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談?wù)剶?shù)學(xué)美

談?wù)剶?shù)學(xué)美

龐卡萊(J.H.poincom,1854—1912)說過: “感覺數(shù)學(xué)美,感覺數(shù)與形調(diào)和,感覺幾何優(yōu)雅……這是所有真正數(shù)學(xué)家都知道的真正美感?!?大數(shù)學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是人類最高超的智力成就,也是人類心靈最獨(dú)特的創(chuàng)作。音樂能激發(fā)或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩(shī)歌能動(dòng)人心弦,哲學(xué)使人獲得智慧,科學(xué)可改善物質(zhì)生活,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!比欢F(xiàn)代信息化的社會(huì)中,人素質(zhì)的高低可以說是由數(shù)學(xué)素質(zhì)的高低決定的;一個(gè)國(guó)家的是否興旺發(fā)達(dá),數(shù)學(xué)也是重要的標(biāo)志之一,近30年來獲諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)的專家的工作,絕大部分是因?yàn)樗麄冊(cè)跀?shù)學(xué)方面的重要成就而獲獎(jiǎng)。運(yùn)用的廣泛性對(duì)數(shù)學(xué)大眾化提出必然的要求??筛叨刃问交⑦壿嫽?、抽象化的數(shù)學(xué)材料,總給人單調(diào)乏味,莫測(cè)高深的感覺。由此可見,對(duì)數(shù)學(xué)美的研究,不僅僅是數(shù)學(xué)家的事,能夠體驗(yàn)數(shù)學(xué)美感的也不僅僅是數(shù)學(xué)家。本文想就數(shù)學(xué)美的本質(zhì)、形式和美育等方面談一些觀點(diǎn)、心得,供同行商榷。

一、數(shù)學(xué)美的本質(zhì) 馬克思“勞動(dòng)創(chuàng)造了美”的觀點(diǎn)明確提出了美源于實(shí)踐。實(shí)踐是溝通人與自然的橋梁,一方面改變了外部現(xiàn)實(shí),消滅它的規(guī)定性,把握自然界使之為自己服務(wù);另一方面又通過消滅外部世界某些規(guī)定性來獲得具有外部現(xiàn)實(shí)性的實(shí)在性,于是自然變成人化的自然,人成為人化的人,都成為對(duì)象性的存在。這就是通過實(shí)踐而構(gòu)建世界的圖畫,美源于其中,存在于人所創(chuàng)造的客觀圖畫中。數(shù)學(xué)美是客觀世界中固有規(guī)律的反映,是現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)量關(guān)系和空間形式的程序性、統(tǒng)一性、規(guī)律性的呈現(xiàn)。原來以過程、動(dòng)態(tài)形式存在的自然美,通過人類的生產(chǎn)實(shí)踐就抽象成為結(jié)果、靜態(tài)的數(shù)學(xué)理性美、冷峻美??梢姅?shù)學(xué)美是對(duì)數(shù)學(xué)必然的認(rèn)識(shí)和對(duì)世界的改造,數(shù)學(xué)美是數(shù)學(xué)創(chuàng)造的自由形式。任何一個(gè)數(shù)學(xué)公式、定理、結(jié)構(gòu)、體系等,要本質(zhì)上都具有真理性,都是人對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí),這就呈現(xiàn)了自由。而同時(shí),必然的認(rèn)識(shí)成果作為指導(dǎo)實(shí)踐的工具使人能動(dòng)地進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng),使人從數(shù)學(xué)必然王國(guó)到達(dá)數(shù)學(xué)自由王國(guó),從而再次獲得自由??梢娙魏我淮螖?shù)學(xué)發(fā)明發(fā)現(xiàn),任何一次數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)踐都可以使人在實(shí)踐中獲得自由形式,這就是數(shù)學(xué)本質(zhì)所在。

