几何学的发展历程研究论文

毕业论文是学生在掌握基本理论、专业知识和基本技能的基础上，接受科学研究工作的初步训练，培养独立工作能力的重要环节，也是取得毕业证书、申请学士学位的重要条件之一。为了保证全院本科生毕业论文制作统一，特制定本规定。一、毕业论文的内容：(1) 封面：论文题目、学生姓名、指导教师姓名、年月日等。(2) 论文题目：用宋体3号字。论文题目必须有相应的英文题目。(3) 摘要：论文的第一页应为摘要，约300字左右。摘要应该说明论文的内容、研究方法、成果和结论。要突出本论文的创造性或新见解，语言力求精炼。同时，应该在本页的下方另起一行注明本文的关键词(3—5个)。(4) 英文摘要：论文的第二页为英文摘要，其上方为英文题目。英文摘要的内容与中文摘要的内容相对应。最后一行为关键词(3—5个)。(5) 目录；是论文的提纲，也是论文的组成部分，放在第三页。(6) 正文：正文的第一部分为引言，主要包括选题的依据，对本课题研究现状的简述,该研究工作的实用价值与理论意义、本论文所要解决的问题等。(7) 结论：论文必须有结论。结论应该明确、精炼、完整、准确，要认真阐述自己的创造性工作在本领域中的地位和作用，以及个人新见解的意义。(8) 参考文献：另起一页，只列出主要的及公开发表的参考文献，并且按照文中引用的顺序附于文末。参考文献要写明作者、书名（或文章题目及报刊名）、版次（初版不注版次）、出版地、出版者、出版年、页码。中译本前要加国别。序号使用[1],[2],[3]……。其格式为：著作：序号，作者、书名、出版社、出版时间、页码。论文：序号，作者、论文篇名、刊号、年、卷（期）、页码。例：[1] Robert A. Szymanski B. Stability of Linear Systems. Merrill Publishing Company ,1990, 39(4): 131-134[2] [英]M 奥康诺尔著，王耀先译·科技书刊的编译工作，北京：人民教育出版社，1982, 56－57(9) 论文正文字数在8000字以上。二、毕业论文写作规范(1)、毕业论文的版面要求论文打印一律使用A4打印纸，统一版心，页边距要求：上边距厘米，下边距厘米，左边距厘米，右边距厘米。页号打在页下方中间。(2)、字体要求A. 封面部分：3号宋体字（加粗）。B. 摘要部分：标题：3号黑体字，正文：小4宋体字，关键词：小4黑体。各关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不加标点符号。C. 英文摘要： 标题：3号加粗，正文：小4，关键词：小4加粗，字体 ：Times New Roman. D. 目录：标题：3号黑体字，正文：小4宋体字，每章题目要加粗，并注明各章节起止页码，题目和页码之间用“┄┄”相连。E. 正文： 大标题用汉字大写“一、二…”，3号黑体字；次标题用“(一)、(二)…”，小3黑体字；小标题用阿拉伯数字“1、2…”，小4号宋体字，加粗。行间距，固定值，20磅，段前后6磅。F．参考文献： 标题用小3黑体字，参考文献内容用5号宋体字。要求要点：300字左右的论文摘要 6篇中文参考文献 8千字 （附）渤海学院2005级学生毕业论文开题报告撰写格式 （一）题目的国内外研究现状及评价（主要根据学术文献对该题目涉及领域的国内外研究动态进行评述，对该研究的历史、现状和发展情况进行分析，指出其优点和不足，同时指出自己开展此研究的设想。）（二）所选题目的理论意义和现实意义（三）本课题拟采用的研究方法（如文献综述法、案例分析法、社会调查研究方法等）（四）论文的基本结构（论文的章节）（五）参考文献 （例） 本科毕业论文（设计）（2009届本科毕业生）题 目： 浅谈中值定理的应用 学生姓名： *** 学生学号： 05000001 学院名称： 数学与系统科学学院 专业名称： 数学与应用数学 指导教师： *** 摘 要 论文从对《几何画板》的认识及其在高中教学中的应用等方面展开讨论．首先论述了应用《几何画板》辅助数学教学的必要性和现实意义；其次从软件的发展史、功能、特点等方面对《几何画板》做了详细的介绍，该软件短小精悍，功能强大，能够动态表现相关对象的关系，适合教师根据教学需要自编微型课件．