 刻板的道路,一直达到结论.证明机械化的实质在于, 把通常数学证明中所固有的质的困难,转化为计算的量的复杂性.计算的量的复杂性在过去是人力不可能解决的,而计算机的出现解决了这种复杂性.吴先生的理论和实践已经表明,证明和计算是数学的两个方面, 且又是统一的,这在数学教育中具有重要意义.我们应当引导学生了解古人对问题思考的角度,学会站在巨人的肩膀上,比如按照中国古代开方术的思路就可以编造程序在现代计算机上实现开方.培养学生在学习数学知识的同时更多地关心所学知识的社会意义和历史意义,力图在面向未来的同时,通过同传统上的哲学、 历史和社会学的思想结合起来, 形成正确的数学观.算法教学就为此搭建了一个良好的平台, 并且承载丰富的历史底蕴.3. 2 渗透爱国主义教育的最佳契机与西方相比, 中算理论具有高度概括与精练的特征, 中算家经常将其依据的算理蕴涵于演算的步骤之中, 起到! 不言而喻, 不证自明∀的作用,可以认为中国传统数学乃是为建立那些在实际中有直接应用的数学方法而构造的最为简单, 精巧的理论建筑物. 因此, 中算理论可以说是一种! 纲目结构∀:目是组成理论之网的眼孔;纲是联结细目的总绳.以术为目, 以率为纲,即是依算法划分理论单元,而用基本的数量关系把它们连结成一个整体. 纲举目张,只有抓住贯串其中的基本理论与原理, 才能看清算法的来龙去脉.下面是吴文俊先生总结的! 关于算术代数部分发明创造的一张中外对照表∀.从算法教学管窥中国古代数学史中国 外国位值制十进位记 最迟在九章算术 成书时已十分成熟 印度最早在 6 世纪末才出现分数运算 周髀算经 中已有, 在九章算术 成书时已成熟 印度最早在 7 世纪才出现十进位小数 刘徽注中引入, 宋秦九韶 1247年时已通行 西欧 16 世纪时始有之, 印度无开平方、 立方 周髀算经 中已有开平方, 九章算术 中开平、 立方已成熟西方在 4 世纪末始有开平方, 但还无开立方, 印度最早在 7 世纪算术应用 九章算术 中有各种类型的应用问题 印度 7 世纪后的数学书中有某些与中国类似的问题与方法正负数 九章算术 中已成熟 印度最早见于 7 世纪,西欧至 16 世纪始有之联立一次方程组 九章算术 中已成熟 印度 7 世纪后开始有一些特殊类型的方程组, 西方迟至 16 世纪始有之二次方程 九章算术 中已隐含了求数值解法,三国时有一般解求法 印度在 7 世纪后,阿拉伯在 9世纪有一般解求法三次方程 唐初( 公元 7 世纪初) 有列方程法, 求数值解已成熟西欧至 16 世纪有一般解求法, 阿拉伯 10 世纪有几何解高次方程 宋时( 12 # 13 世纪)已有数值解法 西欧至 19 世纪初始有同样方法联立高次方程组与消元法 元时( 14 世纪初) 已有之 西欧甚迟,估计在 19 世纪28 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期3. 3 品位数学美学思想的美妙境界中国古代数学不但具有实用性特征, 还蕴涵着丰富的美学思想. 比如九章算术 中列方程的方式,相当于列出其增广矩阵,其消元过程相当于矩阵变换,而矩阵是数学美学方法中对称最典型的表现形式之一; 九章算术 中用几何方法巧妙地解决了很多代数问题, 这是数形结合的统一: 把数学问题改编成歌诀,以便于掌握和传授,这是文学艺术与数学的统一. 总之, 在算法教学中, 应努力把握和利用自己文化传统中的积极因素进行教学,这对数学教育的发展具有重要的意义.参考文献1 中学数学课程教材研究开发中心. 普通高中课程标准实验教材书(数学) [ M] . 北京: 人民教育出版社, 20072 中华人民共和国教育部. 普通高中数学课程标准(实验) [ M] .北京: 人民教育出版社, 20033 李文林. 数学史概论(第二版) [ M ] . 北京: 高等教育出版社, 20024 王鸿钧, 孙宏安. 中国古代数学思想方法[ M] . 南京: 江苏教育出版社, 19885 张维忠. 数学, 文化与数学课程[ M] . 上海: 上海教育出版社, 19996 吴文俊. 吴文俊论数学机械化[ M ] . 济南: 山东教育出版社, 19957 代钦. 儒家思想与中国传统数学[ M] . 北京: 商务印书馆, 20038 费泰生. 算法及其特征[ J] . 数学通讯, 2004, 79 张奠宙. 算法[ J] . 科学, 2003, 55( 2)10 李建华. 算法及其教育价值[ J ] . 数学教育学报, 2004, 311 李亚玲. 算法及其学习的意义[ J ] . 数学通报, 2004, 2(上接第23 页) 实验教师对课改实验进行探索、 总结、 反思、 调整, 推广比较成熟的经验,同时纠正实验过程中的偏颇与极端行为,教学过程逐步进入新的稳定阶段.教学过程逐步过渡到以问题为主线、 以活动为主线的! 无环节∀模式.( 2)受不同的教学理念影响, 教师角色、 学生角色、 教学目标、 教学过程关注点等方面, 在教学过程中有很大差异.教师角色 学生角色 教学目标 教学过程关注领导者(权威)接 受 者(被动)让 学 生 掌握 数 学 知识技能知识 引入, 讲 解本质, 巩固练习主导者(决定)观 察 者(协助)让 学 生 观摩 数 学 产生过程展示 过程, 注 重建构, 强化训练引导者(组织)参 与 者(主动)让 学 生 参与 探 究 数学 生 成 过程问题 情境, 提 出问题, 学生活动( 3) 2004 年高中数学课程改革后, 课堂教学发生一定的变化,广泛地进行! 创设情境∀! 提出问题∀!引导学生探究探索∀, 出现了以! 问题主线∀、! 活动主线∀为主的课堂, 出现了! 问题情境学生活动建立数学运用数学同顾反思∀的整体课堂构思.这些改变对于揭示数学的内在本质, 发展学生的思维能力起到积极的作用.( 4) 由于受多种因素制约(特别是高考) ,与初中相比, 本次课改后高中数学课堂教学变化幅度不大,近半数的课堂教学模式仍然以五环节为主.对于课改倡导的教学理念, 只是渗透在传统的教学模式中,目前高中数学课堂教学改革的力度、 深度与课改的预期目标还有一定的距离.我们看到2008 年的赛课教案的创新、 探索力度, 远没有1990 年的名师授课录 大, 那时还没有明确提出课改理念,但他们却进行积极的探索, 关注学生主体. 而今天,课改的理念已经系统培训 5 年, 许多教师仍停留在形式层面,未能变成自觉的行为.参考文献1 李善良. 我国数学教学设计的探索与评析# # # 兼及十年初中数学教师说课评比活动[ J ] . 中国数学教育(初中版) , 2007, 92 编委会. 名师授课录(中学数学高中版) [ M] , 上海教育出版社, 19913 2000 年全国首届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)4 2008 年全国第四届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)5 李善良. 关于数学教学中问题的设计[ J] . 高中数学教与学,2008, 129 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报
