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古代数学学科教学方法

发布时间:2022-04-15 04:51:48

A. 河南一老师带全班穿古装上数学课,老师为什么要这么做

河南一老师带全班学生穿古装上数学课。数学老师之所以这么做,是想让学生能够通过穿古装的形式,感受古代的数学文化。同时,这样教学能让学生感受古代人的思想和数学文化的博大精深,增加学生对数学课的兴趣和探索。

1.教学形式新颖

老师让学生穿古装上数学课,这样的教学形式很新颖。一方面,一改传统的教学模式,丰富了学生的课堂体验;另一方面,能够开拓学生的学习兴趣,激发学生对学习的积极性和探索性。再者,学生穿汉服上课,自身的仪式感会更强,仿佛置身于古代的数学文化课程中。


数学老师让全班学生穿古装上数学课是想让学生能够更深层次的体会古代人对数学这门学科的思想观念以及古代数学文化的学术奥妙。当数学老师以穿汉服的新颖教学模式展开教学时,会让学生在新的情境教学中,感受到与以往不同的课堂文化,不仅会使往日单调的学习氛围更浓厚,还会使学生们的学习效果更好。

B. 数学教学中有哪些教学方法

数学教学中有哪些教学方法
“瓜傻式”教学法----将数学那种严密的逻辑演绎过程还原为生动活泼的知识生成过程。通过让学生了解所学的数学知识的现实背景,感知知识的的产生过程。掌握解决问题的思路,知道思路的形成过程,这种方法,可以极大激发孩子们的求知欲和创作欲。使枯燥干涩的数学概念演绎变得生动起来。

自主探索式学习----重点在于学生亲自体验学习过程 , 其价值与其说是学生发现 结论 , 不如说更看重学生的探索过程。自主探索式学习重视让每个学生根据自己的体 验 , 通过观察、实验、猜想、验证、推理等方式自由地、开放地去探究、去发现、去 “ 再创造 ” 有关数学问题口在这个过程中 , 学生不仅获得了必要的数学知识和技能 , 还对数学 知识的形成过程有所了解 , 特别是体验和学习数学的思考方法和数学的价值。

合作学习----小学数学教学中经常被采用的形式。但目前小组合作学习效益高的较少 , 有的只是流于形式。有的研究者认为 , 小组学习有独立型、竞争型、依赖型、依存 型等几种类型。目前我们用得较多的是学生独立学习后相互交流 , 真正意义上的合 作一一相互依存地来研究或者共同解决一个问题还太少。

“实践活动”的教学方法----通过实践活动,培养学生的创新精神和实践能力,发掘学生潜能,让学生学有用的数学知识。

……

无论是“优选”还是“创新”,一般都应注意以下四点:一是教学方法的选用或创新必须符合教学规律和原则;二是必须依据教学内容和特点,确保教学任务的完成;三是必须符合学生的年龄、心理变化特征和教师本身的教学风格;四是必须符合现有的教学条件和所规定的教学时间。另外,在指导思想上,教师应注意用辩证的观点来审视各种教学方法。

正所谓“教无定法”。
常用的教学方法
进入20世纪80年代以来,伴随着整个教学领域的深入改革,小学数学教学方法也呈现出蓬勃发展的势头。广大的小学数学教师和教学研究人员,一方面对我国传统的小学数学教学方法进行大胆的完善与改造,一方面积极地引进国外先进的教学方法,使我国新的教学方法,如雨后春笋,竞相涌现。

一、小学数学新教学方法介绍

(一)发现法

发现法是由美国当代着名教育家、认知心理学家布鲁纳50年代至60年代初所倡导的一种教学方法。

1、发现法的基本含义及特点

发现法是指教师不直接把现成的知识传授给学生,而是引导学生根据教师和教科书提供的课题与材料,积极主动地思考,独立地发现相应的问题和法则的一种教学方法。

发现法与其他教学方法相比较,有以下几个特点:

(1)发现法强调学生是发现者,让学生自己去独立发现、去认识,自己求出问题的答案,而不是教师把现成的结论提供给学生,使学生成为被动的吸收者。

(2)发现法强调学生内在学习动机的作用。学生最好的学习动机莫过于他们对所学课程具有内在的兴趣。发现法符合儿童好玩、好动、好问和喜欢追根求源的心理特点,遇到新奇、复杂的问题,他们就会积极地去探索。教师在教学中充分利用这一特点,利用新奇、疑难和矛盾等引发学生的思维冲突,促使他们产生强烈的求知欲望,主动地去探究和解决问题,改变了以往传统教学法仅利用外来刺激促发学生学习的做法。

(3)发现法使教师的主导作用表现为潜在的、间接的。由于该法是让学生运用已有的知识和教师提供的各种学习材料、直观教具等,自己去观察,用头脑去分析、综合、判断、推理,亲自去发现事物的本质规律,所以在这个过程中教师的主导作用是潜在的、间接的。

2、发现法的主要优点及其局限性

发现法有如下几个主要优点。

(1)可以使学生学习的外部动机转化为内部动机,增强学习的信心。

(2)有助于培养学生解决问题的能力。由于发现法经常练习怎样解决问题,所以能使学生学会探究的方法,培养学生提出问题和解决问题的能力,以及乐于创造发明的态度。

(3)运用发现法,有助于提高学生的智慧,发挥学生的潜力,培养学生优良的思维品质。

(4)有利于学生对知识的记忆和巩固。在发现学习的过程中,学生可就已有的知识结构进行内部改组,这种改组,可以使已有的知识结构与要学习的新知识更好的联系起来,这种系统化和结构化的知识,就更加有助于学生的理解、巩固和应用。