论文以《几何画板》在高中数学教学中的应用为例， 论述了其在实际教学中的应用．分别从《几何画板》在高中代数教学中的应用，在高中立体几何教学中的应用，在高中平面解析几何教学中的应用等诸方面，论述了《几何画板》实用性及使用《几何画板》较其它同类软件的优势；最后，总结了基于《几何画板》进行辅助教学对现代教育教学的影响及推动作用．关键字:几何画板，计算机辅助教学，课件，数形结合Based on "Geometer’s Sketchpad" Computer Aided InstructionAbstract：Paper from the understanding of “Geometer’s Sketchpad” and its application in the high school teaching launched the discussion. At first elaborate the necessity and the practical significance of applying “Geometer’s Sketchpad” to assist mathematics teaching; Next from aspect software history, function, characteristic and so on made the detailed introduction to “Geometer’s Sketchpad”, this software terse and forceful, the function is formidable, can the dynamic performance correlation object relations, suit the teacher to need from to arrange the miniature class according to the teaching. The paper took “Geometer’s Sketchpad” in the high school mathematics teaching application as an example, elaborated it in the field research application. separately from “Geometer’s Sketchpad” algebra teaching application in the high school , three-dimensional geometry teaching application in the high school, plane analytic geometry teaching application in the high school and so on the various aspects, elaborated “Geometer’s Sketchpad” the usability and used “ Geometer’s Sketchpad” to compare other similar software the superiority; Finally, summarized the assistance teaching based on “Geometry Drawing board” to the modern education teaching influence and the impetus function. Keywords: Geometer’s Sketchpad, the computer aided instruction, courseware, counts the shape union目 录一、引 言………………………………………………………………………1二、《几何画板》的发展史及其功能………………………………………1 (一)《几何画板》的发展史………………………………………………1 (二)《几何画板》的功能…………………………………………………2 1.