如何写好数学教育论文华南师范大学数学系 何小亚一、数学教育论文的基本结构标题(论文中心内容的概括,要求确切、恰当、鲜明、简短、精炼,一般不超过20字)作者名(单位名、省、市、邮政编码)摘要:[ 摘要的内容应全部源自论文本身,是论文内容的高度“浓缩”,使读者能迅速了解论文的主要内容。它要求准确、简明扼要(一般不超过300字)、独立完整、客观陈述(不能以第三者的口气进行介绍、评论,如“文章认为……”、“本文通过……”、“本文论述了……”、“本文探讨了……”、“本文首次提出了……”这些表述是不符合要求的)]关键词:(关键词是从论文中选取出来,用以表示全文主题内容信息的单词或术语,约3—8个)引言(开头语)1. 选题的原因和重要性。2. 对本课题已有研究情况的述评,如研究进展、对现有结论的评价、尚未解决的问题等。3. 本课题研究的目的、方法、计划。4. 本课题研究的意义和价值。几种常见的开头方法:1.内容范围开头法,即说明本文要论述的内容范围;2.问题开头法,即以数学问题或研究对象所存在的问题的方式开头;3.设问开头法,即以设问的形式把论文要论述的中心内容表达出来;4.目的开头法,即直接把论文要达到的目的告诉读者;5.背景开头法,即阐述所研究课题的历史背景;6.结论开头法,即直接阐述论文的的主要结论。正文1 …………………………2 …………………结论与讨论(结束语)结论部分起着总结全文、深化主题、揭示规律的作用,其内容大致为概述自己研究了什么问题,取得了什么结论,需要进一步研究的问题。下列情况可以省略结论部分:1. 前言部分已对结论进行了概括;2. 结论已不言自明;3. 验证性的论文;4. 商榷、反驳、补充性的论文。附录附录是指因内容多,篇幅长而不便写入正文,但又必须向读者交代清楚的一些重要材料。因为正文中有些内容意犹未尽,列入正文中撰写又会冲淡主题,为此,在论文的最后部分以附录的方式进行弥补。附录的内容主要有座谈会提纲、问卷调查表格、测试问题、各类图表等。参考文献参考文献是指作者在撰写论文的过程中所引用的图书资料,包括参阅或直接引用的材料、数据、论点、词句,而必须在论文中注明出处的内容。它包括各种著作、期刊、学术报告、学位论文、科技报告、专利、技术标准等。一般地说,在论文中引用前人的观点、数据、材料时,应按先后顺序标明数码,依次列出所引用内容的出处。引用文献为期刊,可仿下面的例子书写:[1] 何小亚. 数学应用题认知障碍的分析[J].上海教育科研,2001,6:41-43.[5] 何小亚. 建构良好的数学认知结构的教学策略[J].数学教育学报. 2002,11(1):25.引用文献为专著、论文集、学位论文、学术报告等,可仿下面的例子书写:[2] 赵振威,黄熙宗,范叙保,等. 中学数学解题研究[M]. 江苏:江苏教育出版社,1998. 96-104.引用文献为报纸,可仿下例书写:[8] 谢希德. 创造学习的新思路[N]. 人民日报,1998—12—25(10)上述指的是一般小论文的格式。对于毕业论文,则要按照下面的格式。一、问题的提出(背景、问题、你要研究什么问题……)二、术语界定(术语界定就是去解释规定你论文中要用到的关键术语,如“新课标”是什么意思?、“数学建模”指的是什么?、“渗透”是什么意思……)三、研究的现状(综述同行(相关文献)的研究情况)(谁/什么文献/研究什么/什么结论/简单的评价。要以脚注的形式标明出处。文献综述最好按类别进行.。四、研究的意义(价值)及理论基础(你的理论主要是数学课程标准理论)五、研究方法(你的方法属文献研究、比较研究、定性研究)六、研究结果就是以下你的正文中属于你自己研究的结果。自己的东西有多少就写多少,不一定要面面俱到。别人的结果要放在研究现状里。否则读者很难区分哪一部分是别人的,哪一部分是你的。七、研究结论(根据“五、研究结果”得出的结论)八、研究展望(研究的不足/存在的问题/进一步值得研究的问题)二、数学教育论文的选题1.学习研究数学教育文献数学教育类期刊Educational Studies in Mathematics(荷兰);Journal for Research in Mathematics Education(美);Mathematics Teaching(英);Mathematics Teacher(美);《课程. 教材. 教法》(人民教育出版社)《数学教育学报》(天津师范大学等)《数学通报》(中国数学会,北京师范大学);《数学教学》(华东师范大学);《中学数学》(湖北大学);《中学数学教学参考》(陕西师范大学);《中学数学研究》(华南师范大学)。2.把握数学教育研究的新动向及时了解数学教育研究的新动向、新成果,积极参与教学改革,勇于实践,教学与科研相结合。3.研究课程标准和新教材九年义务教育阶段数学课程标准,高中数学课程标准,各种版本的新教材4.研究学生学习数学的过程和教学方法5.研究初等数学问题对初等数学各个分支中的某些问题或某种方法进行专门的研究,比如某个定理的推广和改进,某种解题方法的提出与应用。三、注意事项1.结合自己的兴趣特长选择研究课题2.注意文献资料的取舍围绕课题选择文献资料,选择的材料应具有典型性(代表性)、实践性、理论性和新颖性3. 构思与布局在总体构思论文的框架结构时,要注意从整体上思考如何提出问题、分析问题和解决问题,将论文分成几个部分,每一部分又细分为几个小的部分,每一小部分有哪些要点。4. 修改和定稿初稿完成后,应仔细推敲,反复修改,要敢于否定自己,切忌马虎走过场。5. 注意创新论文应注意创新,最忌讳因循守旧,人家写什么,自己也写什么,跟在别人后面人云亦云。我们在撰写数学教育论文时,无论是题目、内容、论点、例证,还是解决问题的思路和方法都应该锐意创新,因为有无创新是一篇论文质量高底的重要标志。6.不容易被刊用的稿件的特点(1) 论述的经验、方法是众所周知的;(2) 所列举的数据有为自己评功摆好的嫌疑;(3) 选用的例证陈旧;(4) 仅仅是例证的堆砌,缺少深刻的理论分析;(5) 概念不清,逻辑推理出错;(6) 结论的推导冗长而应用面狭窄;(7) 课题过大,设计面过宽,讨论问题面面俱到,但不深入;(8) 文章过长(超过5000字)。附件四:研究课题举例一、一般性的研究课题1. 中学数学课程标准的分析研究2. 关于高考数学命题及答卷的研究3. 数学开放题研究4. 数学应用题研究5. 优秀数学教师的教育思想及教学艺术评析6. 数学教学改革实验研究7. 数学差生的成因与教学对策8. 学生数学能力评价研究9. 数学教育中的素质教育内涵10. 中学数学教学与学生创新意识培养11. 中学数学教学与学生应用意识培养12. 数学课程评价的理论与实践13. 数学语言教学研究14. 数学思想方法的教学研究15. 中学数学作业处理16. 运用数学方法论指导数学教学17. 中学生数学阅读能力的调查研究18. 中学生数学语言能力的调查研究19. 数学学习方式的调查研究20. 