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利用信息資源,體驗數(shù)學(xué)精彩

2014-06-11 09:17張映姜
中國信息技術(shù)教育 2014年11期
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)家體驗網(wǎng)絡(luò)

張映姜

摘要:運用網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)資源,能有效地增進學(xué)習(xí)體驗。本文將網(wǎng)絡(luò)作為載體,闡述了如何利用信息資源,引導(dǎo)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)交互獲得直觀體驗,欣賞數(shù)學(xué)家傳奇感悟數(shù)學(xué)的趣味,品味幾何經(jīng)典,體驗數(shù)學(xué)豐厚的文化底蘊,擲骰子玩數(shù)學(xué)游戲豐富概率的認知體驗,拋針求圓周率體驗數(shù)學(xué)方法,領(lǐng)略數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求,領(lǐng)悟深刻的數(shù)學(xué)思想。

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);網(wǎng)絡(luò);經(jīng)驗;體驗;數(shù)學(xué)家

學(xué)習(xí)需要體驗,通過體驗獲得認知、價值、觀念等,不僅形成概念,掌握理論,還產(chǎn)生情感、培養(yǎng)態(tài)度甚至形成信仰。所以,體驗、感悟是重要的教育方式,只有真正感悟,親身體驗,才能最終在內(nèi)心深處沉淀,成為素質(zhì)、能力,伴其一生,受用一生。

● 參與網(wǎng)絡(luò)交互:直觀體驗

有意義、情感的數(shù)學(xué)認知經(jīng)驗?zāi)茇S富數(shù)學(xué)體驗,而體驗則是對經(jīng)驗的超越。平面截立體利于豐富學(xué)生的幾何經(jīng)驗。利用共享的幾何資源,參與平面截立體交互,獲得平面截球體、圓柱、圓錐等的經(jīng)歷,得到“做的經(jīng)驗”,也能豐富幾何截面閱歷,活化學(xué)生內(nèi)在的、惰性的個體知識經(jīng)驗。生動的平面截立體的動畫能夠促進幾何直觀的體驗(如圖1),形成平面截立方體得到六邊形截面的經(jīng)驗。在操作中體驗,在體驗中領(lǐng)悟,把握平面截立方體得到正方形、三角形、四邊形、五邊形等截面的幾何策略,在活動中領(lǐng)略幾何截面與六個面的位置關(guān)系,在截立方體的過程中獲得形象直觀的經(jīng)驗:什么樣的位置能截幾個面,截n個面就能得到n邊形。在截立體圖形的網(wǎng)絡(luò)活動中豐富幾何體驗,培養(yǎng)幾何直覺。如圖2所示,在平面截立體的過程中獲得幾何體驗,獲得幾何直觀,形成空間想象力。教學(xué)過程中可以通過虛擬操作,獲得直觀體驗,豐富學(xué)生截立體的知識經(jīng)驗,以促進數(shù)學(xué)聯(lián)想,激發(fā)想象力。

● 聆聽數(shù)學(xué)傳奇:豐富情感體驗

情感是體驗過程的結(jié)果。積極的數(shù)學(xué)情感會產(chǎn)生良好的體驗結(jié)果。許多幾何曲線蘊含著數(shù)學(xué)家豐富的情感,如心形線。點擊網(wǎng)絡(luò)http://www2.emath.pu.edu.tw/s9121049/geometry4-1.htm(如圖3),網(wǎng)頁上心形線的動畫栩栩如生。心形線是16世紀(jì)解析幾何創(chuàng)始人笛卡爾與克里斯汀公主愛情的見證。笛卡爾因與18歲公主的戀愛而遭到國王的強烈反對,并被驅(qū)趕。笛卡爾給公主的信全被截獲,因信中只有極坐標(biāo)方程r=a(1-sinθ)的第13封信才得以交給公主。公主揭開了信中極坐標(biāo)方程的謎底“心形線”,爾后淚流滿面,但還不知道這是笛卡爾的最后一封信。心形線浸泡著凄婉的愛情故事,純粹的曲線被賦予了大師的浪漫與豐富的情感。這封另類情書,至今仍保存在笛卡爾的紀(jì)念館里。有情感的融入才會有體驗,從本質(zhì)上來看,體驗是伴隨著情感的。有著浪漫故事的心形線r=a(1-sinθ)讓我們有了情感、想象等學(xué)習(xí)體驗。那么,r=a(1-sinθ)便不再是索然無味的公式,而被賦予了豐富的內(nèi)涵,是有著凄婉動人故事的知識載體。打上人類活動的烙印,融入人類情感,于是數(shù)學(xué)知識有了人文屬性,也就給人以情感的體驗。