用《几何画板》，创设“情景”，改善认知环境……………………2 2.用《几何画板》帮助学生辨析概念…………………………………3 3.用《几何画板》教数学，变抽象为形象……………………………4 4.用《几何画板》做“数学实脸”……………………………………4 三、《几何画板》的主要特点………………………………………………5 (一) 动态性………………………………………………………………5 (二) 形象性………………………………………………………………5 (三) 简单性………………………………………………………………6 (四) 快捷性………………………………………………………………6 四、基于《几何画板》的辅助教学的特点及基本方式…………………6 (一) 基于《几何画板》进行数学辅助教学的特点………………………6 (二) 基于《几何画板》的计算机辅助教学的几种方式…………………7 1．教师引导研究式………………………………………………………7 2．学生自主研究式………………………………………………………7 3．小组合作研究式………………………………………………………8五、《几何画板》作为辅助工具在数学教学中的实践 ……………………8 (一)《几何画板》在高中代数教学中的应用……………………………8 (二)《几何画板》在高中立体几何教学中的应用………………………9 (三)《几何画板》在高中平面解析几何教学中的应用………………10 六、基于《几何画板》的辅助教学的思考…………………………………12 (一)更新教育观念，迎接教育革命…………………………………12 (二) 坚持数学教师自己制作软件………………………………………12 (三) 力争让学生了解《几何画板》…………………………………12 (四)《几何画板》运用于教学中的前景展望……………………………13 七、结束语……………………………………………………………………13 参考文献………………………………………………………………………14一、引 言随着教学技术的现代化，多媒体软件技术日益广泛地运用，为高中数学教学手段的更新创造了条件，为数学…………．在运用“数形结合”的数学思想，解决抽象数学问题时，使抽象的理论具体化、形象化，将便于学生理解和记忆．通过具体的感性的…………．二、《几何画板》的发展史及其功能《几何画板》是针对数学开发研制的软件．利用它辅助数学教学，实际上就是借助它来开展数学实验，这是全面实施新教育的需要．以下从发展史及功能对《几何画板》作以介绍．（一）《几何画板》的发展史《几何画板》是一个优秀的专业学科平台软件，代表了当代专业工具平台类教学软件的发展方向．它是以数学为根本，以“动态几何”为特色…………．（二）《几何画板》的功能《几何画板》具有强大的功能，可为每位学数学的人所用．教师可利用它来制作教案，学生可利用它来学习数学…………．1.用《几何画板》，创设“情景”，改善认知环境由于《几何画板》能够准确、动态地表达几何现象，这就为认识概念创设了一个很好的“情景”，从而改善了认知环境，以达到提高教学效果的目的．例如，在教学《三角形的中位线》时，可用《几何画板》做如下…………．2．用《几何画板》帮助学生辨析概念数学中容易混淆的概念很多，需要辨析．椭圆的中心与椭圆上两点的连线为终边的角(x轴的正向为始边)、“椭圆的离心角”是学生容易混淆的…………．………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………七、结束语论文提出了解决传统数学教学弊端的途径之一是利用《几何画板》辅助教学．使用《几何画板》进行数学教学，通过具体的感性的信息呈现，能给学生留下更为深刻的印象，使学生不是把数学作为单纯的知识去理解它，而是能够更有实感的去把握它．学生可以在计算机教室的环境或者在家用电脑的环境下，在教师的引导下使用《几何画板》自己去探索几何的规律，培养学生的探索、分析问题的能力，得出创新成果．这样教师就不仅仅是知识的灌输者，而成为一位引导者、帮助者；学生也不仅仅是知识的容器，而是一个研究者、探索者．这一方面符合国际上现代教育的教育思想，而且在很大程度上会促进“素质教育”的开展．