数学交流能力的调查研究二、 高中数学新课程教学方面的研究课题(一)在新课程理念下对原有内容的教学研究1. 函数教学研究2. 向量教学研究3. 立体几何教学研究4. 解析几何教学研究5. 导数及其应用教学研究6. 概率与统计的教学研究7. 不等式教学研究8. 三角恒等变换教学研究(二)对新增内容的教学研究9. 算法教学研究10. 统计案例教学研究11. 框图、推理与证明教学研究12. 选修系列3教学研究13. 选修系列4教学研究(三)双基与能力教学研究14. 新课程理念下高中数学双基教学设计研究15. 关于培养学生抽象、概括能力的研究16. 关于合情推理与演绎推理在培养学生思维能力中的作用的研究17. 数学新课程实施中学生自主学习的研究18. 数学教学中培养学生自我监控能力的研究19. 关于《标准》中课程内容与要求的科学性、可行性的研究20. 数学文化对于促进学生数学学习的研究21. 数学教学中渗透数学探究、研究性学习的研究三、高中数学新课程的评价课题1. 对学生数学学习过程评价的研究2. 体现新课程理念的模块终结性评价工具与方法的开发3. 对选修系列3、选修系列4读书报告的评价4. 对数学探究、数学建模的评价5. 高中新数学课程课堂教学评价6. 高中数学教师专业化发展评价7. 数学新课程理念下的高考命题研究8. 数学教学中情感、态度、价值观的评价9. 关于过程性评价与终结性评价有机结合的研究四、高中数学新课程的信息技术研究课题1. 信息技术的三重连环表示法(数字、图形与符号)对于数学教学的影响与作用2. 网络环境对于数学新课程实施的促进作用(如运用网络资源,展现数学文化)3. 信息技术与研究性学习的融合4. 运用信息技术手段,改变学生学习方式(结合具体内容研究)5. 信息技术对评价的形式与内容带来的影响6. 以信息技术为主要手段的数学课程和教学资源库的建立7. 信息技术对于学生数学能力(如图形直观能力、逻辑思维能力或运算能力等)的影响与促进8. 运用信息技术手段,展示数学知识的发生和发展过程的案例研究9. 信息技术与数学课程内容整合的案例开发五、高中数学新课程的课程资源研究课题1. 算法的背景与实例的收集与积累2. 概率与统计的背景与实例的收集与积累3. 导数及其应用的背景与实例的收集与积累4. 关于高中数学选修系列3课程资源的开发与积累5. 关于高中数学选修系列4课程资源的开发与积累6. 现行高中数学新教材的比较研究7. 数学新课程资源的拓广与应用8. 网上数学资源的拓广与利用9. 数学教学软件的研制与开发10. 数学教学资源的传播与信息共享六、高中数学新课程的研究性学习(数学建模、数学探究)1. 如何指导学生选择数学探究、数学建模的课题2. 数学探究、数学建模活动与课堂教学的关系研究3. 研究性学习对培养学生能力的作用中学数学教材、教学研究的问题1.“好”的情境的标准是什么?如何开发?若干优秀情境交流。2.如何在一些重要的数学概念(如,函数)中,突显“数学化”过程。2.一些重要的数学思想在中学数学中的渗透(如随机的思想、公理化的思想)。3.统计与概率内容的系统设计及案例交流。4.课题学习的系统设计及案例交流。5.整理与复习的系统设计及案例交流。6.几何内容的系统设计及案例交流。7.发展学生推理能力的系统设计及案例交流。8.小学、初中、高中的衔接,知识之间的联系(哪些重要的联系?如何体现?)。9.信息技术对课程内容选择、呈现以及教师专业发展的影响。10.如何体现数学的文化价值,不只局限于数学史。11.教材如何体现教学内容的弹性(阅读材料、选学内容、开放问题、提供参考书籍)12.教材怎样才能更好地体现数学的特点及学生的认知特点。13.建立数学模型与数学的双基教学。14.如何处理教材“留白”和学生自学(阅读)之间的关系。15.教材“留白”与教师发展空间之间的关系。16.对评价的思考与实践。附二:教学设计模板课题名称:×××××××教学年级:×年级设计者:(姓名、单位、邮编、联系电话(手机或小灵通!)、E-mail等)一、教学内容分析1.教学主要内容2.教材编写特点本节课内容在单元中的地位,本节课教材编写的意图及特点等。3.教材内容的数学核心思想4.我的思考下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对教学内容分析的理解,特别是核心数学思想的落实。说明:教学内容分析应该建立在教师良好的数学素养之上。可以在教学组内或学区中心集体研讨,或专家的指导下完成。需要注意的是,对教学内容的分析应体现在学习目标和教学过程的设计上。二、学生分析1.学生已有知识基础(包括知识技能,也包括方法)2.学生已有生活经验和学习该内容的经验3.学生学习该内容可能的困难4.学生学习的兴趣、学习方式和学法分析5.我的思考:下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对学生分析的理解。说明:学生分析应该通过对学生的实际调研作为科学依据,不能仅凭经验判断。学生分析是个性化的工作,不能由他人的结果简单代替自己的学生分析。已有知识基础的调研可以通过设计几个指向明确的小问题实现,对这方面的数据统计及分析是更为重要的,这种分析是教师设计和修正“学习目标”的重要依据。学生经验、学生学习困难、学生学习兴趣等的调研可以通过访谈实现,可以是抽样,也可以是有针对性的,如对于学困生做特别的访谈,可能会发现他们身上所具有的学习要素。调研中可以将学生测验、访谈、小组观察等结合起来。三、学习目标(以学生为主语)1. 知识与技能2. 过程与方法(数学思考、解决问题)3. 情感态度价值观说明:1.教学内容分析和学生分析是学习目标制定的依据和前提。因此,如果对教学内容分析的要求越透彻,对学生分析的要求越科学和规范,学习目标的设计就越不是一件简单而迅速的工作。2.学习目标是为学生的“学”所设计,教师的“教”是为学生的学习目标的达成服务的。学习目标是个性化的,又是尊重数学学科发展需要和学生未来学习需要的。3.学习目标的制定应从以上几个方面进行思考,但具体形式不一定逐条对应。4.学习目标应该在下面的教学活动中得到实在的落实。特别是教学活动中设计意图应该阐释,活动及其组织与实施是如何为达成目标服务的。四、教学活动教学活动就是为学习目标的实现所设计的活动。包括1.活动内容2.活动的组织与实施说明:指教学活动开展的具体形式,包括学生学习方式—独立学习,还是合作学习等;教师活动的开展—提问或提出任务,组织合作学习,组织交流,讲授等;教学资源的准备等,如学具、教具、课件等。3.活动的设计意图说明:为教学活动和活动的组织实施进行辩护,辩护的出发点是分析它们是否促成了学生学习目标的达成。不是简单地主观臆断是为目标服务,应该有一定的理由—数学的、教学的。更不应该写成一些没有针对性,放之四海而皆准的“普遍真理”。4. 活动的时间分配预设说明:主要指对教学活动的时间分配预设,以便于自己检测教学设计上合理与否。可以参考下面的表格形式,也可以用文档的形式。活动内容 活动的组织与实施(含教师活动和学生活动) 设计意图 时间分配五、教学效果评价目的是检测学习目标是否实现,为进行教学反思和改进教学提供依据。可以采取测验、访谈、课堂观察等多种方式评价教学效果。教学设计中应包括教学效果评价的方案。例如,对于知识技能目标达成度的评价,可以设计当堂课或课后能够做的1-2个小问题。以下几点供教师思考:(1) 情境的作用是什么?应该为学习目标服务,不是仅仅追求“热闹”。(2) 如何组织有效的教学活动,如小组活动的组织、信息技术的使用、练习的设计等,使得它们更为有效?(3) 学习目标是教学设计的核心,设计了就要努力执行和实现。所有的教学活动和教学设计都应该为促成“目标”的实现服务。(4) 教学是需要设计的,最后达到寓教于“无形”之中。(5) 设计应该考虑单元或更大的范围。