发现法也有一定的局限性。

(1)就教学效率而言,使用发现法需要花费的时间比较多。因为学生获得知识的过程是再发现的过程,一切真理都要学生自己去获得,或者重新发现,而不是由教师简单地告诉学生,因此,教学过程必然经历一个较长时间的摸索过程。

(2)就教学内容而言,它的适应是有一定范围的。发现法比较适用于具有严格逻辑的数、理、化等学科,对于人文学科是不太适用的。就适用的学科而言,也是只适用于概念和前后有联系的概括性知识的教学,如求平均数、运算定律等。而概念的名称、符号、表示法等,仍需要由教师来讲解。

(3)就教学的对象而言,它更适用于中、高年级的学生。因为发现学习必须以一定的基础知识和经验为发现的前提条件,因此,年级越高的学生,独立探索的能力也就会越强。所以,并非所有的教学内容和教学对象都有必要和可能采用发现法教学。

3、发现法教学举例(一位数除两位数的教学)

给出一道题如39÷3。学生可先拿39个物品,每3个一份,把它们分成13份。做几个这样的题目后,可以让他们把物品10个组成一组。例如,给出这样一道题:“哈利买了4条糖果,每条有10块。他吃了1块,把剩下的每3块包成一包,分给同学们,分给了几个同学?”

学生可能有以下几种解法:

(1)每3个分成一堆,然后数出分得的堆数。

(2)从3个10中各先拿出1个,剩下的每9个分给3个同学,再把其余的也每3个分成一堆。

9+9+9+3+3+3+3=39(块)

↓↓↓↓↓↓↓

3+3+3+1+1+1+1=13(人)

(3)与(2)相似,但他们看出有4个9。

9+9+9+9+3=39(块)

↓↓↓↓↓

3+3+3+3+1=13(人)

(4)他们看出3个10正好分给10个人,剩下的每3个分成一组。

30+3+3+3=39(块)

↓ ↓↓↓

10+1+1+1=13(人)

(5)与(4)相似,但他们看出剩下的9正好分给3个人。

30+9=39(块)

↓ ↓

10+3=13(人)

在学生得出解法之后,全班进行讨论。教师对不同的算法不给出评价。再出一道题,许多学生会选用比他第一次用的更为简便的方法。教师进一步提出引导性问题,促使学生找出更为有效的计算方法,形成一般的竖式计算。

(二)尝试教学法

尝试教学法是小学数学教学方法中一种影响比较大的教学方法。它是一种具有中国特色的教学方法。尝试教学法是由常州市教育科学研究所的邱学华老师最早设计和提出的,经过在一些地区和全国逐步推广,到现在已有十多年的时间,取得了很好的教学效果,甚至在国际上也有一定的影响。

1、尝试教学法的基本内容

什么是尝试教学法?尝试教学法的基本思路就是:教学过程中,不是先由教师讲,而是让学生在上知识的基础上先来尝试练习,在尝试的过程中指导学生自学课本,引导学生讨论,在学生尝试练习的基础上,教师再进行有针对性的讲解。尝试教学法的基本程序分为五个步骤:出示尝试题;自学课本;尝试练习;学生讨论;教师讲解。

尝试教学法与普通的教学方法的根本区别就在于,改变教学过程中“先讲后练”的方式,以“先练后讲”的方式作为教学的主要形式。

尝试教学法产生的背景是:在20世纪80年代初,我国教学改革已经走上了正轨,国内有许多教学改革的实验研究。同时,也有许多国外的教学改革的经验大量地介绍进来。在这种情况下,人们开始思考如何根据我国的教学改革的实验,研究和创造具有中国特色的,既符合现代教育改革的需要,又具有较强的操作性的教学方法。邱学华老师多年来进行小学数学教学的研究,在“文革”前后进行了多项小学数学教学改革方面的调查与实验,深感研究一种新的小学数学教学法的必要性。因此,他在分析和对比国内外教学改革的经验的基础上,提出了尝试教学法的设想。他借鉴了中国古代的“启发式教学”原理、发现法和自学辅导法教学的思路,综合地分析和研究这些教学法的长处与不足,试图形成一种独特的,具有操作性和可行性的教学方法。

C. 中国古代的数学教育是怎么样的

数学作为一门应用性非常强的基础学科,无论天文、水利、建筑,乃至商业、日常生活,都须臾离不开。如果没有相应的数学教育,中国不可能长时间在世界上保持文明的领先地位。
事实上,中国早就存在数学教学,并逐渐形成了比较系统的数学教育制度。西周时期针对贵族子弟开设的教学科目“六艺”中的“数”,便是一种早期的数学教育,而平民所学习的“小艺”中,也包含了“数”。到南北朝时期,中国数学蓬勃发展,《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》等算学着作相继问世。同时,数学教育也有较大发展,北魏在中央官学中专门开设的“算学”,可算是世界上最早开设的数学专科学校。这意味着算学被列为基本的国学之一。
隋唐时期,中国首次建立起正式的数学教育制度。隋文帝时期,中国在国子监设立了算学馆,在算学馆设算学
博士1人,助教2人,学生8人,并制定了专用的数学教材《算经十书》对学生进行讲授。唐贞观年间,算学教育规模进一步扩大,专门设博士2人,助教1人,学生30人,八品以下子弟以及庶人喜欢算学、年龄在14-19岁之间者都可入学,学习期限9年。
从公元11世纪到14世纪的宋元时期,是以筹算为主要工具的中国古代数学的鼎盛时期。在此期间,涌现出一批杰出的数学家和数学着作,中国数学达到最高境界,与当时的阿拉伯数学一道居于世界领先地位。而在数学教育方面,在科举考试及太学、国子监等学校中都有专门的算学考试。14世纪中后叶明王朝建立以后,统治者奉行以八股文为特征的科举制度,在国家科举考试中大幅度削减数学内容。失去国家的政策鼓励之后,数学教育也出现衰退,自此,中国古代数学便开始衰退,落后于世界了。

