初識(shí)數(shù)學(xué)之美
長(zhǎng)期以來,一個(gè)令人困惑的現(xiàn)象是:一些同學(xué)視數(shù)學(xué)如畏途,興趣淡漠,導(dǎo)致數(shù)學(xué)成績(jī)普遍低于其他學(xué)科。這使一些教師、家長(zhǎng)以至專家、學(xué)者大傷腦筋!
“興趣是最好的老師。”對(duì)任何事物,只有有了興趣,才能產(chǎn)生學(xué)習(xí)鉆研的動(dòng)機(jī)。興趣是找開科學(xué)大門的鑰匙。
對(duì)數(shù)學(xué)不感興趣的根本原因是沒有體會(huì)到蘊(yùn)含于數(shù)學(xué)之中的奇趣和美妙。
一個(gè)美學(xué)家說:“美,只要人感受到它,它就存在,不被人感受到,它就不存在!
對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)也是這樣。
有人說:“數(shù)學(xué)真枯燥,十個(gè)數(shù)字來回轉(zhuǎn),-、+、×、÷反復(fù)用,真乏味!”
有人卻說:“數(shù)學(xué)真美好,十個(gè)數(shù)字顛來倒,變化無窮最奇妙!”
認(rèn)為枯燥,是對(duì)數(shù)學(xué)的誤解感到了興趣,才能體會(huì)到數(shù)學(xué)的奧妙。
其實(shí),數(shù)學(xué)確實(shí)是個(gè)最富有魅力的學(xué)科。它所蘊(yùn)含的美妙和奇趣,是其他任何學(xué)科都不能相比的。
盡管語文的優(yōu)美詞語能令人陶醉,歷史的悲壯故事能催人振奮,然而,數(shù)學(xué)的邏輯力量卻可以使任何金剛大漢為之折服,數(shù)學(xué)的深感趣味能使任何年齡的人們?yōu)橹畠A倒!茫茫宇宙,浩浩江河,哪一種事物能脫離數(shù)和形而存在?是數(shù)、形的有機(jī)結(jié)合,才有這奇奇妙妙千姿百態(tài)的大千世界。
數(shù)學(xué)的美,質(zhì)樸,深沉,令人賞心悅目;數(shù)學(xué)的妙,鬼斧神工,令人拍案叫絕!數(shù)學(xué)的趣,醇濃如酒,令人神魂顛倒。
因?yàn)樗溃鸥腥,因(yàn)樗,才更顯得美。美和趣的和諧結(jié)合,便出現(xiàn)了種種奇妙。
這也許正是歷史上許許多多的科學(xué)家、藝術(shù)家,同時(shí)也鐘情于數(shù)學(xué)的原因吧!
數(shù)學(xué)以它美的形象,趣的魅力,吸引著古往今來千千萬萬癡迷的追求者。
一、數(shù)學(xué)的趣味美
數(shù)學(xué)是思維的體操。思維觸角的每一次延伸,都開辟了一個(gè)新的天地。數(shù)學(xué)的趣味美,體現(xiàn)于它奇妙無窮的變幻,而這種變幻是其他學(xué)科望塵莫及的。
揭開了隱藏于數(shù)學(xué)迷宮的奇異數(shù)、對(duì)稱數(shù)、完全數(shù)、魔術(shù)數(shù)……的面紗,令人驚詫;觀看了數(shù)字波濤,數(shù)字旋渦……令人感嘆!一個(gè)個(gè)數(shù)字,非但毫不枯燥,而且生機(jī)勃勃,鮮活亮麗!
根據(jù)法則、規(guī)律,運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理演化出的各種神機(jī)妙算、數(shù)學(xué)游戲,是數(shù)學(xué)趣味性的集中體現(xiàn),顯示了數(shù)學(xué)思維的出神入化!
各種變化多端的奇妙圖形,賞心悅目;各種撲朔迷離的符形數(shù)謎,牽魂系夢(mèng);圖形式題的巧解妙算,啟人心扉,令人贊嘆!
魔幻謎題,運(yùn)用科學(xué)思維,“彈子會(huì)告密”、“卡片能說話”,能知你姓氏,知你出生年月,甚至能窺見你腦中所想,心中所思……真是奇趣玄妙,鬼斧神工。
……
面對(duì)這樣一些有趣的問題,怎能說數(shù)學(xué)枯燥乏味呢?