算了,见下:不一定是论文,自己整理如何学好数学 一、 学习数学的原则 数学是门系统性强,前后内容联系十分紧密的学科。就教材而言,前面的内容往往是后面学习必备的基础,前面没有学好,肯定影响后面知识的学习。因此,学习数学必须遵循从基础学起,循序渐进,逐步扩展的原则。 二、 学习数学的方法 学习数学必须多想多练,手脑并用。常见的方法有 1、 及时归纳整理,使知识网络化 数学内容丰富,每学习一个阶段都要及时对所学知识和方法进行归纳整理,弄清知识的主干及与相关知识的联系,使其形成清晰的网络,这样以便理解记忆运用。 2、 过手推演法 数学自始至终充满着推理和演算,学习数学必须注重推理,“眼过千遍,不如手过一遍”,对于书本上的推理演算,教师推演过了,自己都应动手推演一遍。这样有利将知识消化吸收,同时还应想一想,从现有的推演过程和结果,能否推演出什么新的结论,能否采用其它的推演方法。 3、 图表法 图表具有形象直观的优点,能帮助思维和记忆。学习数学要尽可能的利用图表。解题时,与图有关或有可能利用图形的都要画出图形或图象,以便从中得到启发,归纳整理知识时,尽量用表格形式把知识系统化,以便理解记忆运用。 4、 对比法 为了避免混淆和错误,常采用对比法学习,把相关知识进行对比。正逆对比,正反对比,正误对比,扩展对比,弄清知识之间的联系与区别,有助于正确运用。 三、 学习数学要处理好的关系 1、 难与易的关系 对易学的内容,不要轻视,易做的题,不要马虎。对较难的问题要分析,不要急于求成,更不要轻易放弃,要有滴水穿石,锲而不舍的精神。 2、 结论与过程的关系 学习数学,不能重结论,轻过程。记数学结论是必要的,但对于推出这些结论的过程尤其不能忽视。因为许多推导过程渗透和隐含着常用的数学思想方法,领会和把握研究数学问题的思想方法,对于运用数学工具分析和解决实际问题是很有意义的。例如:数学中的逻辑思维方法(分类与类比、归纳与演绎、分析与综合、证明与反驳);数学中的非逻辑思维方法(想象与联想、直觉与灵感)。数学中转化的基本形式(特殊与一般,整体与局部,具体与抽象,数与形,高与低,正与反,已知与未知,无限与有限)。 3、 质与量的关系 数学知识转化为能力,必须经过系统的严格训练。学习数学,练习少了不行。数学练习既要讲求量,更要讲求质。讲求质,也就是做题时不仅要做到解答准确、规范,过程要尽可能的简洁合理,还要养成检验的习惯。另外,对有代表性的问题,做完以后要加以回顾和小结,从中找出解答这一类问题的规律,做一些变通性、发展性的思考,这样更能提高自己的数学能力。 四、 学习数学要注意的问题 1、 数学发展的几个直接动因 数学问题,数学观念,数学符号,数学美学标准是数学发展的直接动因。现在,计算机给数学带来新的挑战。 2、 数学方法的现代发展趋势 数学抽象化方法呈现新的特点,综合性方法日显威力,反常规方法将独领风骚,渗透性方法使数学四处结缘;多重对立数学理论独立发展并存,计算机对数学的推动作用不可估量关于初中的,见下:如何学好初中数学 《学数学新课程标准》对初中数学中的基础知识作这样的描述:“初中数学中的基础知识包括初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理等,以及由其内容所反映出来的数学思想和方法。” 数学的定义、法则、性质、公式、公理、定理等一定要记熟,要能背诵,朗朗上口。我们常说要在理解的基础上去记忆。但有些基础知识,如定义,是没有什么道理好讲的。如一元一次方程的定义:只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是1,未知数的系数不能为0的方程叫做一元一次方程。在这个定义中,为什么只含有一个未知数而不是两个、三个,为什么未知数的最高次数是1而不是2或者3,为什么未知数的系数不能为0等,这些问题是没有什么价值的,或者说,定义只不过是对某种事物或现象的一种规定的或固有的含义。而有些基础知识,如法则、公式、定理等,不但要知其然,还要知其所以然。如平行线的性质:两直线平行,同位角相等,内错角相等,同旁内角互补等,不但要记住,还要能够运用所学知识说明平行的两直线为什么有这样的性质。这就是我们说的在理解的基础上去记忆。在学习过程中,难免有一些暂时不理解的基础知识,在这种情况下,即使死记硬背也要记住,记住后,在后绪的学习过程中再去逐步理解。另外,一些重要的数学方法,数学思想也是需要记住的。只有这样,你在解数学题的过程中才能得心应手,从而体验到数学的美学价值,培养起学好数学的信心。 三、讲“方法”联系“思想”,以“思想”指导“方法”,两者相得益彰。 所谓数学思想,就是对数学知识和方法的本质认识,是对数学规律的理性认识,是属于数学观念一类的东西,比较抽象。所谓数学方法,就是解决数学问题的根本程序,是数学思想的具体反映,它是实施数学思想的手段。数学思想是数学的灵魂,数学方法是数学的行为。运用数学方法解决问题的过程就是感性认识不断积累的过程,当这种量的积累达到一定程序时就产生了质的飞跃,从而上升为数学思想。若把数学知识看作一幅构思巧妙的蓝图而建筑起来的一座宏伟大厦,那么数学方法相当于建筑施工的手段,而这张蓝图就相当于数学思想。 在初中数学的学习中,要求了解的数学思想有:方程函数的思想、数形结合的思想、转化的思想、分类讨论的思想、隐含条件的思想、整体代换的思想、类比的思想等。要求“了解”的方法有:分类法、类比法、反证法;要求“理解”或“会运用”的方法有:待定系数法、消元法、降次法、配方法、换元法、图像法、特值法等。其实思想和方法是不能截然分开的,初中数学中用到的各种方法都体现着一定的思想,而数学思想又是对方法的理性认识。因此,通过对数学方法的理解和应用以达到对数学思想的了解,是使思想与方法得到交融的有效方法。 在数学学习的过程中,一定要全面渗透数学思想与方法,学习了一个知识点或做了一道题,要认真思考一下,用到了哪些数学思想与方法。数学思想与方法虽然说法各异,但毕竟是有限的,正确运用数学思想与方法学习数学或解题,有利于对知识进行比较归类,只有这样,才能把所学知识学得系统,学得灵活,才能把所学的知识真正纳入到你的知识结构中去,变成自己的财富。 另外,由于数学思想的抽象性,数学方法虽然比较具体,但方法本身就是科学,是一种更为重要的知识,还是有一定难度的,所以,在刚接触时,难免理不出头绪,这是一种正常现象,不用产生惧怕心理。