西南大学高中数学课程标准导读第三次作业答案.docVIP

0773《高中数学课程标准导读》〔第三次作业〕

11．用教学实例说明直观几何在中学几何课程中的地位和作用。

答：几何的直观性是一个有目共睹的事实，由于几何的直观性，使得几何在数学中〔即使在数学家正在研究的高深的数学中〕具有非常重要的地位。下面我们引用当代伟大的数学家MichaelAtiyah〔1929—，英国皇家学会会员，法国科学院、美国科学院、瑞典科学院外籍院士，菲尔兹奖获得者〕的话：现代数学与传统数学的差异更多地是在方式上而不是在实质上。本世纪的数学在很大程度上是在与实质上具有的几何困难作斗争，这些困难是由于研究高维问题而产生的。集合直观仍然是领悟数学的最有效的渠道，应当在各级学校尽可能广泛地利用几何思想。

现在各国中学几何课程中都参加了直观几何的内容。学生能够在直观几何课中遇到引人入胜的难题，例如，种种迷人的折纸与拼图游戏，观察和实验是直观几何的主要内容。学生能够通过生动的、富有想象力的活动，开展自己的空间想象力；通过实实在在的动手操作，了解什么是几何变换；通过折叠、拼合建立关于对称的直观概念。观察、实验、操作、想象等认知活动在直观几何中以形形色色、丰富多彩的方式表现出来。中学几何教学中有些“概念、习题”用直观的方法进行讲解、指导，能很好地帮助学生理解知识、掌握知识并顺利地解决具体问题。

我在教学中，对某些“概念”的教学，常常就运用运动的观点做一些小实验来激发学生的求知欲，提高学生学习数学的兴趣，帮助学生对“概念”的加深理解。如：

讲解“三角形3个内角的和等于180°”这一知识时，我开始做了一个小实验：

用橡皮筋构成△ABC，使顶点B、C固定，顶点A可以移动〔如图〕。当顶点A来回运动时就可以得到不同的三角形。

这时，我便问学生：这些三角形的内角和是多少度呢？

学生在讨论中发现：当顶点A越靠近BC，

∠BAC越接近180°，

∠ABC与∠ACB越来越小，接近0°，

而当顶点A落到BC上时，这时∠ABC+∠ACB+∠BAC=180°。

于是，我让学生猜测，一般情形下，△ABC的内角和确实是180°吗？

接着，课上学生又积极地探索了几种不同的方法证实这一结论。整个一节课，学生思维积极，学习气氛非常浓厚，对这一知识的理解也比拟深刻。

几何图形是帮助我们进行数学想象的最有效的工具。本来，数学中的概念都是非常抽象的概念，而真正抽象的对象是难以思考的，直观的几何图形是我们最容易利用的数学形象。因此，直观几何不但能够帮助初学者掌握根底知识，也能够帮助人们进行真正的数学研究与数学创造。

直观几何并不仅仅停留在直观操作的层面，经过教师的细心引导，直观几何中也可以包含丰富多彩的、严格的逻辑推理。

12．你能否理解代数中的模式直观，以实例说明。

答：模式直观是一种比图形直观更为广泛的直观思维途径。模式直观并不是如许多人所想象的那样，“直观”离不开几何图形。模式直观是一种在大多数场合不能利用几何图形并借助于视觉形象所产生的对于事物之间逻辑关系的一种直接的、形象的推断和理解。有时模式直观表现为人们对复杂过程所发生的程序或秩序的理所当然的了解和理解。在上面的证法2中我们把“从n个元素的集合中取m个元素的过程分解为两种绝然不同的取法程序，其中一种在所取的m个元素中不含固定元素a，另中一种在所取的m个元素中含固定元素a，这样合在一起就是从n个元素的集合中取m个元素的所有可能的情形”。证法2的合理性建立在这种“程序分划”的模式直观之上。

一个非常典型的模式直观的实例是关于组合公式〔m，n?2〕的证明。

证法1：

证法2：在n个元素中固定一个元a，那么从n个元中取m个元可分为两种情形。一定不取a，共有种取法；一定取a，共有种取法，加起来共个取法。

容易看出证法1依赖于组合符号的定义及烦琐的数字计算，是一种对发现公式本身丝毫无助的纯验证法。而证法2直观形象，通过这种途径我们不但能够证明公式，而且这是一种发现公式的真正途径。可是，令人不可思议的是，传统的教学观点甚至认为证法2不能算作逻辑证明，不少旧教材仅仅把证法1作为该公式的证明，而把证法2作为对公式的一种“直观理解”。现在我们暂时不对这些有分歧的观点做出过多的判断和评论，关于证法2是否是真正的数学证明这个问题，读完下文之后读者一定能够自行判断。

13．试述数学文化的含义。

答：数学文化是指一个人通过某种特定的学习途径获得一定的数学知识之后，所表现出来的特有的行为准那么、思想观念及对待事物的态度.数学文化是由数学的思想、知识、方法、技术、理论等所辐射出来的能与相关文化领域结合为一体的一个具有强大精神与物质功能的动态系统。

数学文化包括以下几个方面。(1)知识成分:包括数学理论知识、数学问题、数学语言等。(2)能力因素:包括数学应用能力、将问题通过适当途径而数学化的能力、逻辑论证能力、计算能力、问题解决能