D. 数学的教学方法有哪些

有7种常用的数学教学方法:

1.讲授法是一种教学方法,教师使用口语来描述情境,叙述事实,解释概念,论证原则和澄清规则。

2..谈话法又称回答法,是通过教师和学生之间的对话传播和学习知识的方法。其特点是教师指导学生利用现有的经验和知识回答教师提出的问题,获取新知识或巩固和检查所获得的知识。

3.讨论方法是一种方法,使整个班级或小组围绕某个中心问题发表自己的意见和看法,共同探索,互相激励,进行头脑风暴和学习。

4.演示方法是一种教学方法,教师通过现代教学方法向学生展示物理或物理图像进行观察,或通过示范实验,使学生获得知识更新。它是一种辅助教学方法,通常与讲座,对话,讨论等结合使用。

5.练习法是学生在教师指导下巩固知识,培养各种学习技能的基本方法。这也是学生学习过程中的一项重要实践活动。

6.实验法是一种教学方法,学生在教师的指导下使用某些设备和材料,通过操作引起实验对象的某些变化,并通过观察这些变化获得新知识或验证知识。一种常用于自然科学学科的方法。

7.实习是一种教学方法,学生可以使用某些实习场所,参加某些实习,掌握一定的技能和相关的直接知识,或者验证间接知识并全面应用所学知识。

(4)古代数学学科教学方法扩展阅读:

数学教学方法(methods. of mathematics teach-ing)教学方法的一种.教师指导学生学好数学基础知识,提高数学基本技能,发展数学才能,进行思品德教育的方式、方法.它既包括了教师教的方法,也包括了学生学的方法.数学教学方法对于激发学生学习数学的兴趣,实现数学教学目的,提高数学教学质量,都起着重要的作用.

远在中国春秋末期和古希腊时期,就有讲解、问答、练习、复习等方法的记载.古代主要采用讲授法,近代推行了演示、观察、实验、参观等新方法,并改进了解、谈话等方法.近些年来随着现代科学技术的进步,现代化教学手段的使用,教育学与心理学新成就的出现,信息论、控制论与系统论新学科的建立与发展,为数学教学方法的改进与发展提供了良好条件。

常用的数学教学方法有:启发、讲解、谈话、练习、讨论、演示、实习、观察、复习等,其中,启发、讲解、谈话、练习等用的较多.当前国内外正在实验的数学教学方法有:发现、研究、自学辅导、程序教学、最优化教学、算法化教学、“读读、议议、讲讲、练练”等。

E. 数学教学的四个基本原则

数学教学的四个基本原则:

一、抽象与具体相结合的原则

高度的抽象性是数学学科理论的基本特点之一。数学以现实世界的空间形式和数量关系作为研究对象,所以数学是将客观对象的所有其他特性抛开,而只取其空间形式和数量关系进行系统的、理论的研究.因此,数学具有比其他学科更显着的抽象性。这种抽象性还表现为高度的概括性.一般说来,数学的抽象程度越高,其概括性越强。

二、严谨性与量力性相结合的原则

严谨性是数学学科的基本特征之一。其涵义主要是指数学逻辑的严格性及结论的精确性。在中学数学的理论体系中,它主要表现在以下两个方面:其一,概念(除原始概念外)必须定义,命题(除公理外)必须证明;其二,在数学内容的安排上,要符合学科内在的逻辑结构。

三、培养“双基”与策略创新相结合的原则

数学“双基”就是指数学基础知识和基本技能。数学基础知识,即数学知识网络中的“结点”,包括中学数学中的概念、定理、公式、法则、方法等。基本技能是指与数学基础知识相关的按照一定程序与步骤进行的操作方式,包括运算、推理、数据处理、画图、绘制表格等心智活动。正确理解数学概念是掌握数学知识的前提,而牢固掌握定义、性质、公理、定理、公式、法则等数学规律和解题、证题的方法,则是学好数学的必要条件。

四、精讲多练与自主建构相结合的原则

精讲多练是当前数学课堂教学的主要做法。精讲,是针对教师讲解提出的,要求教师要精选典型问题做出讲解,对数学概念、定理中的关键点做出精辟讲解。讲解要少而精,要有针对性、代表性、普遍性,不搞一言堂,个别问题作个别教学。多练,是要求学生练习解题必须达到一定的数量。

(5)古代数学学科教学方法扩展阅读:

数学起源于人类早期的生产活动,古巴比伦人从远古时代开始已经积累了一定的数学知识,并能应用实际问题。从数学本身看,他们的数学知识也只是观察和经验所得,没有综合结论和证明,但也要充分肯定他们对数学所做出的贡献。

基础数学的知识与运用是个人与团体生活中不可或缺的一部分。其基本概念的精炼早在古埃及、美索不达米亚及古印度内的古代数学文本内便可观见。从那时开始,其发展便持续不断地有小幅度的进展。但当时的代数学和几何学长久以来仍处于独立的状态。