特别是数学思想,是一个逐渐渗透的过程,要在循序渐进的学习过程中结合具体的数学知识或题目去理解。 如在学习有理数、三角形、四边形、圆周角和弦切角定理的证明、一元二次方程求根公式的推导等知识时,会涉及到分类讨论的思想。分类讨论思想的原则是:标准统一、不重不漏。它的优点是具有明显的逻辑性特点,能很好地训练一个人思维的条理性和概括性。 方程的思想实现了由小学的算术法向初中代数法的转化,这是数学思想的一个实质性飞跃。方程的思想是指对于数学问题中的未知量和已知量之间的关系,用构建方程的方法去解决。我们会发现,许多问题只要借助列方程的方法去解决,往往使得问题迎刃而解。 数形结合的思想有利于把抽象的知识形象化。在初中数学的学习中,“数”与“形”是密不可分的,如借助数轴能很好地理解有理数的有关概念和运算,许多列方程解应用题的题目通过题意画出图形能容易地找出各量之间的相等关系,函数问题等就更离不开图象了。往往借助图象能使问题明朗化,容易找到问题的关键所在,从而解决问题。 转化的思想具体表现为从未知到已知的转化、一般到特殊的转化等。 这些数学思想与方法,也会贯穿在老师教学的过程中,在课堂上要注意专心听讲, 向 老师学习,向课堂学习。布鲁纳指出:掌握数学思想方法可以使数学更容易理解和记忆。充分说明了数学思想与方法的重要性。 四、形成良好的思维品质是理解数学问题的基础。 数学,作为培养人的思维能力的一门学科,以其理性的思考而引人入胜。它不像游山观景,以其迷人的景色让人赏心悦目,流连忘返。数学学习,是通过思考与反思去研究事物的空间形式和数量关系,让事物的空间形式与数量关系呈现出来。只有形成良好的思维品质,以良好的思维品质这把利刃拔开事物的表象,才能“看”到事物的本质。 那么什么是良好的思维品质呢?我们以生活中“串门”这种现象为例来说明。许多人都有这样的生活体验,让别人带着去某人家串门,去了一次,两次,也可能是多次。有一天你不得不自己去某人家串门。当你走到某人家附近时,面对林立的整齐划一的建筑群,你茫然失措了,不知道某人家到底在哪儿。 在学习过程中,我们就经常出现这样的现象。在课堂上,老师讲得头头是道,同学们听得只点头,感觉明白至极。而一让同学们自己做题,又不知从何入手了。主要原因就在于同学们没有对所学的知识进行深入的思考,去理解所学知识的本质。就像串门,每次去某人家的时候,我们就应该对某人家周围的地理环境,特别是有什么特殊的标志进行记忆一样。要理解我们所学的知识有什么特点,有哪些内容是需要记住的,特别是这一节知识涉及到哪些数学思想和方法是需要及时掌握的。该记忆的内容要注意用心去记,只有记住必要的知识,思维才有依据。另外,要注意作好笔记。培根在《论求知》中说:“作笔记能使知识精确。如果一个人不愿做笔记,他的记忆力就必须强而可靠”。要注意把老师讲的重点,特 别是 老师总结的一些经验性、规律性的知识记下来,便于课后及时复习。课后复习,要思考有哪些问题已经搞会了,有哪些问题还没有搞会,并及时做好查漏补缺的工作。 以上从四个方面谈了如何学好初中数学的问题。要学好初中数学,除了要做到上边所谈外,勤奋刻苦的学习精神,认真仔细的学习态度,培养良好的学习习惯也是学好数学的关键。在课堂上,不仅是学习新知识,还要潜移默化地学 习 老师解决问题的思维方式,面对一个问题,最后是提前思考,找出自己的思维方式,然后把自己的思维 方式与 老师的思维方式作比较,取长补短,进而形成自己的思维方式。由“要我学”转变为“我要学”,培养学习的主动性,克服被动学习的局面。真正掌握数学学习的要领。检验数学学得好不好的标准就是会不会解题。听懂并记忆有关的数学基础知识,掌握学习数学的思想与方法,只是学好数学的前提,能独立解题、解对题才是学好数学的标志。 关于高中的,见下: 怎样学好高中数学新大纲_数学论文一、《新大纲》的特点1.精选内容在保证打好基础的前提下,对传统的初等数学进一步精简其次要的,用处不大的内容,如删减了指数方程,对数方程,部分三角函数的恒等变形,三角方程,极坐标,幂函数,反三角函数,参数方程,立体几何中的面积与体积计算等。同时降低了某些内容的要求,如可以删删减部分定理的繁难证明和偏怪的习题。2.更新部分知识、讲法和教学手段这次《新大纲》增加部分新知识,如向量、概率、统计和微积分初步等。这些知识都是进一步学习的基础,而且也是有着广泛应用的数学知识。更新传统内容的讲法和部分数学语言,应更广泛地使用集合语言,逻辑联结词以及使用向量工具处理某些传统内容等。如引进向量后可以改变使用综合法处理立体几何的传统讲法。更新教学手段也是这次《新大纲》重视的问题,高中数学应该使用计算机等现代化教学手段。3.增加灵活性重视教学应用根据学生毕业后不同去向和学习能力的差异。《新大纲》实行三种不同的要求,高一高二的教学内容和教学要求相同,作为共同的基础,高三分三种不同的水平,即文科、实科、理科三种水平,打好分流的基础。《新大纲》增加所学数学知识的应用。如增加有着非常广泛应用的概率统计等,并在有关内容学习后,安排实习作业,促进学生参与数学活动,在任意选修课中有数学应用专题选讲,增加应用数学的意识和能力。二、学好《新大纲》要处理好几个关系1.“基幢与“应用”的关系“打好基幢是我国数学教育的优势,而我们不能为了“打好基幢,而忽视应用,把基础与应用分割开来。“打好基幢是为了应用,但也不能为了应用而应用去忽视基础(回到“文革”时期)。我们要牢记过去的教训,将数学与实际问题联系起来,用数学解决实际问题,建立一个实际问题的数学模型,培养学生用数学的意识。在学习和实施《新大纲》中还要对“打好基幢要深刻理解和认识。怎样才算“打好基幢,在我们过去优势的基础上还需要完善。在基础知识方面要掌握一些基本的数学思想方法;在基本技能方面要会绘制图表和用计算机处理数据;在基本能力方面还要具有用数学解决实际问题的能力和一定的创造性思维能力。在学习和实施《新大纲》中要对数学应用给予高度重视。通过近几年来高考数学应用题得分情况来看学生应用数学能力还比较薄弱,这就需要大家转变观念树立应用数学的意识,特别是日常生活中的数学应用的例子。比如“指数与利息的计算”、“数据变化与函数图象”、“有奖销售与简易概率”等。2.统一性与多样性的关系培养和发展独立获取知识的能力,应当在统一教学目的的基础上,允许在教学的具体要求上有不同程度的差别,即在统一目的下的因材施教。在学习和实施《新大纲》中要充分理解统一性和多样性的关系。也就是不仅要重视必修课而且要重视选修课以及活动课。否则,我们就回到老路,体现不出多样性。3.继承与发展的关系在继承的基础上求得发展。在学习和实施《新大纲》中要继承我们传统的优势,但还要适应时代发展的需要,更新自己的教育、教学观念。不要把数学教育现代化理解为单纯的增加现代数学的内容,这样会造成学生学习负担过重的形式主义,应当理解为为四化的需要打好基础。