● 欣賞數(shù)學(xué)經(jīng)典:體驗精彩思維

許多數(shù)學(xué)經(jīng)典名題,不僅具有豐厚的文化沉淀,而且能揭示精辟的規(guī)律,演繹出奇妙的數(shù)學(xué)思維,使人們驚嘆于數(shù)學(xué)的魅力。九點圓定理是數(shù)學(xué)史上的奇跡,自古以來就被人們欣賞、玩味:三角形三邊的中點、三邊上高的垂足,以及垂心與三頂點連線段的中點,共九個點,均在同一個圓上,無論三角形是直角的、鈍角的或銳角的。點擊網(wǎng)頁,動畫演示http://www.mikekong.net/Maths/maths-frame.php(如圖4),充分揭示了幾何學(xué)上幾點共圓的美妙奇觀,展現(xiàn)了九點圓的魅力。

人們對九點圓規(guī)律有深刻揭示,對共圓有奇妙的體驗。著名數(shù)學(xué)家歐拉、龐斯萊、費爾巴哈對九點圓思考之深切,癡迷之瘋狂,極為罕見。由于在九點共圓方面的不朽貢獻,九點圓也稱之為歐拉圓、龐斯萊圓、費爾巴哈圓、歐拉不僅僅體驗到九點共圓,而且還發(fā)現(xiàn)三角形ABC,九點圓的圓心O、外心I、重心G以及垂心H在一條神奇的直線上,即奇妙的歐拉線,更為精彩的是九點圓的圓心O恰好是三角形垂心H與外心I連線段的中點。現(xiàn)代信息技術(shù)神奇地展現(xiàn)出三角形的九點圓、絕妙的點以及驚奇的歐拉線(如圖5)。還有讓我們終身難以忘懷的是,三角形的九點圓與其三個旁切圓均相切,即經(jīng)典的費爾巴哈定理(如圖6)。利用網(wǎng)絡(luò)資源,領(lǐng)略三角形與相關(guān)圓的神奇關(guān)系,增進了學(xué)生的思維體驗,使其獲得了許多美妙的知識體驗,數(shù)學(xué)思維的深刻、有序和諧讓學(xué)生得到精神上的極大愉悅。

● 拋骰子玩游戲:增強認知體驗

認知的價值是在具體情境中建構(gòu)意義、產(chǎn)生情感,并獲得豐富多彩的體驗,脫離情境進行抽象的認知是毫無意義的。知識的獲得與認知體驗不可分離,知識是在情境中通過認知體驗獲得的。對概率認知體驗需要在拋骰子等游戲活動中體驗歷史,獲得隨機觀念,欣賞軼事,回味趣聞。打開網(wǎng)頁,http://4a.hep.edu.cn/NCourse/gltj/gltj_sjsy.htm#(如圖7),展示精彩的拋骰子游戲,演示費馬與帕斯卡擲拋骰子游戲,能夠溫習(xí)經(jīng)典數(shù)學(xué)案例,探討點數(shù)問題。骰子的擲拋是人類的數(shù)學(xué)經(jīng)典,能使學(xué)生體驗到人類隨機觀念的形成過程,豐富概率的認知體驗。