代数学可以说是最为人们广泛接受的“数学”。可以说每一个人从小时候开始学数数起,最先接触到的数学就是代数学。而数学作为一个研究“数”的学科,代数学也是数学最重要的组成部分之一。几何学则是最早开始被人们研究的数学分支。

直到16世纪的文艺复兴时期,笛卡尔创立了解析几何,将当时完全分开的代数和几何学联系到了一起。从那以后,我们终于可以用计算证明几何学的定理;同时也可以用图形来形象的表示抽象的代数方程与三角函数。而其后更发展出更加精微的微积分。

F. 旧时教师的教学方法

贯彻面向全体原则,既不能以全班学力最低的学生为准,人为地降低教学难度、放慢教学进度,也不能以“学科尖子生”为准,更不能用同一标准要求全体学生。贯彻因材施教原则,做到既能关注全体、又能兼顾个体,才是对面向全体原则的最好诠释。
2、必须拥有一种特殊的能力,那就是在课堂上的“快速指导”能力。这里提供一个高效课堂公式:
高效课堂=精练的讲授+恰当的练习+有效的指导
学生在课堂上遇到学习困难得到及时的帮助,这就是最好的“德育”。
3、如果中小学课堂能够从“目中无人”的地方转变为“有情有智”的场所,那么中小学生厌学现象就会发生根本性的好转。

教师教学
4、贯彻直观教学原则有以下几种途径:
一是实物直观。
实物直观是通过实物进行教学,直接将对象呈现在学生面前。在学习日常生活中比较生疏的内容时,实物直观能真实有效地为学生提供理解、掌握新知所必需的感性经验。另外,到实地参观也是实物直观的最好途径之一。我们在进行试验展示的时候,因为班级位置或是学生高矮的原因,导致部分学生不能清晰直观看到老师的教学步骤,没关系,用微讲师课堂教学系统的高清摄像头同步录制演示步骤并同步大屏幕展示,教学无忧就这么任性!
二是影像直观。
影像直观是运用各种手段,包括图片(包括教材插图与课堂板画)、图表、模型、幻灯、录音、录像、电影、电视、多媒体技术、网络技术等进行辅助教学。影像直观相对于实物直观更具有不受实际条件限制的特点,从而弥补实物直观的缺陷。讲到重点难点易错点的时候,老师可以借助信息化工具如微讲师微课制作工具一类的免费软件提前录制或是制作5-10分钟的简单微课,将静态的内容动态展示更能激发学生学习兴趣!
三是语言直观。
语言直观是教师运用自己的语言、借助学生已有的知识经验进行生动的比喻、形象的描述,强化学生的感性认识,达到直观的教学效果。语言直观的运用效果主要取决于教师自身的素养。老师可以在借助无线麦克在教室任意位置边走边讲,并且与学生充分的互动,让课堂变得更加有活力,更加有趣!
四是知识直观。
新知识如果是建立在学生已有知识与经验的基础上,通过已有知识与经验的延伸、拓展、联想、迁移得来的,这样的知识形成过程更容易让学生接受。

G. 古代人学数学之类的学科吗

数学作为一门应用性非常强的基础学科,无论天文、水利、建筑,乃至商业、日常生活,都须臾离不开。如果没有相应的数学教育,中国不可能长时间在世界上保持文明的领先地位。事实上,中国早就存在数学教学,并逐渐形成了比较系统的数学教育制度。

西周时期针对贵族子弟开设的教学科目“六艺”中的“数”,便是一种早期的数学教育,而平民所学习的“小艺”中,也包含了“数”。到南北朝时期,中国数学蓬勃发展,《孙子算经》《夏侯阳算经》《张丘建算经》等算学着作相继问世。同时,数学教育也有较大发展,北魏在中央官学中专门开设的“算学”,可算是世界上最早开设的数学专科学校。这意味着算学被列为基本的国学之一。

隋唐时期,中国首次建立起正式的数学教育制度。隋文帝时期,中国在国子监设立了算学馆,在算学馆设算学博士1人,助教2人,学生8人,并制定了专用的数学教材《算经十书》对学生进行讲授。唐贞观年间,算学教育规模进一步扩大,专门设博士2人,助教1人,学生30人,八品以下子弟以及庶人喜欢算学、年龄在14~19岁之间者都可入学,学习期限9年。

从公元11世纪到14世纪的宋元时期,是以筹算为主要工具的中国古代数学的鼎盛时期。在此期间,涌现出一批杰出的数学家和数学着作,中国数学达到最高境界,与当时的阿拉伯数学一道居于世界领先地位。而在数学教育方面,在科举考试及太学、国子监等学校中都有专门的算学考试。

14世纪中后叶明王朝建立以后,统治者奉行以八股文为特征的科举制度,在国家科举考试中大幅度削减数学内容。失去国家的政策鼓励之后,数学教育也出现衰退,自此,中国古代数学便开始衰退,落后于世界了。

H. 数学授课有哪些教法

有7种常用的数学教学方法:

1.讲授法是一种教学方法,教师使用口语来描述情境,叙述事实,解释概念,论证原则和澄清规则。

2..谈话法又称回答法,是通过教师和学生之间的对话传播和学习知识的方法。其特点是教师指导学生利用现有的经验和知识回答教师提出的问题,获取新知识或巩固和检查所获得的知识。

