读这本书的本意是了解一下数学到底是什么。学生时代学了这么多年的数学,关于数学到底是什么这个问题,还是无法回答。这本书给了我答案。
全书只是粗略的看了一下,书中用于举例的数学定理的证明我大部分略过,有些是因为看不懂,有些是因为没耐心看下去。可是这并不影响我对本书的理解,晦涩的证明过程也没有减弱我对本书的兴趣。
读完本书,收获满满。尤其里面关于数学教学的一些建议非常有用,以后可以和孩子讨论一下。读书笔记和感想记录如下:
一、关于数学精神1、如何把实际问题提炼为数学问题并解决。
哥尼斯堡七桥问题为例,首先是简化问题, 把实际问题的自然语言表述,转化为数学语言的表述。然后是寻找解决方法,从简单的情形开始,总结规律。然后是 研究的推进,总结出定理。具体应用是“一笔画图”的有趣题目。
2数学精神到底有哪些?
- 应用化的精神
- 扩张化、一般化的精神
数学概念的一般化;函数概念的一般化;数学定理法则的一般化;数学分支的一般化。
- 组织化、系统化的精神
- 研究精神,致力于发明、发现的精神
书本只告诉我们结论,实际上发现的工程更有意义。这也是数学史的意义所在,也是看数学原著的意义所在。教学中,利用这种自然的发现的过程,启发式的教学,大有益处。
- 致力于统一性建设的精神
以数系的建设为例,如何构建整个数系,保持统一和严格。
- 严密化的精神
实际上,数学的严密性是不断发展的,以前曾经认为的严密证明现在看来有漏洞,现在的严密也肯能在以后会发现漏洞。这里需要重点说明:作为教学的数学和作为科学的数学是有区别的。
虽然严密行对数学至关重要,但是教学中应当首要考虑到学生领悟发明、发现、研究的精神方法,并以启发、培养这种精神为主。
- “思想经济化”的精神
就是说,数学是从最简单的几个事实,加上基本的罗辑思维,推导出新的事项。数学体系的构建不允许有逻辑的跳跃,不允许有模棱两可的事项,所以没有性质上难以理解的东西。所以数学有两大特征:
第一个是数学需要循序渐进的学,不能跳跃。第二个是必须熟悉数学的术语和记号,这是数学的语言。
运用术语和记号进行复杂高难度的精神活动对人类发展非常重要。所以要对此进行专门的思维训练。
二、重要的数学思想数学的本质在于思考的充分自由
比如,负数,虚数的构建,就是为了让各种运算无限制地进行。比如,不断打破传统数学思想的限制。
极限思想
极限思想对于数学极端重要。比如微积分的构建,就是以此为基础。
“不定义的术语组”和“不证明的命题组”
以此发展起来的纯数学、公里数学,使数学给世人迄今对数学所持看法完全相反的印象。如罗素所说“数学工作者研究得到的定理,谁也不知道是真还是不真了”
构成现代数学基干的集合及群的思想
把有限长看做无限长的思想
凯莱以此在欧几里得空间建立的了非欧几里得空间。
庞加莱的非欧几里得空间
爱因斯坦把把我们的空间看做黎曼空间,创立了相对论
把一般的曲线看做直线的思想
高维空间的思想
超穷数的思想
无穷多个大小不同的超穷数
数学的神秘性和数学的美
重要的研究方法和证明方法教学中需要锻炼的思考方法:联想与所给问题的条件和问题要求密切相关的已知定理方法法则,并把问题归结与这些已知的定理法则。
论证方法的本质,推理方法
数学归纳法的本质:三段式论证法
排中律与数学中的悖论
数学变换与事物本质不变的形态
不能解决甲时,把它转换为求乙
数学基础方面发生了根本变化
- 传统数学主要是数与量
- 既非数也非量的数学
映射几何学:仅仅用点和直线的位置概念,利用截面和映射的概念建立的几何学
逻辑代数学:用a.b表示概念或命题。
群论
集合论
拓补学
- 即使是研究数与量,也有着与原来不一样的性质
非欧几里得几何学,非阿基米德几何学
数学发现的两大要素
- 纯数学和公理数学
- 辅助学科的发展
- 能看见隐藏在表面的上看来没有什么联系的问题之间的关系
天才就是能够胜任无限辛劳的能力
庞加莱详细说明了什么样的人可以有数学发现。发现创造的素质,不仅在数学上,而且在一般学科技术和艺术上都是应该视为同一范畴的东西。
爱迪生和歌德的例子说明了自然科学和艺术,以及数学,如果做出成就,需要同样的素质。
文中还介绍了数学里的悖论和一些学术上的内容,看不懂,不再细说。
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