二、數(shù)學(xué)美的形式 人們?cè)趯?duì)客觀事物觀念的認(rèn)識(shí)過程中所具有的美感及在科學(xué)認(rèn)識(shí)中具有審美價(jià)值的超感性對(duì)象稱為科學(xué)美。數(shù)學(xué)美顯然是一種科學(xué)美,它失去了美感的“具象性”,是一種抽象美,是超感覺的理性美、冷峻美。數(shù)學(xué)創(chuàng)造往往表現(xiàn)出簡(jiǎn)單性、對(duì)稱性、統(tǒng)一性、諧調(diào)性、奇異性,因而,統(tǒng)一、諧調(diào)、對(duì)稱、簡(jiǎn)潔、奇異及應(yīng)用是呈現(xiàn)數(shù)學(xué)美的主要形式。
  【統(tǒng)一美】統(tǒng)一美是指呈現(xiàn)于基礎(chǔ)上的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一、方法上的統(tǒng)一。
數(shù)量關(guān)系與空間形式是多種多樣的,因而反映在數(shù)學(xué)科學(xué)上就是各種不同的數(shù)學(xué)門類。每門數(shù)學(xué)都有自己的概念、符號(hào)、命題體系,概念、命題和方法相互交叉形成十分龐雜的數(shù)學(xué)體系,但它們卻有共同的基礎(chǔ)——集合論。比如幾何學(xué),歐氏幾何已經(jīng)有二千多年的歷史,人們沒有懷疑它的真理性。而后來出現(xiàn)的羅氏幾何、黎曼幾何卻與歐氏幾何有明顯的矛盾.譬如關(guān)于三角形內(nèi)角和,歐氏幾何說是“等于π”,黎曼幾何卻說是“大于π”,羅氏幾何又說是“小于π”。再如關(guān)于平行公理,歐氏幾何說“平面上過直線外一點(diǎn)有且只有一條直線與已知直線平行”,羅氏幾何卻說“平面上過直線外一點(diǎn)至少能引兩條直線與已知直線不相交”,黎曼幾何卻說是“平面上過直線外一點(diǎn)作已知直線的平行線一條都沒有”。而后來凱萊(Cayleg)的射影測(cè)度出現(xiàn)后就解釋了非歐幾何學(xué),實(shí)現(xiàn)了三大幾何學(xué)的統(tǒng)一。保證無窮遠(yuǎn)直線不變的射影幾何學(xué)稱仿射幾何學(xué);保證圓點(diǎn)不變(或偽球面上高斯曲率K=0)的仿射幾何學(xué)稱為歐氏幾何學(xué);保證一條虛二次曲線不變(K> 0)的射影幾何學(xué)稱為黎曼幾何學(xué);保證一條實(shí)二次曲線不變(K< 0)的射影幾何學(xué)稱為羅氏幾何學(xué)。十九世紀(jì),斯坦納、馮斯滔已經(jīng)完全確定了由綜合法入手的射影幾何學(xué),而后來,綜合法在應(yīng)用上受到一定的限制,于是人們又引入新的研究方法——代數(shù)公理法,亦通過公理體系規(guī)定代數(shù)運(yùn)算,利用運(yùn)算來處理幾何問題,一方面,人們想把通常的空間的射影幾何學(xué),與代數(shù)結(jié)合在一起;另一方面,把射影幾何學(xué),與格論結(jié)合在一起發(fā)展成為無窮維射影幾何學(xué)即連續(xù)幾何學(xué).此外還能把射影空間與測(cè)度空間結(jié)合在一起,把微分、張量分析與射影幾何學(xué)聯(lián)結(jié)在一起.但無論哪一種聯(lián)結(jié)方式;哪一種統(tǒng)一方法,其基礎(chǔ)都是集合觀念.