3.讨论方法是一种方法,使整个班级或小组围绕某个中心问题发表自己的意见和看法,共同探索,互相激励,进行头脑风暴和学习。

4.演示方法是一种教学方法,教师通过现代教学方法向学生展示物理或物理图像进行观察,或通过示范实验,使学生获得知识更新。它是一种辅助教学方法,通常与讲座,对话,讨论等结合使用。

5.练习法是学生在教师指导下巩固知识,培养各种学习技能的基本方法。这也是学生学习过程中的一项重要实践活动。

6.实验法是一种教学方法,学生在教师的指导下使用某些设备和材料,通过操作引起实验对象的某些变化,并通过观察这些变化获得新知识或验证知识。一种常用于自然科学学科的方法。

7.实习是一种教学方法,学生可以使用某些实习场所,参加某些实习,掌握一定的技能和相关的直接知识,或者验证间接知识并全面应用所学知识。

(8)古代数学学科教学方法扩展阅读:
数学教学方法(methods. of mathematics teach-ing)教学方法的一种.教师指导学生学好数学基础知识,提高数学基本技能,发展数学才能,进行思品德教育的方式、方法.它既包括了教师教的方法,也包括了学生学的方法.数学教学方法对于激发学生学习数学的兴趣,实现数学教学目的,提高数学教学质量,都起着重要的作用.

远在中国春秋末期和古希腊时期,就有讲解、问答、练习、复习等方法的记载.古代主要采用讲授法,近代推行了演示、观察、实验、参观等新方法,并改进了解、谈话等方法.近些年来随着现代科学技术的进步,现代化教学手段的使用,教育学与心理学新成就的出现,信息论、控制论与系统论新学科的建立与发展,为数学教学方法的改进与发展提供了良好条件。

常用的数学教学方法有:启发、讲解、谈话、练习、讨论、演示、实习、观察、复习等,其中,启发、讲解、谈话、练习等用的较多.当前国内外正在实验的数学教学方法有:发现、研究、自学辅导、程序教学、最优化教学、算法化教学、“读读、议议、讲讲、练练”等。

I. 中国古代数学形成学科出现在哪个朝代他比世界上其他国家早出现多少年

秦汉、魏晋、南北朝,共400年间的数学发展历史。而西方古希腊时期就形成了以毕达哥拉斯、欧几里得、阿基米德、阿波罗尼奥斯为主的数学几何学,所以从形成理论来说,中国要晚500年至1000年。


一、中国数学的起源与早期发展 据《易·系辞》记载:“上古结绳而治,后世圣人易之以书契”。在殷墟出土的甲骨文卜辞中有很多记数的文字。从一到十,及百、千、万是专用的记数文字,共有13个独立符号,记数用合文书写,其中有十进制制的记数法,出现最大的数字为三万。算筹是中国古代的计算工具,而这种计算方法称为筹算。算筹的产生年代已不可考,但可以肯定的是筹算在春秋时代已很普遍。

用算筹记数,有纵、横两种方式:表示一个多位数字时,采用十进位值制,各位值的数目从左到右排列,纵横相间﹝法则是:一纵十横,百立千僵,千、十相望,万、百相当﹞,并以空位表示零。算筹为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件。 筹算直到十五世纪元朝末年才逐渐为珠算所取代,中国古代数学就是在筹算的基础上取得其辉煌成就的。

在几何学方面《史记·夏本记》中说夏禹治水时已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具,并早已发现“勾三股四弦五”这个勾股定理﹝西方称勾股定理﹞的特例。战国时期,齐国人着的《考工记》汇总了当时手工业技术的规范,包含了一些测量的内容,并涉及到一些几何知识,例如角的概念。

战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。着名的有《墨经》中关于某些几何名词的定义和命题,例如:“圆,一中同长也”、“平,同高也”等等。墨家还给出有穷和无穷的定义。《庄子》记载了惠施等人的名家学说和桓团、公孙龙等辩者提出的论题,强调抽象的数学思想,例如“至大无外谓之大一,至小无内谓之小一”、“一尺之棰,日取其半,万世不竭”等。这些许多几何概念的定义、极限思想和其它数学命题是相当可贵的数学思想,但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想未能得到很好的

186年(应该在此前)。

西汉末年﹝公元前一世纪﹞编纂的《周髀算经》,尽管是谈论盖天说宇宙论的天文学着作,但包含许多数学内容,在数学方面主要有两项成就:(1)提出勾股定理的特例及普遍形式;(2)测太阳高、远的陈子测日法,为后来重差术(勾股测量法)的先驱。此外,还有较复杂的开方问题和分数运算等。

《九章算术》是一部经几代人整理、删补和修订而成的古代数学经典着作,约成书于东汉初年﹝公元前一世纪﹞。全书采用问题集的形式编写,共收集了246个问题及其解法,分属于方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程和勾股九章。主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和体积的计算、关于勾股测量的计算等。在代数方面,《方程》章中所引入的负数概念及正负数加减法法则,在世界数学史上都是最早的记载;书中关于线性方程组的解法和现在中学讲授的方法基本相同。就《九章算术》的特点来说,它注重应用,注重理论联系实际,形成了以筹算为中心的数学体系,对中国古算影响深远。它的一些成就如十进制值制、今有术、盈不足术等还传到印度和阿拉伯,并通过这些国家传到欧洲,促进了世界数学的发展。