知識經(jīng)驗來源于知識的認知體驗,數(shù)學(xué)經(jīng)驗是在認知活動中獲得并最終形成的。從“出身”不好的骰子體驗概率論的誕生,發(fā)現(xiàn)重要的數(shù)學(xué)思想,獲得人類的重要知識經(jīng)驗。在骰子很早用于賭博、占卜的游戲中體驗隨機觀念。在伽利略探究多顆骰子的游戲中,探究點數(shù)問題:“點數(shù)和為9或10的次數(shù)哪個多”,增強概率的認知體驗。某個知識被經(jīng)歷、領(lǐng)略、感悟,從而獲得知識的意義、存在的價值,以及生命的活力。從歷史悠久的擲骰子玩游戲中,不僅能感受數(shù)學(xué)家的數(shù)學(xué)熱情,而且能領(lǐng)略數(shù)學(xué)家思維的高超、方法的新穎,更能體驗概率豐富的文化內(nèi)涵。知識因文化而被人理解,并具有豐富的意義;離開了文化,數(shù)學(xué)也會變得不可理解。

● 拋針求圓周率:體驗方法的魅力

數(shù)學(xué)上的每一次成功都是數(shù)學(xué)方法的突破,如拋針求圓周率,不僅能體驗數(shù)學(xué)家對數(shù)學(xué)的追求,更能領(lǐng)略蒙特卡羅方法。網(wǎng)絡(luò)上提供了生動有趣、方便實用的網(wǎng)絡(luò)拋針游戲,可再現(xiàn)蒲豐拋針求圓周率的試驗過程。點擊網(wǎng)頁http://www.mste.uiuc.edu/reese/buffon/bufjava_old.html(如圖8),設(shè)置拋針4321次,相交2748次,圓周率估計值3.1448326。蒲豐拋針求圓周率的經(jīng)典的方法讓我們能夠品味到圓周率π的趣味,領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的無窮魅力,體驗到數(shù)學(xué)家的不懈追求。

數(shù)學(xué)知識離不開數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求、不懈探究,拋針求圓周率深深地吸引著蒲豐。蒲豐癡迷于拋針求圓周率的經(jīng)典探究,他在一組平行線的紙上,拋n次針,與直線相交m次,得到了若樣本容量較大時,相交的概率用相交頻率代替;當(dāng)平行線間距離為d,針長l的結(jié)論。于是,。當(dāng)時取,則。讓我們體驗到數(shù)學(xué)的精彩:拋針能求圓周率π的近似值!1777年,蒲豐投2212次,相交704次,計算出。由拋針求圓周率π,我們體驗了蒲豐精湛的思維、求π方法的精彩,領(lǐng)略了數(shù)學(xué)方法的無窮魅力。蒲豐后的100多年里,沃爾夫、賴納、史密斯、德·摩根、??怂埂⒗瓭衫锬岬缺姸鄶?shù)學(xué)家先后癡迷于拋針求圓周率,從中我們可以領(lǐng)略到數(shù)學(xué)家強烈的好奇心、執(zhí)著的專業(yè)追求。endprint

摘要:運用網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)資源,能有效地增進學(xué)習(xí)體驗。本文將網(wǎng)絡(luò)作為載體,闡述了如何利用信息資源,引導(dǎo)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)交互獲得直觀體驗,欣賞數(shù)學(xué)家傳奇感悟數(shù)學(xué)的趣味,品味幾何經(jīng)典,體驗數(shù)學(xué)豐厚的文化底蘊,擲骰子玩數(shù)學(xué)游戲豐富概率的認知體驗,拋針求圓周率體驗數(shù)學(xué)方法,領(lǐng)略數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求,領(lǐng)悟深刻的數(shù)學(xué)思想。

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);網(wǎng)絡(luò);經(jīng)驗;體驗;數(shù)學(xué)家

學(xué)習(xí)需要體驗,通過體驗獲得認知、價值、觀念等,不僅形成概念,掌握理論,還產(chǎn)生情感、培養(yǎng)態(tài)度甚至形成信仰。所以,體驗、感悟是重要的教育方式,只有真正感悟,親身體驗,才能最終在內(nèi)心深處沉淀,成為素質(zhì)、能力,伴其一生,受用一生。