   17世紀(jì)出現(xiàn)各種各樣的幾何學(xué),1872年克來因才明確指出它們共同的基礎(chǔ) ——變換群.他指出:幾何學(xué)就是關(guān)于變換群下的不變式理論.拓樸學(xué)是關(guān)于射影變換群(一一映射且雙方連續(xù))的不變式理論;射影幾何學(xué)是關(guān)于射影變換群下不變式理論;仿射幾何學(xué)是仿射變換群下不變式理論,由于仿射變換群是射影變換群的子群,因而它保持射影性質(zhì)如交比、平行性不變;歐氏幾何學(xué)是正交變換群下不變式理論, 正交變換群是仿射變換群的子群,因此它保持仿射性質(zhì),而同時(shí)又有自己的不變性質(zhì):長(zhǎng)度、角度、面積等.在正交變換群下有且只有三種幾何-----歐氏、羅氏、黎氏,這樣,克萊因用群的觀念把各種幾何學(xué)統(tǒng)一了起來.就“數(shù)”和“形”來說,直到16世紀(jì),人們一直奉幾何學(xué)為正統(tǒng),代數(shù)學(xué)從屬于幾何學(xué)。16世紀(jì)后代數(shù)研究才活躍起來,1637年笛卡爾創(chuàng)立了解析幾何,才把幾何學(xué)同代數(shù)學(xué)統(tǒng)一起來。
   除了統(tǒng)一基礎(chǔ)外,數(shù)學(xué)美還表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一。數(shù)學(xué)中的一個(gè)集合的元素間的關(guān)系通常是用運(yùn)算或變換聯(lián)系著,這樣集合就形成了結(jié)構(gòu)。比如整數(shù)集其元素通過加法構(gòu)成整數(shù)群,形成整數(shù)群結(jié)構(gòu);其元素通過乘法又形成整數(shù)環(huán)結(jié)構(gòu)。不同的代數(shù)有不同運(yùn)算群結(jié)構(gòu),1935年布爾巴基學(xué)派提出用數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一數(shù)學(xué)的觀點(diǎn),他們將數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)分為三類:代數(shù)結(jié)構(gòu)、序結(jié)構(gòu)和拓樸結(jié)構(gòu)。
另外,數(shù)學(xué)方法也是統(tǒng)一的,數(shù)學(xué)發(fā)展總是在機(jī)械化法與公理化法相結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
   在大統(tǒng)一中的各個(gè)子系統(tǒng)、各個(gè)分層分支存在統(tǒng)一,枚不勝舉。如圓錐曲線統(tǒng)一于極坐標(biāo)方程—— ;立體幾何的體積公式統(tǒng)一于辛卜生公式;各種函數(shù)展開式統(tǒng)一于泰勒展開式等等。
   數(shù)學(xué)的統(tǒng)一美,給人以理性的超感覺的整體美、穩(wěn)定美、秩序美……使人自然而然形成審美趣味、審美理想,激發(fā)人們?nèi)ミM(jìn)行數(shù)學(xué)審美創(chuàng)造。
   【諧調(diào)、對(duì)稱美】諧調(diào)對(duì)稱美本意是指部分與部分之間、整體與部分之間、整體與整體之間可以引起直觀快感的比例關(guān)系。純數(shù)學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間通過應(yīng)用數(shù)學(xué)構(gòu)成關(guān)系呈現(xiàn)一種諧調(diào)美,同構(gòu)、同態(tài)映射構(gòu)建、RMI模型構(gòu)建呈現(xiàn)一種諧調(diào)美,最突出當(dāng)一個(gè)整體的幾個(gè)部分或幾個(gè)整體在構(gòu)成上的比例為1時(shí),即為對(duì)稱,它是諧調(diào)美的特例,給人以平衡感,從而作為審美對(duì)象給人以對(duì)稱的感覺。