黄金分割 对于“黄金分割”大家应该都不陌生吧!由于公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。 公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。 公元前300年前后欧几里得撰写《几何原本》时吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。 中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数家帕乔利称中末比为神圣比例,并专门为此著书立说。德国天文学家开普勒称黄金分割为神圣分割。 到19世纪黄金分割这一名称才逐渐通行。黄金分割数有许多有趣的性质,人类对它的实际应用也很广泛。最著名的例子是优选学中的黄金分割法或法,是由美国数学家基弗于1953年首先提出的,70年代在中国推广。也许,在科学艺术上的表现我们已了解了很多,但是,你有没有听说过,还与炮火连天、硝烟弥漫、血肉横飞的惨烈、残酷的战场也有着不解之缘,在军事上也显示出它巨大而神秘的力量?一代枭雄的的拿破仑大帝可能怎么也不会想到,他的命运会与紧紧地联系在一起。1812年6月,正是莫斯科一年中气候最为凉爽宜人的夏季,在未能消灭俄军有生力量的博罗金诺战役后,拿破仑于此时率领着他的大军进入了莫斯科。这时的他可是踌躇满志、不可一世。他并未意识到,天才和运气此时也正从他身上一点点地消失,他一生事业的顶峰和转折点正在同时到来。后来,法军便在大雪纷扬、寒风呼啸中灰溜溜地撤离了莫斯科。三个月的胜利进军加上两个月的盛极而衰,从时间轴上看,法兰西皇帝透过熊熊烈焰俯瞰莫斯科城时,脚下正好就踩着黄金分割线。古希腊帕提侬神庙是举世闻名的完美建筑,它的高和宽的比是。建筑师们发现,按这样的比例来设计殿堂,殿堂更加雄伟、美丽;去设计别墅,别墅将更加舒适、漂亮.连一扇门窗若设计为黄金矩形都会显得更加协调和令人赏心悦目.有趣的是,这个数字在自然界和人们生活中到处可见:人们的肚脐是人体总长的黄金分割点,人的膝盖是肚脐到脚跟的黄金分割点。大多数门窗的宽长之比也是…;有些植茎上,两张相邻叶柄的夹角是137度28',这恰好是把圆周分成1:……的两条半径的夹角。据研究发现,这种角度对植物通风和采光效果最佳。黄金分割与人的关系相当密切。地球表面的纬度范围是0——90°,对其进行黄金分割,则°——°正是地球的黄金地带。无论从平均气温、年日照时数、年降水量、相对湿度等方面都是具备适于人类生活的最佳地区。说来也巧,这一地区几乎囊括了世界上所有的发达国家。多去观察生活,你就会发现生活中奇妙的数学!数字中国有一个成语——“顾名思义”。很多事物都能顾名思义,但是也有例外。比如,阿拉伯数字。很多人一听到阿拉伯数字,就会认为是阿拉伯人发明的。但事实证明,不是。 阿拉伯数字1、2、3、4、5、6、7、8、9。0是国际上通用的数码。这种数字的创制并非阿拉伯人,但也不能抹掉阿拉伯人的功劳。其实,阿拉伯数字最初出自印度人之手,是他们的祖先在生产实践中逐步创造出来的。 公元前3000年,印度河流域居民的数字就已经比较进步,并采用了十进位制的计算法。到吠陀时代(公元前1400-公元前543年),雅利安人已意识到数码在生产活动和日常生活中的作用,创造了一些简单的、不完全的数字。公元前3世纪,印度出现了整套的数字,但各地的写法不一,其中典型的是婆罗门式,它的独到之处就是从1~9每个数都有专用符号,现代数字就是从它们中脱胎而来的。当时,“0”还没有出现。到了笈多时代(300-500年)才有了“0”,叫“舜若”(shunya),表示方式是一个黑点“●”,后来衍变成“0”。这样,一套完整的数字便产生了。这就是古代印度人民对世界文化的巨大贡献。 印度数字首先传到斯里兰卡、缅甸、柬埔寨等国。7-8世纪,随着地跨亚、非、欧三洲的阿拉伯帝国的崛起,阿拉伯人如饥似渴地吸取古希腊、罗马、印度等国的先进文化,大量翻译其科学著作。771年,印度天文学家、旅行家毛卡访问阿拉伯帝国阿拨斯王朝(750-1258年)的首都巴格达,将随身携带的一部印度天文学著作《西德罕塔》献给了当时的哈里发曼苏尔(757-775),曼苏尔令翻译成阿拉伯文,取名为《信德欣德》。此书中有大量的数字,因此称“印度数字”,原意即为“从印度来的”。 阿拉伯数学家花拉子密(约780-850)和海伯什等首先接受了印度数字,并在天文表中运用。他们放弃了自己的28个字母,在实践中加以修改完善,并毫无保留地把它介绍给西方。9世纪初,花拉子密发表《印度计数算法》,阐述了印度数字及应用方法。 印度数字取代了冗长笨拙的罗马数字,在欧洲传播,遭到一些基督教徒的反对,但实践证明优于罗马数字。1202年意大利雷俄那多所发行的《计算之书》,标志着欧洲使用印度数字的开始。该书共15章,开章说:“印度九个数字是:‘9、8、7、6、5、4、3、2、1’,用这九个数字及阿拉伯人称作sifr(零)的记号‘0’,任何数都可以表示出来。” 14世纪时中国的印刷术传到欧洲,更加速了印度数字在欧洲的推广应用,逐渐为欧洲人所采用。 西方人接受了经阿拉伯人传来的印度数字,但忘却了其创始祖,称之为阿拉伯数字。数学很有用学数学就是为了能在实际生活中应用,数学是人们用来解决实际问题的,其实数学问题就产生在生活中。比如说,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸。类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题。 我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算。评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识。 从这以后,我开始有意识的把数学和日常生活联系起来。有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼。我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来。然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分钟就全部搞定。 我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的。看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活。 数学就应该在生活中学习。有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大。这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼。正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视。希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处。各门科学的数学化 数学究竟是什么呢?我们说,数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学.