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古希腊毕达哥拉斯学派认为“万物皆数”,而“一切数均可表成整数或整数之比”。学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,这就是数学史上的最著名的悖论之一,西方也因为经历了这样的悖论,产生了辉煌的近代数学。而此时的中国数学基本上还停留在算学阶段,可以说悖论就是新知识的生长点、逻辑推理能力的推进剂、抽象思维的训练场,在数学的教学中就如同智慧的“小辣椒”,时不时让学生“左右为难”一下,在“辣”尽甘来之时,数学意识可谓已根深蒂固,这样对悖论的使用未尝不是一种教学策略。本文就对这一策略的使用作一探讨。
一、 在似是而非情景中突破旧思维寻找新途径
悖论(paradox)字面上解释就是似是而非的意思,真正的悖论是:假定A正确可以推出A错误的结果,假定A错误又可以推出A正确的结果,A正确还是错误叫人左右为难。本文不去讨论怎样才属于真正的悖论,悖论总是在不断的提出又不断的消解的,正是在消解悖论的过程中知识得以发展、完善。从这个意义上说也许根本就没有真正的悖论,重要的是这种以之矛戳之盾的思考方法,经常用来寻找正确的解答方向。例如: 如图,已知AD是△ABC的∠BAC的平分线,M是BC的中点,MF∥DA ,交CA的延长线于F,交AB于E.(1)求证:BE=CF.。很多同学说要证明△BEM≌△CEF,我让同学们做了一段时间,后来有同学提出这个方向是走不通的,题目当中对BA与CA的长度没有限制,把原图作一变化,如果BA=CA,M与D两个点将重合,E与A与F也将重合为一点,(如下图所示)
△CEF退化为一条线段!这使△BEM≌△CEF根本不可能。看来需要添加辅助线来证明,只要延长EM到H,使EM=MH,连接CH,解题就很容易了,也不会出现△CEF退化为一条线段的悖论。在寻找解题方向的过程中,学生更巩固了等腰三角形的性质,还学会了利用假设推出矛盾的结果,重要的是学生有了逻辑证明的数学意识,获得了初步的推理能力。
二、把握无穷的规律,培养数感
问题:鸡和鸡蛋,到底先有哪个?
这是一个典型的无穷倒退悖论,永远也不知道先出现的是鸡还是蛋?数学中也有这种无穷嵌套的结构,教学中也不妨一试,在培养学生把握规律的能力上可以收到奇效。请看下面例子: :证明1+=,学生初一看到这个等式十分复杂,简直无从下手。提示说:等式左面与等式右面的式子均为无穷的相似结构,有了灵感。气氛也活跃起来,有同学找出:如果令1+=a,由式子的无穷性,分母中的项值也为a,即1+=a,或者:=a,接下来的推理就是水到渠成的事情了。对无穷嵌套的处理是后续学习的基础,学生对这类问题一直有畏惧感,而这又是将来学习无穷级数的基本能力,对于无穷变化规律的把握,并用简单的字母以方程的形式揭露出规律,使繁杂的无穷的数字表示式得到简化。
三、 从悖论中巩固概念
一个唱片商店里。卖30张老式硬唱片、一块钱卖两张,另外30张新唱片是一块钱卖3张。第一天,唱片全卖完了。第二天老板想何必要自找麻烦来分唱片?就把60张唱按两块钱5张来卖?结果却少得到一块钱。这是个经典悖论,在讲分式的性质时作为了引入,效果甚佳,同学们很有兴趣,有人列出算式:设老唱片为一块钱a张共有c张,新唱片一块钱b张共有d张,则卖出(c+d)张合在一起的唱片为两块钱(a+b),即比较分式与分式的大小,当c=d=30时,只有a=b的情况下第二天能与第一天持平,其他情况都会赔!这种贴近生活的例子巩固了学生对等式性质的运用,加深了对分式概念的理解。
四、 用悖论的方法催生新知识的建构
如今,要从数学理论中找到悖论绝非易事!但这种催生新知识的方法在教学中是值得一用的。例如:在讲“ =a”时,有这样一种教学方式就很有意思,
板书:
∴3=5.显然不可能!错在那里?学生终于找到问题出在第3步到第4步的推理上!概念的理解也被加深了,学生今后就会在用根号去掉平方号的过程保持谨慎,这种能力也会迁移许多问题上,比如x/x与1有什么不同?站在培养学生发现问题增长新知识这个角度上,悖论能快速激起学生解决问题的兴趣,不失为一种很好的引入。
悖论是一种思辩的方法,是提出问题的一种方式,本文相信悖论是数学智慧的小辣椒,增进数学学习的调味品,是一种批判的方法,教师研究研究悖论,教一点悖论是很有必要的事。
悖论是一种思辩的方法,是研究问题的一种方式,也是历史上一种旧理论被新理论替代的前奏,数学少不了悖论,数学公理系统没有悖论就不是完备的,我们不是去容忍悖论,而是去消解悖论,在消解悖论的过程中提高认知水平。以个人的认知为一个知识集合,这个集合越小,理论上在他的认知范围内遇到悖论的机会就越多,而用悖论来把旧的知识与新学到的知识有机的结合,是巩固新知识的一种最牢固的方法之一,教学中常常因为悖论的思考复杂性而弃置不用,本文相信悖论的使用不仅不会增加难度反而使问题更富趣味性、和研究性,更有利于激发学生学习潜能,符合当代教育走向,是数学智慧的小辣椒,增进数学学习的调味品,是一种批判的方法,总结悖论的本质,笔者认为就是:用已有理论的推理反作用于理论本身。从这个意义上说没有悖论的数学学习是危险的,没有悖论思想的数学教学是苍白的!难怪那么多的数学家也同时是悖论大师, 悖论不是目的,以悖论为手段学会创新才是目标,可见教师研究研究悖论,教一点悖论是很有必要的事。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