● 參與網(wǎng)絡(luò)交互:直觀體驗

有意義、情感的數(shù)學(xué)認知經(jīng)驗?zāi)茇S富數(shù)學(xué)體驗,而體驗則是對經(jīng)驗的超越。平面截立體利于豐富學(xué)生的幾何經(jīng)驗。利用共享的幾何資源,參與平面截立體交互,獲得平面截球體、圓柱、圓錐等的經(jīng)歷,得到“做的經(jīng)驗”,也能豐富幾何截面閱歷,活化學(xué)生內(nèi)在的、惰性的個體知識經(jīng)驗。生動的平面截立體的動畫能夠促進幾何直觀的體驗(如圖1),形成平面截立方體得到六邊形截面的經(jīng)驗。在操作中體驗,在體驗中領(lǐng)悟,把握平面截立方體得到正方形、三角形、四邊形、五邊形等截面的幾何策略,在活動中領(lǐng)略幾何截面與六個面的位置關(guān)系,在截立方體的過程中獲得形象直觀的經(jīng)驗:什么樣的位置能截幾個面,截n個面就能得到n邊形。在截立體圖形的網(wǎng)絡(luò)活動中豐富幾何體驗,培養(yǎng)幾何直覺。如圖2所示,在平面截立體的過程中獲得幾何體驗,獲得幾何直觀,形成空間想象力。教學(xué)過程中可以通過虛擬操作,獲得直觀體驗,豐富學(xué)生截立體的知識經(jīng)驗,以促進數(shù)學(xué)聯(lián)想,激發(fā)想象力。

● 聆聽數(shù)學(xué)傳奇:豐富情感體驗

情感是體驗過程的結(jié)果。積極的數(shù)學(xué)情感會產(chǎn)生良好的體驗結(jié)果。許多幾何曲線蘊含著數(shù)學(xué)家豐富的情感,如心形線。點擊網(wǎng)絡(luò)http://www2.emath.pu.edu.tw/s9121049/geometry4-1.htm(如圖3),網(wǎng)頁上心形線的動畫栩栩如生。心形線是16世紀(jì)解析幾何創(chuàng)始人笛卡爾與克里斯汀公主愛情的見證。笛卡爾因與18歲公主的戀愛而遭到國王的強烈反對,并被驅(qū)趕。笛卡爾給公主的信全被截獲,因信中只有極坐標(biāo)方程r=a(1-sinθ)的第13封信才得以交給公主。公主揭開了信中極坐標(biāo)方程的謎底“心形線”,爾后淚流滿面,但還不知道這是笛卡爾的最后一封信。心形線浸泡著凄婉的愛情故事,純粹的曲線被賦予了大師的浪漫與豐富的情感。這封另類情書,至今仍保存在笛卡爾的紀(jì)念館里。有情感的融入才會有體驗,從本質(zhì)上來看,體驗是伴隨著情感的。有著浪漫故事的心形線r=a(1-sinθ)讓我們有了情感、想象等學(xué)習(xí)體驗。那么,r=a(1-sinθ)便不再是索然無味的公式,而被賦予了豐富的內(nèi)涵,是有著凄婉動人故事的知識載體。打上人類活動的烙印,融入人類情感,于是數(shù)學(xué)知識有了人文屬性,也就給人以情感的體驗。

● 欣賞數(shù)學(xué)經(jīng)典:體驗精彩思維

許多數(shù)學(xué)經(jīng)典名題,不僅具有豐厚的文化沉淀,而且能揭示精辟的規(guī)律,演繹出奇妙的數(shù)學(xué)思維,使人們驚嘆于數(shù)學(xué)的魅力。九點圓定理是數(shù)學(xué)史上的奇跡,自古以來就被人們欣賞、玩味:三角形三邊的中點、三邊上高的垂足,以及垂心與三頂點連線段的中點,共九個點,均在同一個圓上,無論三角形是直角的、鈍角的或銳角的。點擊網(wǎng)頁,動畫演示http://www.mikekong.net/Maths/maths-frame.php(如圖4),充分揭示了幾何學(xué)上幾點共圓的美妙奇觀,展現(xiàn)了九點圓的魅力。