它在现代生活和现代生产中的应用非常广泛,是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具. 同其他科学一样,数学有着它的过去、现在和未来.我们认识它的过去,就是为了了解它的现在和未来.近代数学的发展异常迅速,近30多年来,数学新的理论已经超过了18、19世纪的理论的总和.预计未来的数学成就每“翻一番”要不了10年.所以在认识了数学的过去以后,大致领略一下数学的现在和未来,是很有好处的. 现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程. 例如物理学,人们早就知道它与数学密不可分.在高等学校里,数学系的学生要学普通物理,物理系的学生要学高等数学,这也是尽人皆知的事实了. 又如化学,要用数学来定量研究化学反应.把参加反应的物质的浓度、温度等作为变量,用方程表示它们的变化规律,通过方程的“稳定解”来研究化学反应.这里不仅要应用基础数学,而且要应用“前沿上的”、“发展中的”数学. 再如生物学方面,要研究心脏跳动、血液循环、脉搏等周期性的运动.这种运动可以用方程组表示出来,通过寻求方程组的“周期解”,研究这种解的出现和保持,来掌握上述生物界的现象.这说明近年来生物学已经从定性研究发展到定量研究,也是要应用“发展中的”数学.这使得生物学获得了重大的成就. 谈到人口学,只用加减乘除是不够的.我们谈到人口增长,常说每年出生率多少,死亡率多少,那么是否从出生率减去死亡率,就是每年的人口增长率呢?不是的.事实上,人是不断地出生的,出生的多少又跟原来的基数有关系;死亡也是这样.这种情况在现代数学中叫做“动态”的,它不能只用简单的加减乘除来处理,而要用复杂的“微分方程”来描述.研究这样的问题,离不开方程、数据、函数曲线、计算机等,最后才能说清楚每家只生一个孩子如何,只生两个孩子又如何等等. 还有水利方面,要考虑海上风暴、水源污染、港口设计等,也是用方程描述这些问题再把数据放进计算机,求出它们的解来,然后与实际观察的结果对比验证,进而为实际服务.这里要用到很高深的数学. 谈到考试,同学们往往认为这是用来检查学生的学习质量的.其实考试手段(口试、笔试等等)以及试卷本身也是有质量高低之分的.现代的教育统计学、教育测量学,就是通过效度、难度、区分度、信度等数量指标来检测考试的质量.只有质量合格的考试才能有效地检测学生的学习质量. 至于文艺、体育,也无一不用到数学.我们从中央电视台的文艺大奖赛节目中看到,给一位演员计分时,往往先“去掉一个最高分”,再“去掉一个最低分”.然后就剩下的分数计算平均分,作为这位演员的得分.从统计学来说,“最高分”、“最低分”的可信度最低,因此把它们去掉.这一切都包含着数学道理. 我国著名的数学家关肇直先生说:“数学的发明创造有种种,我认为至少有三种:一种是解决了经典的难题,这是一种很了不起的工作;一种是提出新概念、新方法、新理论,其实在历史上起更大作用的、历史上著名的正是这种人;还有一种就是把原来的理论用在崭新的领域,这是从应用的角度有一个很大的发明创造.”我们在这里所说的,正是第三种发明创造.“这里繁花似锦,美不胜收,把数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂.” 正如华罗庚先生在1959年5月所说的,近100年来,数学发展突飞猛进,我们可以毫不夸张地用“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生物之谜、日用之繁等各个方面,无处不有数学”来概括数学的广泛应用.可以预见,科学越进步,应用数学的范围也就越大.一切科学研究在原则上都可以用数学来解决有关的问题.可以断言:只有现在还不会应用数学的部门,却绝对找不到原则上不能应用数学的领域.关于“0”0,可以说是人类最早接触的数了。我们祖先开始只认识没有和有,其中的没有便是0了,那么0是不是没有呢?记得小学里老师曾经说过“任何数减去它本身即等于0,0就表示没有数量。”这样说显然是不正确的。我们都知道,温度计上的0摄氏度表示水的冰点(即一个标准大气压下的冰水混合物的温度),其中的0便是水的固态和液态的区分点。而且在汉字里,0作为零表示的意思就更多了,如:1)零碎;小数目的。2)不够一定单位的数量……至此,我们知道了“没有数量是0,但0不仅仅表示没有数量,还表示固态和液态水的区分点等等。” “任何数除以0即为没有意义。”这是小学至中学老师仍在说的一句关于0的“定论”,当时的除法(小学时)就是将一份分成若干份,求每份有多少。一个整体无法分成0份,即“没有意义”。后来我才了解到a/0中的0可以表示以零为极限的变量(一个变量在变化过程中其绝对值永远小于任意小的已定正数),应等于无穷大(一个变量在变化过程中其绝对值永远大于任意大的已定正数)。从中得到关于0的又一个定理“以零为极限的变量,叫做无穷小”。 “105、203房间、2003年”中,虽都有0的出现,粗“看”差不多;彼此意思却不同。105、2003年中的0指数的空位,不可删去。203房间中的0是分隔“楼(2)”与“房门号(3)”的(即表示二楼八号房),可删去。0还表示…… 爱因斯坦曾说:“要探究一个人或者一切生物存在的意义和目的,宏观上看来,我始终认为是荒唐的。”我想研究一切“存在”的数字,不如先了解0这个“不存在”的数,不至于成为爱因斯坦说的“荒唐”的人。作为一个中学生,我的能力毕竟是有限的,对0的认识还不够透彻,今后望(包括行动)能在“知识的海洋”中发现“我的新大陆”。 已解决问题收藏 转载到QQ空间 有关数学文化方面的论文,3000字左右200[ 标签:文化 论文,数学,论文 ] 语言性论文,可以是数学的历史,发展,以及数学与其他领域方面的关系和影响 匿名 回答:3 人气:11 解决时间:2008-11-17 19:53 满意答案数学的文化价值 一、数学是哲学思考的重要基础 数学在科学、文化中的地位,也使得它成为哲学思考的重要基础。历史上哲学领域内许多重要论争,常常牵涉到有关对数学的一些根本问题的认识。我们思考这些问题,有助于正确认识数学,正确理解哲学中有关的争论。 (一)数学——-根源于实践 数学的外在表现,或多或少人的智力活动相联系。因此在数学和实践的关系上,历来有人主张数学是“人的精神的自由创造”,否定数学来源于实践其实,数学的一切发展都不同程度地归结为实际的需要。从我国殷代的甲骨文中,就可以看到那时我们的祖先已经会使用十进制计数方法他们为适应农业的需要,将“十干”和“十二支”配成六十甲子,用以记年、月、日,几千年的历史说明这种日历的计算方法是有效的。同样,由于商业和债务的计算,古代的巴比伦人己经有了乘法表、倒数表,并积累了许多属于初等代数范畴的资料。在埃及,由于尼罗河泛滥后重新测量土地的需要,积累了大量计算面积的几何知识。后来随着社会生产的发展,特别是为适应农业耕种与航海需要而产生的天文测量,逐渐形成了初等数学,包括当今我们在中学里学习到的大部分数学知识。再后来由于蒸汽机等机械的发明而引起的工业革命,需要对运动特别是变速运动作更精细的研究,以及大量力学问题出现,促使微积分在长期的酝酿后应运而生。