由于时间有限，对《几何画板》在数学课堂教学中应用的分析还不够透彻，研究还不够全面，我将在今后的课堂教学中逐渐去发现和总结．参考文献[1] 陶维林．几何画板实用范例教程[M]．北京：清华大学出版社，2001:50—51[2] 朱庆生．多媒体电脑实用技术[M]．重庆：重庆出版社，1996:1—10………………………………………………………………………………[9] Maria L．Femandez． Making Music With Mathematics[J]，Mathematics Teacher Vol．92 No．2，1999:90备注：按封面左侧装订线装订。论文装订顺序：按照“论文封面、论文任务书、论文评审书和毕业论文”的顺序装订在一起。一式三份（一份装学生档案、一份指导教师存档、一份院系存档）。二零零九年五月 沈阳师范大学渤海学院经贸系 2008年12月4日

现代数学时期是指由19世纪20年代至今，这一时期数学主要研究的是最一般的数量关系和空间形式，数和量仅仅是它的极特殊的情形，通常的一维、二维、三维空间的几何形象也仅仅是特殊情形。抽象代数、拓扑学、泛函分析是整个现代数学科学的主体部分。它们是大学数学专业的课程，非数学专业也要具备其中某些知识。变量数学时期新兴起的许多学科，蓬勃地向前发展，内容和方法不断地充实、扩大和深入。 18、19世纪之交，数学已经达到丰沛茂密的境地，似乎数学的宝藏已经挖掘殆尽，再没有多大的发展余地了。然而，这只是暴风雨前夕的宁静。19世纪20年代，数学革命的狂飙终于来临了，数学开始了一连串本质的变化，从此数学又迈入了一个新的时期——现代数学时期。 19世纪前半叶，数学上出现两项革命性的发现——非欧几何与不可交换代数。 大约在1826年，人们发现了与通常的欧几里得几何不同的、但也是正确的几何——非欧几何。这是由罗巴契夫斯基和里耶首先提出的。非欧几何的出现，改变了人们认为欧氏几何唯一地存在是天经地义的观点。它的革命思想不仅为新几何学开辟了道路，而且是20世纪相对论产生的前奏和准备。 后来证明，非欧几何所导致的思想解放对现代数学和现代科学有着极为重要的意义，因为人类终于开始突破感官的局限而深入到自然的更深刻的本质。从这个意义上说，为确立和发展非欧几何贡献了一生的罗巴契夫斯基不愧为现代科学的先驱者。 1854年，黎曼推广了空间的概念，开创了几何学一片更广阔的领域——黎曼几何学。非欧几何学的发现还促进了公理方法的深入探讨，研究可以作为基础的概念和原则，分析公理的完全性、相容性和独立性等问题。1899年，希尔伯特对此作了重大贡献。 在1843年，哈密顿发现了一种乘法交换律不成立的代数——四元数代数。不可交换代数的出现，改变了人们认为存在与一般的算术代数不同的代数是不可思议的观点。它的革命思想打开了近代代数的大门。 另一方面，由于一元方程根式求解条件的探究，引进了群的概念。19世纪20～30年代，阿贝尔和伽罗华开创了近世代数学的研究。近代代数是相对古典代数来说的，古典代数的内容是以讨论方程的解法为中心的。群论之后，多种代数系统(环、域、格、布尔代数、线性空间等)被建立。这时，代数学的研究对象扩大为向量、矩阵，等等，并渐渐转向代数系统结构本身的研究。 上述两大事件和它们引起的发展，被称为几何学的解放和代数学的解放。 19世纪还发生了第三个有深远意义的数学事件：分析的算术化。1874年威尔斯特拉斯提出了一个引人注目的例子，要求人们对分析基础作更深刻的理解。他提出了被称为“分析的算术化”的著名设想，实数系本身最先应该严格化，然后分析的所有概念应该由此数系导出。他和后继者们使这个设想基本上得以实现，使今天的全部分析可以从表明实数系特征的一个公设集中逻辑地推导出来。 现代数学家们的研究，远远超出了把实数系作为分析基础的设想。欧几里得几何通过其分析的解释，也可以放在实数系中；如果欧氏几何是相容的，则几何的多数分支是相容的。实数系(或某部分)可以用来解群代数的众多分支；可使大量的代数相容性依赖于实数系的相容性。事实上，可以说：如果实数系是相容的，则现存的全部数学也是相容的。 19世纪后期，由于狄德金、康托和皮亚诺的工作，这些数学基础已经建立在更简单、更基础的自然数系之上。即他们证明了实数系(由此导出多种数学)能从确立自然数系的公设集中导出。