魏晋时期中国数学在理论上有了较大的发展。其中赵爽(生卒年代不详)和刘徽(生卒年代不详)的工作被认为是中国古代数学理论体系的开端。三国吴人赵爽是中国古代对数学定理和公式进行证明的最早的数学家之一,对《周髀算经》做了详尽的注释,在《勾股圆方图注》中用几何方法严格证明了勾股定理,他的方法已体现了割补原理的思想。赵爽还提出了用几何方法求解二次方程的新方法。263年,三国魏人刘徽注释《九章算术》,在《九章算术注》中不仅对原书的方法、公式和定理进行一般的解释和推导,系统地阐述了中国传统数学的理论体系与数学原理,而且在其论述中多有创造,在卷1《方田》中创立割圆术(即用圆内接正多边形面积无限逼近圆面积的办法),为圆周率的研究工作奠定理论基础和提供了科学的算法,他运用“割圆术”得出圆周率的近似值为3927/1250(即3.1416);在《商功》章中,为解决球体积公式的问题而构造了“牟合方盖”的几何模型,为祖暅获得正确结果开辟了道路;为建立多面体体积理论,运用极限方法成功地证明了阳马术;他还撰着《海岛算经》,发扬了古代勾股测量术----重差术。

南北朝时期的社会长期处于战争和分裂状态,但数学的发展依然蓬勃。出现了《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》等算学着作。约于公元四-五世纪成书的《孙子算经》给出“物不知数”问题并作了解答,导致求解一次同余组问题在中国的滥畅;《张丘建算经》的“百鸡问题”引出三个未知数的不定方程组问题。

公元五世纪,祖冲之、祖暅父子的工作在这一时期最具代表性,他们在《九章算术》刘徽注的基础上,将传统数学大大向前推进了一步,成为重视数学思维和数学推理的典范。他们同时在天文学上也有突出的贡献。其着作《缀术》已失传,根据史料记载,他们在数学上主要有三项成就:(1)计算圆周率精确到小数点后第六位,得到3.1415926 <π< 3.1415927,并求得π的约率为22/7,密率为355/113,其中密率是分子分母在1000以内的最佳值,欧洲直到十六世纪德国人鄂图(valentinus otto)和荷兰人安托尼兹(a.anthonisz)才得出同样结果;(2)祖暅在刘徽工作的基础上推导出球体体积的正确公式,并提出"幂势既同则积不容异"的体积

原理,即二立体等高处截面积均相等则二体体积相等的定理。欧洲十七世纪意大利数学家卡瓦列利(bonaventura cavalieri)才提出同一定理;(3)发展了二次与三次方程的解法。 同时代的天文历学家何承天创调日法,以有理分数逼近实数,发展了古代的不定分析与数值逼近算法。

三、中国数学教育制度的建立

隋朝大兴土木,客观上促进了数学的发展。唐初王孝通撰《缉古算经》,主要是通过土木工程中计算土方、工程的分工与验收以及仓库和地窖计算等实际问题,讨论如何以几何方式建立三次多项式方程,发展了《九章算术》中的少广、勾股章中开方理论。 隋唐时期是中国封建官僚制度建立时期,随着科举制度与国子监制度的确立,数学教育有了长足的发展。656年国子监设立算学馆,设有算学博士和助教,由太史令李淳风等人编纂注释《算经十书》(包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《缉古算经》、《五曹算经》、《五经算术》和《缀术》﹞,作为算学馆学生用的课本。对保存古代数学经典起了重要的作用。

由于南北朝时期的一些重大天文发现在隋唐之交开始落实到历法编算中,使唐代历法中出现一些重要的数学成果。公元600年,隋代刘焯在制订《皇极历》时,在世界上最早提出了等间距二次内插公式,这在数学史上是一项杰出的创造,唐代僧一行在其《大衍历》中将其发展为不等间距二次内插公式。

唐朝后期,计算技术有了进一步的改进和普及,出现很多种实用算术书,对于乘除算法力求简捷。

四、中国数学发展的高峰

唐朝亡后,五代十国仍是军阀混战的继续,直到北宋王朝统一了中国,农业、手工业、商业迅速繁荣,科学技术突飞猛进。从公元十一世纪到十四世纪﹝宋、元两代﹞,筹算数学达到极盛,是中国古代数学空前繁荣,硕果累累的全盛时期。这一时期出现了一批着名的数学家和数学着作,列举如下:贾宪的《黄帝九章算法细草》﹝11世纪中叶﹞,刘益的《议古根源》﹝12世纪中叶﹞,秦九韶的《数书九章》﹝1247﹞,李冶的《测圆海镜》﹝1248﹞和《益古演段》﹝1259﹞,杨辉的《详解九章算法》﹝1261﹞、《日用算法》﹝1262﹞和《杨辉算法》﹝1274-1275﹞,朱世杰的《算学启蒙》﹝1299﹞和《四元玉鉴》﹝1303﹞等等。 宋元数学在很多领域都达到了中国古代数学,也是当时世界数学的巅峰。其中主要的工作有: 公元1050年左右,北宋贾宪(生卒年代不详)在《黄帝九章算法细草》中创造了开任意高次幂的“增乘开方法”,公元1819年英国人霍纳(william george horner)才得出同样的方法。贾宪还列出了二项式定理系数表,欧洲到十七世纪才出现类似的“巴斯加三角”。 (《黄帝九章算法细草》已佚)公元1088—1095年间,北宋沈括从“酒家积罂”数与“层坛”体积等生产实践问题提出了“隙积术”,开始对高阶等差级数的求和进行研究,并创立了正确的求和公式。沈括还提出“会圆术”,得出了我国古代数学史上第一个求弧长的近似公式。他还运用运筹思想分析和研究了后勤供粮与运兵进退的关系等问题。