人們對九點圓規(guī)律有深刻揭示,對共圓有奇妙的體驗。著名數(shù)學(xué)家歐拉、龐斯萊、費爾巴哈對九點圓思考之深切,癡迷之瘋狂,極為罕見。由于在九點共圓方面的不朽貢獻,九點圓也稱之為歐拉圓、龐斯萊圓、費爾巴哈圓、歐拉不僅僅體驗到九點共圓,而且還發(fā)現(xiàn)三角形ABC,九點圓的圓心O、外心I、重心G以及垂心H在一條神奇的直線上,即奇妙的歐拉線,更為精彩的是九點圓的圓心O恰好是三角形垂心H與外心I連線段的中點?,F(xiàn)代信息技術(shù)神奇地展現(xiàn)出三角形的九點圓、絕妙的點以及驚奇的歐拉線(如圖5)。還有讓我們終身難以忘懷的是,三角形的九點圓與其三個旁切圓均相切,即經(jīng)典的費爾巴哈定理(如圖6)。利用網(wǎng)絡(luò)資源,領(lǐng)略三角形與相關(guān)圓的神奇關(guān)系,增進了學(xué)生的思維體驗,使其獲得了許多美妙的知識體驗,數(shù)學(xué)思維的深刻、有序和諧讓學(xué)生得到精神上的極大愉悅。

● 拋骰子玩游戲:增強認知體驗

認知的價值是在具體情境中建構(gòu)意義、產(chǎn)生情感,并獲得豐富多彩的體驗,脫離情境進行抽象的認知是毫無意義的。知識的獲得與認知體驗不可分離,知識是在情境中通過認知體驗獲得的。對概率認知體驗需要在拋骰子等游戲活動中體驗歷史,獲得隨機觀念,欣賞軼事,回味趣聞。打開網(wǎng)頁,http://4a.hep.edu.cn/NCourse/gltj/gltj_sjsy.htm#(如圖7),展示精彩的拋骰子游戲,演示費馬與帕斯卡擲拋骰子游戲,能夠溫習(xí)經(jīng)典數(shù)學(xué)案例,探討點數(shù)問題。骰子的擲拋是人類的數(shù)學(xué)經(jīng)典,能使學(xué)生體驗到人類隨機觀念的形成過程,豐富概率的認知體驗。

知識經(jīng)驗來源于知識的認知體驗,數(shù)學(xué)經(jīng)驗是在認知活動中獲得并最終形成的。從“出身”不好的骰子體驗概率論的誕生,發(fā)現(xiàn)重要的數(shù)學(xué)思想,獲得人類的重要知識經(jīng)驗。在骰子很早用于賭博、占卜的游戲中體驗隨機觀念。在伽利略探究多顆骰子的游戲中,探究點數(shù)問題:“點數(shù)和為9或10的次數(shù)哪個多”,增強概率的認知體驗。某個知識被經(jīng)歷、領(lǐng)略、感悟,從而獲得知識的意義、存在的價值,以及生命的活力。從歷史悠久的擲骰子玩游戲中,不僅能感受數(shù)學(xué)家的數(shù)學(xué)熱情,而且能領(lǐng)略數(shù)學(xué)家思維的高超、方法的新穎,更能體驗概率豐富的文化內(nèi)涵。知識因文化而被人理解,并具有豐富的意義;離開了文化,數(shù)學(xué)也會變得不可理解。

● 拋針求圓周率:體驗方法的魅力

數(shù)學(xué)上的每一次成功都是數(shù)學(xué)方法的突破,如拋針求圓周率,不僅能體驗數(shù)學(xué)家對數(shù)學(xué)的追求,更能領(lǐng)略蒙特卡羅方法。網(wǎng)絡(luò)上提供了生動有趣、方便實用的網(wǎng)絡(luò)拋針游戲,可再現(xiàn)蒲豐拋針求圓周率的試驗過程。點擊網(wǎng)頁http://www.mste.uiuc.edu/reese/buffon/bufjava_old.html(如圖8),設(shè)置拋針4321次,相交2748次,圓周率估計值3.1448326。蒲豐拋針求圓周率的經(jīng)典的方法讓我們能夠品味到圓周率π的趣味,領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的無窮魅力,體驗到數(shù)學(xué)家的不懈追求。