幾何的軸對(duì)稱、中心對(duì)稱、位似變換、相似變換,代數(shù)中的矩陣、二次型,空間中的向量及其運(yùn)算等等無不體現(xiàn)了對(duì)稱美。圓是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派最推崇的最美的圖形,從各個(gè)方面看都是對(duì)稱的,讓人感到十分舒適,具有完美的對(duì)稱性,其內(nèi)涵的意蘊(yùn)更加動(dòng)人心扉:她是太陽、是清晨的露珠、是愛人的眼睛……難怪有的學(xué)者稱之為“宇宙間第一等好詩(shī)”。對(duì)稱因易于適應(yīng)主體追求心理平衡及逆向思維的要求,因而它不僅能激發(fā)主體的美感,而且往往成為數(shù)學(xué)創(chuàng)造的一種契因。如射影幾何學(xué)的創(chuàng)立是數(shù)學(xué)家對(duì)歐氏幾何中對(duì)稱美因的審知過程中追求對(duì)稱美的直接結(jié)果;相對(duì)論從某種意義上說就是運(yùn)用數(shù)學(xué)對(duì)稱的結(jié)果。
   【簡(jiǎn)潔美】事物的簡(jiǎn)潔性給人以簡(jiǎn)捷、明快、準(zhǔn)確精煉的美感,數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美首先表現(xiàn)在語言的簡(jiǎn)潔性上,特別是符號(hào)語言。數(shù)學(xué)基本概念、命題、公式、運(yùn)算所呈現(xiàn)的簡(jiǎn)潔性就是一種實(shí)在的數(shù)學(xué)美。二次函數(shù)形式十分簡(jiǎn)單,它既可以描述自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,又可表達(dá)質(zhì)能轉(zhuǎn)化規(guī)律,還可以計(jì)算圓的面積……其圖像可描述小石子的拋體運(yùn)動(dòng),也可刻畫行星的運(yùn)行軌道……它是一首包容萬物的小詩(shī)!阿拉伯?dāng)?shù)字的簡(jiǎn)潔性習(xí)慣得讓人遺忘,我國(guó)辛亥革命前的記數(shù)符號(hào)是一、二、三、四……,常數(shù)則用甲、乙、丙、丁……表示,使用起來極不方便,幾乎毫無操作性可言,真是太遺撼!在記數(shù)方面,中國(guó)人沒有像用紙代替竹簡(jiǎn)、用毛筆代替羽毛筆那樣的簡(jiǎn)潔實(shí)用的發(fā)明。從某種意義上可以說:正是由于這種記數(shù)法,才阻礙了中國(guó)數(shù)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,而讓西方人在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中取得了重大突破而誘發(fā)了工業(yè)革命。的例子是黃金分割。美學(xué)家柴辛將其導(dǎo)入美學(xué),認(rèn)為事物具有這個(gè)關(guān)系時(shí)最美,這是“上帝賜給的比例”。珠算的發(fā)明將數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美推向高潮,珠算的進(jìn)行過程是聲情并茂的藝術(shù)呈現(xiàn)過程。歐拉公式中當(dāng)θ=π時(shí),有 ,這個(gè)十分簡(jiǎn)潔的等式中卻含五個(gè)十分重要的常數(shù):0、1來自算術(shù);1是實(shí)數(shù)單位;i是虛數(shù)單位。1來自代數(shù),π來自幾何,e來自分析……這五個(gè)常數(shù)滲透數(shù)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域,至今尚未被人類參悟透徹。