公元1247年,南宋秦九韶在《数书九章》中推广了增乘开方法,叙述了高次方程的数值解法,他列举了二十多个来自实践的高次方程的解法,最高为十次方程。欧洲到十六世纪意大利人菲尔洛(scipio del ferro)才提出三次方程的解法。秦九韶还系统地研究了一次同余式理论。

公元1248年,李冶(李治,公元1192一1279年)着的《测圆海镜》是第一部系统论述“天元术”(一元高次方程)的着作,这在数学史上是一项杰出的成果。在《测圆海镜?序》中,李冶批判了轻视科学实践,以数学为“九九贱技”、“玩物丧志”等谬论。

公元1261年,南宋杨辉(生卒年代不详)在《详解九章算法》中用“垛积术”求出几类高阶等差级数之和。公元1274年他在《乘除通变本末》中还叙述了“九归捷法”,介绍了筹算乘除的各种运算法。公元1280年,元代王恂、郭守敬等制订《授时历》时,列出了三次差的内插公式。郭守敬还运用几何方法求出相当于现在球面三角的两个公式。 公元1303年,元代朱世杰(生卒年代不详)着《四元玉鉴》,他把“天元术”推广为“四元术”(四元高次联立方程),并提出消元的解法,欧洲到公元1775年法国人别朱(etienne bezout)才提出同样的解法。朱世杰还对各有限项级数求和问题进行了研究,在此基础上得出了高次差的内插公式,欧洲到公元1670年英国人格里高利(james gregory)和公元1676一1678年间牛顿(issac newton)才提出内插法的一般公式。 公元十四世纪我国人民已使用珠算盘。在现代计算机出现之前,珠算盘是世界上简便而有效的计算工具。

五、中国数学的衰落与日用数学的发展

这一时期指十四世纪中叶明王朝建立到明末的1582年。数学除珠算外出现全面衰弱的局面,当中涉及到中算的局限、十三世纪的考试制度中已删减数学内容、明代大兴八段考试制度等复杂的问题,不少中外数学史家仍探讨当中涉及的原因。

明代最大的成就是珠算的普及,出现了许多珠算读本,及至程大位的《直指算法统宗》﹝1592﹞问世,珠算理论已成系统,标志着从筹算到珠算转变的完成。但由于珠算流行,筹算几乎绝迹,建立在筹算基础上的古代数学也逐渐失传,数学出现长期停滞。 六、西方初等数学的传入与中西合璧

十六世纪末开始,西方传教士开始到中国活动,由于明清王朝制定天文历法的需要,传教士开始将与天文历算有关的西方初等数学知识传入中国,中国数学家在“西学中源”思想支配下,数学研究出现了一个中西融合贯通的局面。 十六世纪末,西方传教士和中国学者合译了许多西方数学专着。其中第一部且有重大影响的是意大利传教士利马窦和徐光启合译的《几何原本》前6卷﹝1607﹞,其严谨的逻辑体系和演译方法深受徐光启推崇。徐光启本人撰写的《测量异同》和《勾股义》便应用了《几何原本》的逻辑推理方法论证中国的勾股测望术。此外,《几何原本》课本中绝大部份的名词都是首创,且沿用至今。在输入的西方数学中仅次于几何的是三角学。在此之前,三角学只有零星的知识,而此后获得迅速发展。介绍西方三角学的着作有邓玉函编译的《大测》﹝2卷,1631﹞、《割圆八线表》﹝6卷﹞和罗雅谷的《测量全义》﹝10卷,1631﹞。在徐光启主持编译的《崇祯历书》﹝137卷,1629-1633﹞中,介绍了有关圆椎曲线的数学知识。入清以后,会通中西数学的杰出代表是梅文鼎,他坚信中国传统数学“必有精理”,对古代名着做了深入的研究,同时又能正确对待西方数学,使之在中国扎根,对清代中期数学研究的高潮是有积极影响的。与他同时代的数学家还有王锡阐和年希尧等人。 清康熙帝爱好科学研究,他“御定”的《数理精蕴》﹝53卷,1723﹞,是一部比较全面的初等数学书,对当时的数学研究有一定影响。

七、传统数学的整理与复兴

乾嘉年间形成一个以考据学为主的干嘉学派,编成《四库全书》,其中数学着作有《算经十书》和宋元时期的着作,为保存濒于湮没的数学典籍做出重要贡献。

在研究传统数学时,许多数学家还有发明创造,例如有“谈天三友”之称的焦循、汪莱及李锐作出不少重要的工作。李善兰在《垛积比类》﹝约1859﹞中得到三角自乘垛求和公式,现在称之为“李善兰恒等式”。这些工作较宋元时期的数学进了一步。阮元、李锐等人编写了一部天文学家和数学家传记《畴人传》46卷﹝1795-1810﹞,开数学史研究之先河。 八、西方数学再次东进