數(shù)學(xué)知識離不開數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求、不懈探究,拋針求圓周率深深地吸引著蒲豐。蒲豐癡迷于拋針求圓周率的經(jīng)典探究,他在一組平行線的紙上,拋n次針,與直線相交m次,得到了若樣本容量較大時,相交的概率用相交頻率代替;當(dāng)平行線間距離為d,針長l的結(jié)論。于是,。當(dāng)時取,則。讓我們體驗到數(shù)學(xué)的精彩:拋針能求圓周率π的近似值!1777年,蒲豐投2212次,相交704次,計算出。由拋針求圓周率π,我們體驗了蒲豐精湛的思維、求π方法的精彩,領(lǐng)略了數(shù)學(xué)方法的無窮魅力。蒲豐后的100多年里,沃爾夫、賴納、史密斯、德·摩根、??怂?、拉澤里尼等眾多數(shù)學(xué)家先后癡迷于拋針求圓周率,從中我們可以領(lǐng)略到數(shù)學(xué)家強烈的好奇心、執(zhí)著的專業(yè)追求。endprint

摘要:運用網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)資源,能有效地增進學(xué)習(xí)體驗。本文將網(wǎng)絡(luò)作為載體,闡述了如何利用信息資源,引導(dǎo)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)交互獲得直觀體驗,欣賞數(shù)學(xué)家傳奇感悟數(shù)學(xué)的趣味,品味幾何經(jīng)典,體驗數(shù)學(xué)豐厚的文化底蘊,擲骰子玩數(shù)學(xué)游戲豐富概率的認知體驗,拋針求圓周率體驗數(shù)學(xué)方法,領(lǐng)略數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求,領(lǐng)悟深刻的數(shù)學(xué)思想。

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);網(wǎng)絡(luò);經(jīng)驗;體驗;數(shù)學(xué)家

學(xué)習(xí)需要體驗,通過體驗獲得認知、價值、觀念等,不僅形成概念,掌握理論,還產(chǎn)生情感、培養(yǎng)態(tài)度甚至形成信仰。所以,體驗、感悟是重要的教育方式,只有真正感悟,親身體驗,才能最終在內(nèi)心深處沉淀,成為素質(zhì)、能力,伴其一生,受用一生。

● 參與網(wǎng)絡(luò)交互:直觀體驗

有意義、情感的數(shù)學(xué)認知經(jīng)驗?zāi)茇S富數(shù)學(xué)體驗,而體驗則是對經(jīng)驗的超越。平面截立體利于豐富學(xué)生的幾何經(jīng)驗。利用共享的幾何資源,參與平面截立體交互,獲得平面截球體、圓柱、圓錐等的經(jīng)歷,得到“做的經(jīng)驗”,也能豐富幾何截面閱歷,活化學(xué)生內(nèi)在的、惰性的個體知識經(jīng)驗。生動的平面截立體的動畫能夠促進幾何直觀的體驗(如圖1),形成平面截立方體得到六邊形截面的經(jīng)驗。在操作中體驗,在體驗中領(lǐng)悟,把握平面截立方體得到正方形、三角形、四邊形、五邊形等截面的幾何策略,在活動中領(lǐng)略幾何截面與六個面的位置關(guān)系,在截立方體的過程中獲得形象直觀的經(jīng)驗:什么樣的位置能截幾個面,截n個面就能得到n邊形。在截立體圖形的網(wǎng)絡(luò)活動中豐富幾何體驗,培養(yǎng)幾何直覺。如圖2所示,在平面截立體的過程中獲得幾何體驗,獲得幾何直觀,形成空間想象力。教學(xué)過程中可以通過虛擬操作,獲得直觀體驗,豐富學(xué)生截立體的知識經(jīng)驗,以促進數(shù)學(xué)聯(lián)想,激發(fā)想象力。