20世纪以来近代科学技术的飞速发展,使数学进入一个空前繁荣时期。在这个时期数学出现了许多新的分支:计算数学,信息论,控制论,分形几何等等。总之,实践的需要是数学发展的最根本的推动力。 数学的抽象性往往被人所误解。有些人认为数学的公理、公设、定理仅仅是数学家头脑思维的产物。数学家靠一张纸、一支笔工作,和实际没有什么联系。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧的几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发展的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的各式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他伯头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会成为无源之水,无本之木。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发现的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的程式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他的头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受过严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会变成无源之水,无本之木。 但是,数学理性思维的特点,使它不会满足于仅研究现实的数量关系和空间形式,它还努力探索一切可能的数量关系和空间形式。在古希腊时期,数学家就超越了在现实有限尺度精度内度量线段的方法,觉察到了无公度量线段的存在,即无理数的存在。这其实是数学中最困难的概念之一—连续性、无限性的问题。直到两千年以后,同样的问题导致极限理论的深入研究,大大地推动了数学的发展。试想今天如果还没有实数的概念,我们将面临怎样的处境。这时人们无法度量正方形对角线的长度,也不会解一元二次方程:至于极限理论与微积分学更不可能建立即使人们可以像牛顿那样应用微积分,但是在判断结论的真实性时会感到无所适从。在这种状况下,科学技术还能走多远呢?又如在欧几里德几何产生时,人们就对其中一个公设的独立性产生怀疑。到19世纪上半叶,数学家改变这个公设,得到了另一种可能的几何一一非欧几里德几何。这种几何的创立者表现了极大的勇气,因为这种几何得出的结论从“常理”来说是非常“荒唐”的。例如“三角形的面积不会超过某一个正数”。现实世界似乎没有这种几何的容身之地。但是过了近一百年,在物理学家爱因斯坦发现的相对论中,非欧几里德几何却是最合适的几何。再如,20世纪30年代哥德尔得到了数学结论不可判别性的结果,其中的某些概念非常抽象,近几十年却在算法语言的分析中找到了应用。实际上,许多数学在一些领域或一些问题中的应用,一旦实践推动了数学,数学本身就会不可避免地获得了一种动力,使之有可能超出直接应用的界限。而数学的这种发展,最终也会回到实践中去。 总之,我们应该大力提倡研究和当前实际应用有直接联系的数学课题,特别是现实经济建设中的数学问题。但是我们也应该在纯粹科学和应用科学之间建立有机的联系,建立抽象的共性和丰富多彩的个性之间的平衡,以此来推动整个科学协调地发展。 (二)数学—充满了辩证法由于数学严密性的特点,很少有人怀疑数学结论的正确性。相反,数学的结论往往成为真理的一种典范。例如人们常常用“像一加一等于二那么确定”来表示结论不容置疑。在我们的中小学的教学中,数学更是只准模仿、演练、背诵。数学真的是万古不变的绝对真理吗? 事实上,数学结论的真理性是相对的即使像1+1=2这样简单的公式,也有它不成立的地方。例如在布尔代数中,1+1=0!而布尔代数在电子线路中有广泛的应用。欧几里德几何在我们的日常生活中总是正确的,但在研究天体某些问题或速度很快的粒子运动时非欧几何却是适宜的。数学其实是非常多样化的,它的研究范围也随着新问题的出现而不断扩大。如同一切科学一样,数学家们如果死守着前辈的思想、方法、结论不放,数学科学就不会进步。把数学的严密性和公理化体系看作一种“教条”是错误的,更不能像封建时代的文人对待孔夫子说的话:“真理”已经包含在圣人说过的话里,后人只能对其作诠释。数学发展的历史可以证明,正是数学家特别是年轻数学家的创新精神,敢于向守旧的思想挑战,数学的面貌才得以不断地更新,数学才成长为今天这样一门蓬勃发展、富有朝气的学科。 数学的公理化体系从来也不是不容怀疑、不容变化的“绝对真理”欧几里德的几何体系是最早出现的数学公理化体系,但从一开始就有人怀疑其中的第五公设不是独立的,即该公设可以从公理体系的其他部分推出。两千多年来人们一直在寻找答案,终于在19世纪由此发现了非欧几何。虽然人们长时期受到欧几里德几何的束缚,但是最终人们还是接受了不同的几何公理体系。如果历史上某些数学家多一点敢于向旧体系挑战的革新精神,非欧几何也许还可能早几百年出现 数学公理化体系反映了内部逻辑严密性的要求。在一个学科领域内,当有关的知识积累到一定程度后,理论就会要求把一堆看来散乱的结果以某种体系的形式表现出来。这就需要对己有的事实再认识、再审视、再思索,创造新概念、新方法,尽可能地使理论能包括最一般、最新发现的规律。这实在是一个艰苦的理论创新过程。数学公理化也一样,它表示数学理论已经发展到了一个成熟的阶段,但并不是认识一劳永逸的终结。现有的认识可能被今后更深刻的认识所代替,现有的公理也可能被今后更一般化、包含更多事实的公理体系所代替。数学就在不断地更新过程中得到发展。 有种看法以为,应用数学就是把熟诵的数学结论套到实际问题上去,以为中小学的教学就是教给学生这些万古不变的教条。其实数学的应用极充满挑战性,一方面不但需要深切地认识实际问题本身,另一方面要求掌握相关数学知识的真谛,更重要的是要求能创造性地把两者结合起来。 就数学的内容来说,数学充满了辩证法。在初等数学发展时期,占统治地位的是形而上学。在该时期的数学家或其他科学家看来,世界由僵硬的、不变的东西组成。与此相适应,那时数学研究的对象是常量,即不变的量。笛卡尔的变数是数学中的转折点,他把初等数学中完全不同的两个领域一一几何和代数结合起来,建立了解析几何这个框架具备了表现运动和变化的特性,辩证法因此进入了数学。在此后不久产生的微积分抛弃了把初等数学的结论作为永恒真理的观点,常常做出相反的判断,提出一些在初等数学的代表人物看来完全不可理解的命题。数学走到了这样一个领域,在那里即使很简单的关系,都采取了完全辩证的形式,迫使数学家们不自觉又不自愿地转变为辩证数学家。在数学研究的对象中,充满了矛盾的对立面:曲线和直线,无限和有限,微分和积分,偶然和必然,无穷大和无穷小,多项式和无穷级数,正因为如此,马克思主义经典作家在有关辩证法的论述中经常提到数学。我们学一点数学,一定会对体会辩证法有所帮助。