1840年鸦战争后,闭关锁国政策被迫中止。同文馆内添设“算学”,上海江南制造局内添设翻译馆,由此开始第二次翻译引进的高潮。

主要译者和着作有:李善兰与英国传教士伟烈亚力合译的《几何原本》后9卷﹝1857﹞,使数学的还有江泽涵﹝1927﹞、陈省身﹝1934﹞、华罗庚﹝1936﹞、许宝骙﹝1936﹞等人,他们都成为中国现代数学发展的骨干力量。同时外国数学家也有来华讲学的,例如英国的罗素﹝1920﹞,美国的伯克霍夫﹝1934﹞、奥斯古德﹝1934﹞、维纳﹝1935﹞,法国的阿达马﹝1936﹞等人。1935年中国数学会成立大会在上海召开,共有33名代表出席。1936年〈中国数学会学报〉和《数学杂志》相继问世,这些标志着中国现代数学研究的进一步发展。 解放以前的数学研究集中在纯数学领域,在国内外共发表论着600余种。在分析学方面,陈建功的三角级数论,熊庆来的亚纯函数与整函数论研究是代表作,另外还有泛函分析、变分法、微分方程与积分方程的成果;在数论与代数方面,华罗庚等人的解析数论、几何数论和代数数论以及近世代数研究取得令世人瞩目的成果;在几何与拓扑学方面,苏步青的微分几何学,江泽涵的代数拓扑学,陈省身的纤维丛理论和示性类理论等研究做了开创性的工作:在概率论与数理统计方面,许宝骙在一元和多元分析方面得到许多基本定理及严密证明。此外,李俨和钱宝琮开创了中国数学史的研究,他们在古算史料的注释整理和考证分析方面做了许多奠基性的工作,使我国的民族文化遗产重放光彩。

1949年11月即成立中国科学院。1951年3月《中国数学学报》复刊﹝1952年改为《数学学报》﹞,1951年10月《中国数学杂志》复刊﹝1953年改为《数学通报》﹞。1951年8月中国数学会召开建国后第一次国代表大会,讨论了数学发展方向和各类学校数学教学改革问题。

建国后的数学研究取得长足进步。50年代初期就出版了华罗庚的《堆栈素数论》﹝1953﹞、苏步青的《射影曲线概论》﹝1954﹞、陈建功的《直角函数级数的和》﹝1954﹞和李俨的《中算史论丛》5集﹝1954-1955﹞等专着,到1966年,共发表各种数学论文约2万余篇。 除了在数论、代数、几何、拓扑、函数论、概率论与数理统计、数学史等学科继续取得新成果外,还在微分方程、计算技术、运筹学、数理逻辑与数学基础等分支有所突破,有许多论着达到世界先进水平,同时培养和成长起一大批优秀数学家。

60年代后期,中国的数学研究基本停止,教育瘫痪、人员丧失、对外交流中断,后经多方努力状况略有改变。1970年《数学学报》恢复出版,并创刊《数学的实践与认识》。1973年陈景润在《中国科学》上发表《大偶数表示为一个素数及一个不超过二个素数的乘积之和》的论文,在哥德巴赫猜想的研究中取得突出成就。此外中国数学家在函数论、马尔可夫过程、概率应用、运筹学、优选法等方面也有一定创见。 1978年11月中国数学会召开第三次代表大会,标志着中国数学的复苏。1978年恢复全国数学竞赛,1985年中国开始参加国际数学奥林匹克数学竞赛。1981年陈景润等数学家获国家自然科学奖励。1983年国家首批授于18名中青年学者以博士学位,其中数学工作者占2/3。 1986年中国第一次派代表参加国际数学家大会,加入国际数学联合会,吴文俊应邀作了关于中国古代数学史的45分钟演讲。近十几年来数学研究硕果累累,发表论文专着的数量成倍增长,质量不断上升。1985年庆祝中国数学会成立50周年年会上,已确定中国数学发展的长远目标。代表们立志要不懈地努力,争取使中国在世界上早日成为新的数学大国。 十、中国数学的特点

(1)以算法为中心,属于应用数学。中国数学不脱离社会生活与生产的实际,以解决实际问题为目标,数学研究是围绕建立算法与提高计算技术而展开的。

(2)具有较强的社会性。中国传统数学文化中,数学被儒学家培养人的道德与技能的基本知识---六艺(礼、乐、射、御、书、数)之一,它的作用在于“通神明、顺性命,经世务、类万物”,所以中国传统数学总是被打上中国哲学与古代学术思想的烙印,往往与术数交织在一起。同时,数学教育与研究往往被封建政府所控制,唐宋时代的数学教育与科举制度、历代数学家往往是政府的天文官员,这些事例充分反映了这一性质。

(3)寓理于算,理论高度概括。由于中国传统数学注重解决实际问题,而且因中国人综合、归纳思维的决定,所以中国传统数学不关心数学理论的形式化,但这并不意味中国传统仅停留在经验层次而无理论建树。其实中国数学的算法中蕴涵着建立这些算法的理论基础,中国数学家习惯把数学概念与方法建立在少数几个不证自明、形象直观的数学原理之上,如代数中的“率”的理论,平面几何中的“出入相补”原理,立体几何中的“阳马术”、曲面体理论中的“截面原理”(或称刘祖原理,即卡瓦列利原理)等等。 十一、中国数学对世界的影响

数学活动有两项基本工作----证明与计算,前者是由于接受了公理化(演绎化)数学文化传统,后者是由于接受了机械化(算法化)数学文化传统。在世界数学文化传统中,以欧几里得《几何原本》为代表的希腊数学,无疑是西方演绎数学传统的基础,而以《九章算术》为代表的中国数学无疑是东方算法化数学传统的基础,它们东西辉映,共同促进了世界数学文化的发展。

中国数学通过丝绸之路传播到印度、阿拉伯地区,后来经阿拉伯人传入西方。而且在汉字文化圈内,一直影响着日本、朝鲜半岛、越南等亚洲国家的数学发展。



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