● 聆聽數(shù)學(xué)傳奇:豐富情感體驗

情感是體驗過程的結(jié)果。積極的數(shù)學(xué)情感會產(chǎn)生良好的體驗結(jié)果。許多幾何曲線蘊含著數(shù)學(xué)家豐富的情感,如心形線。點擊網(wǎng)絡(luò)http://www2.emath.pu.edu.tw/s9121049/geometry4-1.htm(如圖3),網(wǎng)頁上心形線的動畫栩栩如生。心形線是16世紀(jì)解析幾何創(chuàng)始人笛卡爾與克里斯汀公主愛情的見證。笛卡爾因與18歲公主的戀愛而遭到國王的強烈反對,并被驅(qū)趕。笛卡爾給公主的信全被截獲,因信中只有極坐標(biāo)方程r=a(1-sinθ)的第13封信才得以交給公主。公主揭開了信中極坐標(biāo)方程的謎底“心形線”,爾后淚流滿面,但還不知道這是笛卡爾的最后一封信。心形線浸泡著凄婉的愛情故事,純粹的曲線被賦予了大師的浪漫與豐富的情感。這封另類情書,至今仍保存在笛卡爾的紀(jì)念館里。有情感的融入才會有體驗,從本質(zhì)上來看,體驗是伴隨著情感的。有著浪漫故事的心形線r=a(1-sinθ)讓我們有了情感、想象等學(xué)習(xí)體驗。那么,r=a(1-sinθ)便不再是索然無味的公式,而被賦予了豐富的內(nèi)涵,是有著凄婉動人故事的知識載體。打上人類活動的烙印,融入人類情感,于是數(shù)學(xué)知識有了人文屬性,也就給人以情感的體驗。

● 欣賞數(shù)學(xué)經(jīng)典:體驗精彩思維

許多數(shù)學(xué)經(jīng)典名題,不僅具有豐厚的文化沉淀,而且能揭示精辟的規(guī)律,演繹出奇妙的數(shù)學(xué)思維,使人們驚嘆于數(shù)學(xué)的魅力。九點圓定理是數(shù)學(xué)史上的奇跡,自古以來就被人們欣賞、玩味:三角形三邊的中點、三邊上高的垂足,以及垂心與三頂點連線段的中點,共九個點,均在同一個圓上,無論三角形是直角的、鈍角的或銳角的。點擊網(wǎng)頁,動畫演示http://www.mikekong.net/Maths/maths-frame.php(如圖4),充分揭示了幾何學(xué)上幾點共圓的美妙奇觀,展現(xiàn)了九點圓的魅力。

人們對九點圓規(guī)律有深刻揭示,對共圓有奇妙的體驗。著名數(shù)學(xué)家歐拉、龐斯萊、費爾巴哈對九點圓思考之深切,癡迷之瘋狂,極為罕見。由于在九點共圓方面的不朽貢獻,九點圓也稱之為歐拉圓、龐斯萊圓、費爾巴哈圓、歐拉不僅僅體驗到九點共圓,而且還發(fā)現(xiàn)三角形ABC,九點圓的圓心O、外心I、重心G以及垂心H在一條神奇的直線上,即奇妙的歐拉線,更為精彩的是九點圓的圓心O恰好是三角形垂心H與外心I連線段的中點?,F(xiàn)代信息技術(shù)神奇地展現(xiàn)出三角形的九點圓、絕妙的點以及驚奇的歐拉線(如圖5)。還有讓我們終身難以忘懷的是,三角形的九點圓與其三個旁切圓均相切,即經(jīng)典的費爾巴哈定理(如圖6)。利用網(wǎng)絡(luò)資源,領(lǐng)略三角形與相關(guān)圓的神奇關(guān)系,增進了學(xué)生的思維體驗,使其獲得了許多美妙的知識體驗,數(shù)學(xué)思維的深刻、有序和諧讓學(xué)生得到精神上的極大愉悅。

