【浅论在解析几何中对学生美育教育的渗透】语文教学中的美育渗透

  在数学家的眼中,数字是美丽的,数学是很好玩的,数学是漂亮的。可是在部分学生的眼中数学却很枯燥,没有兴趣。因为数学太抽象,缺少美感。要怎么才能把数学的美丽还给学生呢?怎样寓美于教,运用数学美的感染力,使学生产生愉快的心理体验,激发学生浓厚的学习兴趣呢?
  下面我结合数学美中的对称美、简洁美、统一美、形式美奇异美和动态美,谈谈在解析几何中对学生美育教育的渗透。
  1.对称美的渗透
  数学中存在对称美,如:圆、椭圆、双曲线既是轴对称图形又是中心对称图形,抛物线是轴对称图形。学生在刚接触圆锥曲线时,会觉得圆锥曲线是一个很抽象的概念。在教学中,通过课件展示,用一个平面从不同角度截圆锥,可以得到不同的截口曲线,它们分别是圆、椭圆、抛物线、双曲线,学生对此有眼前一亮的感觉,兴趣被激发了出来,从中既体会了由立体到平面的转换思想,又直观地感悟到了四种曲线的对称美。这样,对圆锥曲线的概念理解也就水到渠成了。解析几何中既有形的对称又有数的对称,圆锥曲线的标准方程都形象生动地展示了数的对称之美。
  2.简洁美的渗透
  数学知识之所以强烈地吸引人们去研究、去探索、去追求,有一个重要原因就是它能对纷乱繁杂的现象进行高度概括,人们常常在数学学习中感受它概括的简洁美。“数学使用了最小的空间,惊人地集中了最大的思想”。数学的基本概念、理论、公式所呈现的简洁性就是一种实实在在的美,直线方程、圆的方程、椭圆标准方程、双曲线标准方程和抛物线标准方程体现了数学高度概括的简洁美,形式简单,但蓄意深刻。它们的图像既可以表示为炮弹的运动路线,又可以刻画浩瀚宇宙中天体的运行轨道,等等。诸多事物的数形变化规律竟统一于如此简单的数学式子中,真是奇妙无比。当冗长的陈述、繁杂的关系用数学语言演绎而出时,学生无不被数学的简洁美所折服。
  3.统一美的渗透
  数学的和谐统一之美贯穿在整个数学体系之中,具体表现在定义、定理,以及数、形、式之中。笛卡儿认为,美是“一种恰到好处的协调和适中”。四种圆锥曲线从某些侧面揭示了客观世界的和谐统一。它们都是平面与圆锥的截线,它们都具有统一的定义,即平面上到定点距离与它到定直线的距离之比是常数e的点的轨迹是圆锥曲线,它们都具有统一的方程Ax+Bxy+Cy+Dx+Ey+F=0,在极坐标系中都统一于方程ρ=(P为焦点参数);它们都具有相似的光学性质,它们都可以是天体运动的轨迹,等等。这就预示着,四种圆锥曲线除了各自的特性外,必然蕴藏着许多共同性质。在教学中,有意识地向学生揭示它们内在的统一规律性,引导学生运用已有知识和审美意识去探索这个数学世界的奥秘,就会感到客观事物似乎是一个和谐协调的数学结构组成的,从而体验到愉悦感与满足感。
  在教材的阅读与思考栏目里,圆锥曲线的光学性质是各自表述的,能否把它们统一起来呢?显然,关键是要解决两个焦点与一个焦点的矛盾。当我们通过想象,在抛物线场合,另一焦点设想在主轴正向的无穷远处,则三种曲线的光学性质就可以统一为“由圆锥曲线一焦点发出的光线,经反射后,其反射光线所在直线必经过另一焦点。”注意到两焦点的中点即为圆锥曲线的中心,这就启发我们,当把抛物线的中心与另一焦点想象成位于主轴正向上的无穷远处时,则有心无心的某些差异就有可能消失,从而能由有心曲线性质猜测抛物线的未知性质。一旦学生发现了数学知识结构的统一美,就不会再为它的难而发愁,而是为它的美而赞叹。
  4.形式美的渗透
  衡量一个理论,不仅要有实践标准,逻辑标准,而且要有美的标准。当一种理论尚未达到美的境界时,就必须继续改进发展,“按照美的规律来制造”。例如在椭圆的标准方程的教学中,由定义得:P={M||MF|+|MF|=2a},得方程+=2a,此式可作为椭圆方程,但它不符合简单性原则。此方程可进一步化为(a-c)x+ay=a(a-c)即x/a+y/(a-c)=1,就简单多了。但是,椭圆具有对称性,它表示的方程也该有对称性。于是,由于a-c>0,故令a-c=b,即得x/a+y/b=1,此形式是如此简洁优美。至此,我们清楚地知道,一开始选择“2c”、“2a”正是为了追求简洁性,而产生b是人为制造的,但实践证明,b正好是双曲线虚半轴长,又具有鲜明几何意义。为何称为标准方程呢?应该说,对于同一个椭圆,建立不同的坐标系就可得到不同方程,若不作规定,那人们就没有一个共同的标准。如此教学,通过深挖教材中数学美之因素,既能阐明问题的本质,又能提高学生的审美能力,增强他们的创新意识。
  审美在形式上是自由的,生动活泼的,它本身就是寓教于乐,潜移默化的。因此,在数学教学中只要我们善于挖掘内容的美学价值,结合美的形象进行教学,就能充分开发学生的非智力因素,形成他们发现美、追求美、实现美的精神意识。
  5.奇异美的渗透
  数学中的奇异美犹如艺术中的崇高美,带给学生的是震撼,更是一种力量。数学的奇异美改变了学生在认知上的局限性,形成强烈的认知趋向和身心满足,激发了学生对真理的追求。对于教材(新课程人教版)的一道例题及一道探究题,我作了如下设计。
  (1)设点A,B的坐标分别为(-5,0),(5,0),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积是-,求点M的轨迹方程.(答案:+=1(x≠±5))
  (2)设点A,B的坐标分别为(-5,0),(5,0),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积是,求点M的轨迹方程.(答案:-=1(x≠±5))
  (3)设点A,B的坐标分别为(-a,0),(a,0)(a>0),直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积是()(() 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

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