20世纪初期，证明了自然数可用集合论概念来定义，因而各种数学能以集合论为基础来讲述。 拓扑学开始是几何学的一个分支，但是直到20世纪的第二个1/4世纪，它才得到了推广。拓扑学可以粗略地定义为对于连续性的数学研究。科学家们认识到：任何事物的集合，不管是点的集合、数的集合、代数实体的集合、函数的集合或非数学对象的集合，都能在某种意义上构成拓扑空间。拓扑学的概念和理论，已经成功地应用于电磁学和物理学的研究。 20世纪有许多数学著作曾致力于仔细考查数学的逻辑基础和结构，这反过来导致公理学的产生，即对于公设集合及其性质的研究。许多数学概念经受了重大的变革和推广，并且像集合论、近世代数学和拓扑学这样深奥的基础学科也得到广泛发展。一般(或抽象)集合论导致的一些意义深远而困扰人们的悖论，迫切需要得到处理。逻辑本身作为在数学上以承认的前提去得出结论的工具，被认真地检查，从而产生了数理逻辑。逻辑与哲学的多种关系，导致数学哲学的各种不同学派的出现。 20世纪40～50年代，世界科学史上发生了三件惊天动地的大事，即原子能的利用、电子计算机的发明和空间技术的兴起。此外还出现了许多新的情况，促使数学发生急剧的变化。这些情况是：现代科学技术研究的对象，日益超出人类的感官范围以外，向高温、高压、高速、高强度、远距离、自动化发展。以长度单位为例、小到1尘(毫微微米，即10^-15米)，大到100万秒差距(万光年)。这些测量和研究都不能依赖于感官的直接经验，越来越多地要依靠理论计算的指导。其次是科学实验的规模空前扩大，一个大型的实验，要耗费大量的人力和物力。为了减少浪费和避免盲目性，迫切需要精确的理论分机和设计。再次是现代科学技术日益趋向定量化，各个科学技术领域，都需要使用数学工具。数学几乎渗透到所有的科学部门中去，从而形成了许多边缘数学学科，例如生物数学、生物统计学、数理生物学、数理语言学等等。 上述情况使得数学发展呈现出一些比较明显的特点，可以简单地归纳为三个方面：计算机科学的形成，应用数学出现众多的新分支、纯粹数学有若干重大的突破。 1945年，第一台电子计算机诞生以后，由于电子计算机应用广泛、影响巨大，围绕它很自然要形成一门庞大的科学。粗略地说，计算机科学是对计算机体系、软件和某些特殊应用进行探索和理论研究的一门科学。计算数学可以归入计算机科学之中，但它也可以算是一门应用数学。 计算机的设计与制造的大部分工作，通常是计算机工程或电子工程的事。软件是指解题的程序、程序语言、编制程序的方法等。研究软件需要使用数理逻辑、代数、数理语言学、组合理论、图论、计算方法等很多的数学工具。目前电子计算机的应用已达数千种，还有不断增加的趋势。但只有某些特殊应用才归入计算机科学之中，例如机器翻译、人工智能、机器证明、图形识别、图象处理等。 应用数学和纯粹数学(或基础理论)从来就没有严格的界限。大体上说，纯粹数学是数学的这一部分，它暂时不考虑对其它知识领域或生产实践上的直接应用，它间接地推动有关学科的发展或者在若干年后才发现其直接应用；而应用数学，可以说是纯粹数学与科学技术之间的桥梁。 20世纪40年代以后，涌现出了大量新的应用数学科目，内容的丰富、应用的广泛、名目的繁多都是史无前例的。例如对策论、规划论、排队论、最优化方法、运筹学、信息论、控制论、系统分析、可靠性理论等。这些分支所研究的范围和互相间的关系很难划清，也有的因为用了很多概率统计的工具，又可以看作概率统计的新应用或新分支，还有的可以归入计算机科学之中等等。 20世纪40年代以后，基础理论也有了飞速的发展，出现许多突破性的工作，解决了一些带根本性质的问题。在这过程中引入了新的概念、新的方法，推动了整个数学前进。例如，希尔伯特1990年在国际教学家大会上提出的尚待解决的23个问题中，有些问题得到了解决。60年代以来，还出现了如非标准分析、模糊数学、突变理论等新兴的数学分支。此外，近几十年来经典数学也获得了巨大进展，如概率论、数理统计、解析数论、微分几何、代数几何、微分方程、因数论、泛函分析、数理逻辑等等。 当代数学的研究成果，有了几乎爆炸性的增长。刊载数学论文的杂志，在17世纪末以前，只有17种(最初的出于1665年)；18世纪有210种；19世纪有950种。20世纪的统计数字更为增长。