● 拋骰子玩游戲:增強認知體驗

認知的價值是在具體情境中建構(gòu)意義、產(chǎn)生情感,并獲得豐富多彩的體驗,脫離情境進行抽象的認知是毫無意義的。知識的獲得與認知體驗不可分離,知識是在情境中通過認知體驗獲得的。對概率認知體驗需要在拋骰子等游戲活動中體驗歷史,獲得隨機觀念,欣賞軼事,回味趣聞。打開網(wǎng)頁,http://4a.hep.edu.cn/NCourse/gltj/gltj_sjsy.htm#(如圖7),展示精彩的拋骰子游戲,演示費馬與帕斯卡擲拋骰子游戲,能夠溫習(xí)經(jīng)典數(shù)學(xué)案例,探討點數(shù)問題。骰子的擲拋是人類的數(shù)學(xué)經(jīng)典,能使學(xué)生體驗到人類隨機觀念的形成過程,豐富概率的認知體驗。

知識經(jīng)驗來源于知識的認知體驗,數(shù)學(xué)經(jīng)驗是在認知活動中獲得并最終形成的。從“出身”不好的骰子體驗概率論的誕生,發(fā)現(xiàn)重要的數(shù)學(xué)思想,獲得人類的重要知識經(jīng)驗。在骰子很早用于賭博、占卜的游戲中體驗隨機觀念。在伽利略探究多顆骰子的游戲中,探究點數(shù)問題:“點數(shù)和為9或10的次數(shù)哪個多”,增強概率的認知體驗。某個知識被經(jīng)歷、領(lǐng)略、感悟,從而獲得知識的意義、存在的價值,以及生命的活力。從歷史悠久的擲骰子玩游戲中,不僅能感受數(shù)學(xué)家的數(shù)學(xué)熱情,而且能領(lǐng)略數(shù)學(xué)家思維的高超、方法的新穎,更能體驗概率豐富的文化內(nèi)涵。知識因文化而被人理解,并具有豐富的意義;離開了文化,數(shù)學(xué)也會變得不可理解。

● 拋針求圓周率:體驗方法的魅力

數(shù)學(xué)上的每一次成功都是數(shù)學(xué)方法的突破,如拋針求圓周率,不僅能體驗數(shù)學(xué)家對數(shù)學(xué)的追求,更能領(lǐng)略蒙特卡羅方法。網(wǎng)絡(luò)上提供了生動有趣、方便實用的網(wǎng)絡(luò)拋針游戲,可再現(xiàn)蒲豐拋針求圓周率的試驗過程。點擊網(wǎng)頁http://www.mste.uiuc.edu/reese/buffon/bufjava_old.html(如圖8),設(shè)置拋針4321次,相交2748次,圓周率估計值3.1448326。蒲豐拋針求圓周率的經(jīng)典的方法讓我們能夠品味到圓周率π的趣味,領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的無窮魅力,體驗到數(shù)學(xué)家的不懈追求。

數(shù)學(xué)知識離不開數(shù)學(xué)家的執(zhí)著追求、不懈探究,拋針求圓周率深深地吸引著蒲豐。蒲豐癡迷于拋針求圓周率的經(jīng)典探究,他在一組平行線的紙上,拋n次針,與直線相交m次,得到了若樣本容量較大時,相交的概率用相交頻率代替;當(dāng)平行線間距離為d,針長l的結(jié)論。于是,。當(dāng)時取,則。讓我們體驗到數(shù)學(xué)的精彩:拋針能求圓周率π的近似值!1777年,蒲豐投2212次,相交704次,計算出。由拋針求圓周率π,我們體驗了蒲豐精湛的思維、求π方法的精彩,領(lǐng)略了數(shù)學(xué)方法的無窮魅力。蒲豐后的100多年里,沃爾夫、賴納、史密斯、德·摩根、福克斯、拉澤里尼等眾多數(shù)學(xué)家先后癡迷于拋針求圓周率,從中我們可以領(lǐng)略到數(shù)學(xué)家強烈的好奇心、執(zhí)著的專業(yè)追求。endprint

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