一、 在似是而非情景中突破旧思维寻找新途径
悖论(paradox)字面上解释就是似是而非的意思,真正的悖论是:假定A正确可以推出A错误的结果,假定A错误又可以推出A正确的结果,A正确还是错误叫人左右为难。本文不去讨论怎样才属于真正的悖论,悖论总是在不断的提出又不断的消解的,正是在消解悖论的过程中知识得以发展、完善。从这个意义上说也许根本就没有真正的悖论,重要的是这种以之矛戳之盾的思考方法,经常用来寻找正确的解答方向。例如: 如图,已知AD是△ABC的∠BAC的平分线,M是BC的中点,MF∥DA ,交CA的延长线于F,交AB于E.(1)求证:BE=CF.。很多同学说要证明△BEM≌△CEF,我让同学们做了一段时间,后来有同学提出这个方向是走不通的,题目当中对BA与CA的长度没有限制,把原图作一变化,如果BA=CA,M与D两个点将重合,E与A与F也将重合为一点,(如下图所示)
△CEF退化为一条线段!这使△BEM≌△CEF根本不可能。看来需要添加辅助线来证明,只要延长EM到H,使EM=MH,连接CH,解题就很容易了,也不会出现△CEF退化为一条线段的悖论。在寻找解题方向的过程中,学生更巩固了等腰三角形的性质,还学会了利用假设推出矛盾的结果,重要的是学生有了逻辑证明的数学意识,获得了初步的推理能力。
二、把握无穷的规律,培养数感
问题:鸡和鸡蛋,到底先有哪个?
这是一个典型的无穷倒退悖论,永远也不知道先出现的是鸡还是蛋?数学中也有这种无穷嵌套的结构,教学中也不妨一试,在培养学生把握规律的能力上可以收到奇效。请看下面例子: :证明1+=,学生初一看到这个等式十分复杂,简直无从下手。提示说:等式左面与等式右面的式子均为无穷的相似结构,有了灵感。气氛也活跃起来,有同学找出:如果令1+=a,由式子的无穷性,分母中的项值也为a,即1+=a,或者:=a,接下来的推理就是水到渠成的事情了。对无穷嵌套的处理是后续学习的基础,学生对这类问题一直有畏惧感,而这又是将来学习无穷级数的基本能力,对于无穷变化规律的把握,并用简单的字母以方程的形式揭露出规律,使繁杂的无穷的数字表示式得到简化。
三、 从悖论中巩固概念
一个唱片商店里。卖30张老式硬唱片、一块钱卖两张,另外30张新唱片是一块钱卖3张。第一天,唱片全卖完了。第二天老板想何必要自找麻烦来分唱片?就把60张唱按两块钱5张来卖?结果却少得到一块钱。这是个经典悖论,在讲分式的性质时作为了引入,效果甚佳,同学们很有兴趣,有人列出算式:设老唱片为一块钱a张共有c张,新唱片一块钱b张共有d张,则卖出(c+d)张合在一起的唱片为两块钱(a+b),即比较分式与分式的大小,当c=d=30时,只有a=b的情况下第二天能与第一天持平,其他情况都会赔!这种贴近生活的例子巩固了学生对等式性质的运用,加深了对分式概念的理解。
四、 用悖论的方法催生新知识的建构
如今,要从数学理论中找到悖论绝非易事!但这种催生新知识的方法在教学中是值得一用的。例如:在讲“ =a”时,有这样一种教学方式就很有意思,
板书:
∴3=5.显然不可能!错在那里?学生终于找到问题出在第3步到第4步的推理上!概念的理解也被加深了,学生今后就会在用根号去掉平方号的过程保持谨慎,这种能力也会迁移许多问题上,比如x/x与1有什么不同?站在培养学生发现问题增长新知识这个角度上,悖论能快速激起学生解决问题的兴趣,不失为一种很好的引入。
悖论是一种思辩的方法,是提出问题的一种方式,本文相信悖论是数学智慧的小辣椒,增进数学学习的调味品,是一种批判的方法,教师研究研究悖论,教一点悖论是很有必要的事。
悖论是一种思辩的方法,是研究问题的一种方式,也是历史上一种旧理论被新理论替代的前奏,数学少不了悖论,数学公理系统没有悖论就不是完备的,我们不是去容忍悖论,而是去消解悖论,在消解悖论的过程中提高认知水平。以个人的认知为一个知识集合,这个集合越小,理论上在他的认知范围内遇到悖论的机会就越多,而用悖论来把旧的知识与新学到的知识有机的结合,是巩固新知识的一种最牢固的方法之一,教学中常常因为悖论的思考复杂性而弃置不用,本文相信悖论的使用不仅不会增加难度反而使问题更富趣味性、和研究性,更有利于激发学生学习潜能,符合当代教育走向,是数学智慧的小辣椒,增进数学学习的调味品,是一种批判的方法,总结悖论的本质,笔者认为就是:用已有理论的推理反作用于理论本身。从这个意义上说没有悖论的数学学习是危险的,没有悖论思想的数学教学是苍白的!难怪那么多的数学家也同时是悖论大师, 悖论不是目的,以悖论为手段学会创新才是目标,可见教师研究研究悖论,教一点悖论是很有必要的事。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。