它們?nèi)绱似婷?、?jiǎn)潔地匯聚在一起,表現(xiàn)出如此神秘、自然、和諧,使人獲得一種強(qiáng)烈的美感!數(shù)學(xué)中各種各樣的符號(hào)——邏輯的、集合的、代數(shù)的、幾何的、函數(shù)的、拓樸的、分析的……無一不是簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地表述了數(shù)學(xué)概念,呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美。歐氏幾何僅使用了幾個(gè)公理就構(gòu)建出如此

偉岸的體系,算術(shù)公理系統(tǒng)只用了三個(gè)基本概念便刻畫整個(gè)算術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)潔是數(shù)學(xué)的生命,是數(shù)學(xué)呈現(xiàn)美的一種主要形式。

【奇異美】奇異既是超常規(guī)和預(yù)料。數(shù)學(xué)中的奇異性常常是打破已有的數(shù)學(xué)統(tǒng)一性而出現(xiàn)的一種認(rèn)識(shí)上的飛躍,這種新的認(rèn)識(shí)又意味著在更高層次上的統(tǒng)一與和諧。古希臘時(shí)期,正方形邊長(zhǎng)與對(duì)角線的不可公度性發(fā)現(xiàn)是何等奇異?它直接導(dǎo)致了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派“萬物皆數(shù)”大廈的傾覆,引起了人們對(duì)無理數(shù)的研究和公理幾何學(xué)的誕生。而“伽利略悖論”的離奇出現(xiàn),激勵(lì)了康托爾畢生研究超無窮集合并建立了超窮數(shù)理論。希爾伯特曾稱贊康托爾的超窮數(shù)理論是“數(shù)學(xué)思想最驚人的產(chǎn)物,在純理性范疇中人類活動(dòng)最美的表現(xiàn)之一”。而神奇的“羅素悖論”所掀起的第三次數(shù)學(xué)危機(jī),至今仍讓人們?nèi)绨V如醉地探求!數(shù)學(xué)的奇異性在數(shù)學(xué)各個(gè)層面、各個(gè)角度都有體現(xiàn);同樣也體現(xiàn)在自然界、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域中。阿基米德依力矩原理居然“稱出”球的體積公式;中國(guó)的七巧板可奇妙地拼出千變?nèi)f化的圖案,其中許多數(shù)學(xué)問題至今未被人揭開。蜂房是由許許多多正六棱柱一個(gè)挨一個(gè)緊密地排列著,每一個(gè)棱柱底面是由三個(gè)全等菱形拼成的,每個(gè)菱形的鈍角為109028’,而這種結(jié)構(gòu)使得蜂房體積最大且建筑材料最節(jié)省;而鉆石的結(jié)構(gòu)中也選擇了109028,這種選擇使鉆石最硬。自然界中的這些數(shù)學(xué)選擇是多么奇妙!而一個(gè)簡(jiǎn)單的π幾乎是數(shù)學(xué)的靈魂。奇妙的河圖洛書也許會(huì)引發(fā)新一輪的數(shù)學(xué)革命。“海岸線問題”、“科和雪花”、“孟格爾海綿”、“塞爾斯基片”反映一個(gè)共同的問題:在有限空間中有無窮長(zhǎng)的線!這種奇妙結(jié)果出現(xiàn),導(dǎo)致人們對(duì)混沌無序的認(rèn)識(shí)上突破,出現(xiàn)了年輕的幾何學(xué)——分形幾何學(xué),許多好萊塢大片的宏大壯麗的場(chǎng)面就是其直接應(yīng)用的結(jié)果。而單、雙葉曲面居然可由一簇直線構(gòu)成,這簡(jiǎn)直是上帝的手筆!數(shù)學(xué)奇妙,奇妙得讓人叫絕!