二、數(shù)學(xué)的形象美
黑格爾說:“美只能在形象中出現(xiàn)!闭劦叫蜗竺溃恍┤吮懵(lián)想到文學(xué)、藝術(shù),如影視、雕塑、繪畫,等等。似乎數(shù)學(xué)只是抽象的孿生兄弟。
其實(shí)不然。
數(shù)學(xué)是研究數(shù)與形的科學(xué),數(shù)形的有機(jī)結(jié)合,組成了萬事萬物的絢麗畫面。
數(shù)字美:
阿拉伯?dāng)?shù)字本身便有著極美的形象:1字像小棒,2字像小鴨,3字像耳朵,4字像小旗……瞧,多么生動(dòng)。
符號(hào)美:
“=”(等于號(hào))兩條同樣長(zhǎng)短的平行線,表達(dá)了運(yùn)算結(jié)果的唯一性,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)科學(xué)的清晰與精確。
“≈”(約等于號(hào))是等于號(hào)的變形,表達(dá)了兩種量間的聯(lián)系性,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)科學(xué)的模糊與朦朧。
“>”(大于號(hào))、“<”(小于號(hào)),一個(gè)一端收緊,一個(gè)一端張開,形象地表明兩量之間的大小關(guān)系。
{[( )]}(大、中、小括號(hào))形象地表明了內(nèi)外,先后的區(qū)別,體現(xiàn)對(duì)稱、收放的內(nèi)涵特征。
……
線條美:
看到“⊥”(垂直線條)我們想起屹立街頭的十層高樓,給我們的是挺拔感;看到“─”(水平線條),我們想起了無風(fēng)的湖面,給我們的是沉靜感;看到“~”(曲線線條),我們想起了波濤滾滾的河水,給我們的是流動(dòng)感。
幾何形體中那些優(yōu)美的圖案更是令人賞心悅目。
三角形的穩(wěn)定性,平行四邊形的變態(tài)性,圓蘊(yùn)含的廣闊性……都給人以無限遐想。
脫式運(yùn)算的“收網(wǎng)式”變形以及統(tǒng)計(jì)圖表,則是數(shù)與形的完美結(jié)合。
我國古代的太極圖,把平面與立體、靜止與旋轉(zhuǎn),數(shù)字與圖形,更做了高度的概括!
三、數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美
數(shù)學(xué)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性,決定它必須精煉、準(zhǔn)確,因而簡(jiǎn)潔美是數(shù)學(xué)的又一特色。
數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美表現(xiàn)在:
定義、規(guī)律敘述語言的高度濃縮性,使它的語言精煉到“一字干金”的程度。
質(zhì)數(shù)的定義是“只有和它本身的兩個(gè)約數(shù)的數(shù)”,若丟掉“只”字,便荒謬絕倫;小數(shù)性質(zhì)中“小數(shù)未尾的0……”若說成“后面”,便“失之干里”。此種例證不勝枚舉。
2、公式、法則的高度概括性
一道公式可以解無數(shù)道題目,一條法則囊括了萬干事例。
三角形的面積=底×高÷2,把一切類型的三角形(直角的、鈍角的、銳角的、等邊的、等腰的、不等邊的)都概括無遺。
“數(shù)位對(duì)齊,個(gè)位加起,逢十進(jìn)一”把各種整數(shù)相加方法,全部包容了進(jìn)去。
3、符號(hào)語言的廣泛適用性
數(shù)學(xué)符號(hào)是最簡(jiǎn)潔的文字,表達(dá)的內(nèi)容卻極其廣泛而豐富,它是數(shù)學(xué)科學(xué)抽象化程度的高度體現(xiàn),也正是數(shù)學(xué)美的一個(gè)方面。
a+b=b+a abc=acb=bca……
這些用符號(hào)表達(dá)的算式,既節(jié)省了大量文字,又反映了普遍規(guī)律,簡(jiǎn)潔,明了,易記,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)語言干練,簡(jiǎn)潔的特有美感。
四、數(shù)學(xué)的對(duì)稱美
對(duì)稱是美學(xué)的基本法則之一,數(shù)學(xué)中眾多的軸對(duì)稱,中心對(duì)稱圖形,幻方、數(shù)陣以及等量關(guān)系都賦予了平衡、協(xié)調(diào)的對(duì)稱美。