在本世纪初，每年发表的数学论文不过1000篇；到1960年，美国《数学评论》发表的论文摘要是7824篇，到1973年为20410篇，1979年已达52812篇，文献呈指数式增长之势。数学的三大特点—高度抽象性、应用广泛性、体系严谨性，更加明显地表露出来。 今天，差不多每个国家都有自己的数学学会，而且许多国家还有致力于各种水平的数学教育的团体。它们已经成为推动数学发展的有力因素之一。目前数学还有加速发展的趋势，这是过去任何一个时期所不能比拟的。 现代数学虽然呈现出多姿多彩的局面，但是它的主要特点可以概括如下：(1)数学的对象、内容在深度和广度上都有了很大的发展，分析学、代数学、几何学的思想、理论和方法都发生了惊人的变化，数学的不断分化，不断综合的趋势都在加强。(2)电子计算机进入数学领域，产生巨大而深远的影响。(3)数学渗透到几乎所有的科学领域，并且起着越来越大的作用，纯粹数学不断向纵深发展，数理逻辑和数学基础已经成为整个数学大厦基础。 以上简要地介绍了数学在古代、近代、现代三个大的发展时期的情况。如果把数学研究比喻为研究“飞”，那么第一个时期主要研究飞鸟的几张相片(静止、常量)；第二个时期主要研究飞鸟的几部电影(运动、变量)；第三个时期主要研究飞鸟、飞机、飞船等等的所具有的一般性质(抽象、集合)。 这是一个由简单到复杂、由具体到抽象、由低级向高级、由特殊到一般的发展过程。如果从几何学的范畴来看，那么欧氏几何学、解析几何学和非欧几何学就可以作为数学三大发展时期的有代表性的成果；而欧几里得、笛卡儿和罗巴契夫斯基更是可以作为各时期的代表人物。

几何学的发展大致经历了四个基本阶段。1、实验几何的形成和发展几何学最早产生于对天空星体形状、排列位置的观察,产生于丈量土地、测量容积、制造器皿与绘制图形等实践活动的需要,人们在观察、实践、实验的基础上积累了丰富的几何经验,形成了一批粗略的概念,反映了某些经验事实之间的联系,形成了实验几何.我国古代、古埃及、古印度、巴比伦所研究的几何,大体上就是实验几何的内容。例如,我国古代很早就发现了勾股定理和简易测量知识,《墨经》中载有“圜（圆）,一中同长也”,“平（平行）,同高也”,古印度人认为“圆面积等于一个矩形的面积,而该矩形的底等于半个圆周,矩形的高等于圆的半径”等等,都属于实验几何学的范畴。2、理论几何的形成和发展随着古埃及、希腊之间贸易与文化的交流,埃及的几何知识逐渐传入古希腊.古希腊许多数学家,如泰勒斯（Thales）、毕达哥拉斯（Pythagoras）、柏拉图（Plato）、欧几里德（Euclid）等人都对几何学的研究作出了重大贡献.特别是柏拉图把逻辑学的思想方法引入几何学,确立缜密的定义和明晰的公理作为几何学的基础,而后欧几里德在前人已有几何知识的基础上,按照严密的逻辑系统编写的《几何原本》十三卷,奠定了理论几何（又称推理几何、演绎几何、公理几何、欧氏几何等）的基础,成为历史上久负盛名的巨著。《几何原本》尽管存在公理的不完整,论证有时求助于直观等缺陷,但它集古代数学之大成,论证严密,影响深远,所运用的公理化方法对以后数学的发展指出了方向,以至成为整个人类文明发展史上的里程碑,全人类文化遗产中的瑰宝。3、解析几何的产生与发展公元3世纪,《几何原本》的出现,为理论几何奠定了基础.与此同时,人们对圆锥曲线也作了一定研究,发现了圆锥曲线的许多性质.但在后来较长时间里,封建社会中的神学占有统治地位,科学得不到应有的重视.直到15、16世纪欧洲资本主义开始发展起来,随着生产实际的需要,自然科学才得到迅速发展.法国笛卡尔（Descartes）在研究中发现,欧氏几何过分依赖于图形,而传统的代数又完全受公式、法则所约束,他们认为传统的研究圆锥曲线的方法,只重视几何方面,而忽略代数方面,竭力主张将几何、代数结合起来取长补短,认为这是促进数学发展的一个新的途径。4、现代几何的产生与发展在初等几何与解析几何的发展过程中,人们不断发现《几何原本》在逻辑上不够严密之处,并不断地充实一些公理,特别是在尝试用其他公理、公设证明第五公设“一条直线与另外两条直线相交,同侧的内角和小于两直角时,这两条直线就在这一侧相交”的失败,促使人们重新考察几何学的逻辑基础,并取得了两方面的突出研究成果。