【應(yīng)用美】數(shù)學(xué)是原級(jí)科學(xué),數(shù)學(xué)發(fā)展總是為了解決實(shí)際問題的。數(shù)學(xué)應(yīng)用美實(shí)際上是數(shù)學(xué)奇異美的一種。數(shù)學(xué)運(yùn)用枚不勝舉,沒有數(shù)學(xué)就沒有科學(xué)的進(jìn)步、沒有社會(huì)的發(fā)展。數(shù)學(xué)在物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中都起著舉足輕重的作用。在物理學(xué)發(fā)展史上,一般困難在于數(shù)學(xué)方法的不足。牛頓為了解決物理問題而創(chuàng)立了微積分。而相對(duì)論的困難在于物理思想,歐氏幾何被愛因期坦引入而創(chuàng)立了狹義相對(duì)論;高斯-黎曼幾何、張量分析被愛因斯坦離奇導(dǎo)入從而創(chuàng)立了廣義相對(duì)論。奇就奇在這些數(shù)學(xué)工具竟解決了物理思想問題。拉登變換公式在CT理論中神奇應(yīng)用,引發(fā)了20世紀(jì)的醫(yī)學(xué)革命!另外諸如圓錐曲線在天體中的運(yùn)用,拓樸學(xué)在經(jīng)濟(jì)中的運(yùn)用,運(yùn)籌學(xué)在工程學(xué)中的應(yīng)用等等無不充滿神奇、充滿魅力!數(shù)學(xué)統(tǒng)一、諧調(diào)、對(duì)稱、奇異及應(yīng)用美,說明了數(shù)學(xué)在客體中存在數(shù)學(xué)美基礎(chǔ),經(jīng)主體審美創(chuàng)造活動(dòng)過程呈現(xiàn)出來,極大地激勵(lì)著人類征服、改造自然。然而,對(duì)數(shù)學(xué)美的判斷不僅要著眼于數(shù)學(xué)對(duì)象本身的品性,還要考慮到主體的思想文化修養(yǎng)、美感品性及審美能力,因?yàn)閿?shù)學(xué)美畢竟是理性美、科學(xué)美,下面我就談?wù)剶?shù)學(xué)美育。

三、數(shù)學(xué)美育 美育即是審美教育,數(shù)學(xué)美育是把數(shù)學(xué)作為審美對(duì)象,通過數(shù)學(xué)教學(xué)形成美感,經(jīng)過審美體驗(yàn)形成審美意識(shí)、審美理想、審美意志,從而自覺地進(jìn)行相應(yīng)的審美活動(dòng)。數(shù)學(xué)美育主要反映在數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)教學(xué)過程是數(shù)學(xué)美因呈現(xiàn)過程和數(shù)學(xué)審美創(chuàng)造過程。而學(xué)生不是數(shù)學(xué)家,很難體會(huì)數(shù)學(xué)這種理性美,因此教師在講授數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)要善于表現(xiàn)數(shù)學(xué)美,盡可能展現(xiàn)最好又是感性展現(xiàn)數(shù)學(xué)美的各種形式,將數(shù)學(xué)美與學(xué)生已經(jīng)具有的美感進(jìn)行類比,從而讓學(xué)生形成美感。沒有表現(xiàn)出數(shù)學(xué)美,審美情感和審美意識(shí)就失去了基礎(chǔ)。教師也只有充分顯示出數(shù)學(xué)美才能啟迪學(xué)生將數(shù)學(xué)作為審美對(duì)象;才能將數(shù)學(xué)技能技巧作為審美價(jià)值表現(xiàn);才能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。教師除了要善于呈現(xiàn)數(shù)學(xué)美之外,還要把教學(xué)這種活動(dòng)作為科學(xué)活動(dòng)的同時(shí)作為審美對(duì)象,這就是數(shù)學(xué)的教學(xué)美。通過教師帶有審美價(jià)值的技能技巧;通過教師審美創(chuàng)造活動(dòng),使學(xué)生獲得知識(shí)形成能力的同時(shí)得到美的享受。因而教學(xué)也是藝術(shù)。對(duì)于教學(xué)的藝術(shù)美,我認(rèn)為有如下幾種實(shí)現(xiàn)方式:
1.模仿方式   古希臘對(duì)藝術(shù)的主要做法就是模仿,而數(shù)學(xué)教學(xué)藝術(shù)中模仿無疑很重要。繪聲繪色模仿給人以直觀、給人以輕松,這不僅僅是對(duì)形象思維占主導(dǎo)的學(xué)生實(shí)用,對(duì)抽象、辨證思維占主導(dǎo)的學(xué)生照樣有較強(qiáng)的實(shí)用性,特別是模仿第一發(fā)現(xiàn)者的思辨過程,會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.移情方式  移情即是感情移入,把自己“感”到審美對(duì)象中去。移情的關(guān)健在于教師能運(yùn)用恰當(dāng)方式與學(xué)生既定的美感進(jìn)行類比?!爸本€給人剛毅”、“曲線使人溫柔”、“圓讓人完滿”、“極限讓生命永恒” ……數(shù)學(xué)符號(hào)是音符,數(shù)學(xué)語言是旋律。流暢的證明是歡快的小溪,解難之后是“山到絕頂我為峰”的偉岸!一名優(yōu)秀的教師無疑是移情手法大師。
3.現(xiàn)實(shí)主義方式與批判現(xiàn)實(shí)主義方式   數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)畢竟是對(duì)“真”的追求,在教學(xué)中直觀現(xiàn)實(shí)地呈現(xiàn)細(xì)節(jié)、環(huán)境、過程等本來就是數(shù)學(xué)教學(xué)的基本要求。但現(xiàn)實(shí)主義方式不是呆板枯燥呈現(xiàn),也有其高超的藝術(shù)手法,是在呈現(xiàn)一幅幅淡雅的山水畫——“一去二三里/煙村四五家/樓臺(tái)六七座/八九十枝花”。而數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)同時(shí)要有批判精神,不能人云亦云,總要問一問為什么。為什么要這樣下定義?為什么要這樣表達(dá)?為什么要如此證明?批判的過程往往會(huì)揭示出概念的必要性和合理性,從另一個(gè)側(cè)面再現(xiàn)數(shù)學(xué)美,“橫看成嶺側(cè)成峰”,往往使學(xué)生把握了數(shù)學(xué)知識(shí)的形成過程,提高自身的數(shù)學(xué)能力,“只緣身在此山中”。
   數(shù)學(xué)是一門同人民大眾貼得很近的學(xué)科,它所討論的宇宙,遠(yuǎn)比現(xiàn)實(shí)的所謂宇宙宏偉雄大。通常所說的宇宙只是三維空間,而數(shù)學(xué)則建立起了四維、五維乃至n維空間,并且,集合論的超限數(shù)的空間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了通常無窮大的空間,它們都遠(yuǎn)比我們現(xiàn)實(shí)的宇宙更具有莊嚴(yán)美、雄偉美。數(shù)學(xué)是一座遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超越了我們想象的華麗宮殿,站在這個(gè)無比莊嚴(yán)、宏偉的宇宙中的數(shù)學(xué)家們,以崇敬贊嘆的目光遠(yuǎn)眺著它的壯觀、美妙。那些能夠感受到這種數(shù)學(xué)美、宇宙美的人,是被愛因斯坦稱的“有宇宙宗教性的人”。數(shù)學(xué)既有豐富深刻的思想內(nèi)涵,又有和諧、簡(jiǎn)潔、奇異的美的形式和包容宇宙萬物的氣勢(shì)——這是詩(shī)的意境、音樂的韻律、繪畫雕刻凝固的永恒!這是所有不同藝術(shù)共同歸宿。數(shù)學(xué)符號(hào)、公式、法則、定理都給人極大享受的數(shù)學(xué)詩(shī)、數(shù)學(xué)畫、數(shù)學(xué)音樂……它以簡(jiǎn)潔和諧形式反映了宇宙中的深邃美,造成了莊嚴(yán)、永恒的意境,給人留下無邊無垠的遐想……這是一種崇高的思辯美。數(shù)學(xué)符號(hào)、命題及體系只不過是其載體,體驗(yàn)它為能靠感官而要靠心智,它是合規(guī)律合目的的統(tǒng)一,借助于自由形式表現(xiàn)出來來.

(作者:湖北恩施清江外國(guó)語學(xué)校  天成)

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