“祖暅原理”及其教学探究

数学是一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分.《普通高中课程标准(实验)》(以下简称为《课标》)在其“课程的基本理念”中强调指出:“数学是人类文化的重要组成部分,数学课程应适当反应数学的历史、应用和发展趋势,注意体现数学的社会需求,数学家的创新精神,数学科学的思想体系,数学的美学价值,以帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观,并使之成为正确的世界观的组成部分.”以此为引领,本文将对人教版A版必修2第一章的探究与发现中介绍的“祖暅原理”进行初步的探究.

1 关于“祖暅原理”

1.1“祖暅原理”的由来

“祖暅原理”在历史上也称“祖氏原理”,“幂势既同,则积不容异”(原文),“势”即是高,“幂”是面积.按照现代的理解就是:“夹在两个平行平面(等高)的立体,如果被平行于这两个平行平面的平面所截,截得的平面***形面积总相等,则这两个立体的体积相等.”

等积原理的发现起源于刘徽发现《九章算术》中球的体积公式是错误的,刘徽通过构造“牟合方盖”证明了他的结论.两个世纪后,我国南北朝杰出的数学家祖冲子之子祖暅,沿用了刘徽的思想,把目标转化为求一个立方体与其内切牟合方盖的差的部分,再把“差”自然的分成相等的八个部分,每个部分成为“小方盖差”,把问题转化为立方体的八分之一与其“小方盖差”的关系,最终求得球体积的正确公式.

1.2“祖暅原理”未能广为人知的原因

在西方,意大利数学家卡瓦列里在1635年出版的《连续不可分几何》一书中,提出了等积原理,称之为“卡瓦列里原理”.他的发现要比我国的祖暅晚1100多年.既然我国早就发现了等积原理,为什么没有为西方所知呢?

很重要的一个原因是当时的数学语言不够规范,世界上还没有一种统一的数学语言.数学文化的传播离不开数学语言的精确表达,再加上当时地域的限制,欠发达的科技水平,中西古代数学在其民族文化中的差异,导致此原理没有得到广泛的传播.也许这其中也因为这个原理当时并没有严格的证明,没有达到严格的演绎,不被西方所承认,这个原理的严格证明要用到微积分的知识.

由此笔者感受到现代数学语言的简洁性和重要性.作为处于改革浪潮中的数学教师,要在“润物细无声”中帮助学生形成数学语言,使其注重数学语言的规范化,同时也让学生感悟到数学语言的无穷魅力.

1.3“祖暅原理”的简单应用

“数学精妙何处寻?纷纭世界有模型”.在求面积或体积的题目中,有时恰当的引用“祖暅原理”,可使复杂的问题简单化.

2.1原理的形成须详细介绍

“祖暅原理”是我国传统数学

,是中华民族伟大的数学瑰宝,它与兆示着微积分萌芽的“卡瓦列里原理”是可以相互媲美的.由于在教材中只叙述了“祖暅原理”,没有提及原理的形成过程,但这个过程恰恰是一个宝藏,加之当今对学生的创新意识和建模能力有一定的要求,因而对这段历史不能弃之不讲.带领学生去挖掘它,可使学生得到很多数学美的享受,让学生既可以体会到数学构思的创新美,又可以体会到数学推理的完全美;既可以体会到数学定理的和谐美,又可以体会到数学语言的简洁美.

如果只讲“祖暅

学对“祖暅原理”的内涵,以及其相应知识的创造过程介绍偏少.缺乏自然的思维方式.教师在讲授这段数学史时,应尊重历史,对原理的形成详细介绍,让学生了解到知识是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的;从中也可以感受到朴素的定积分思想.笔者认为这样的教学思路更符合《课标》对数学文化的要求.

2.2情境的设置须丰富恰当

丰富的现实情境,让学生明

思空想”,而是看得见,用得着的,数学与生活是密不可分的.例如,在原理引入前,可以安排一个让学生洗扑克牌的实验,不论怎么洗,如何放置这副扑克牌,它的体积会变吗?学生通过动手实验,对原理有了直观感知.在学生了解了原理之后,可以试着让学生用“祖暅原理”的形式叙述“夹在两条平行线间的两个平面***形的面积相等的条件”,并根据长方形的面积公式,探究平行四边形面积公式,进而再导出三角形面积公式,为学生搭建适当的脚手架,为探求体积公式做准备.

2.3原理的应用须贴近生活“抽象”为“具体”,例如

通过原理在现实中的应用,化

上课时的道具:一叠无规则的作业本、一副杂乱的扑克,怎样利用“祖暅原理”求它们的体积(可让学生口述);通过多媒体演示几何体“青花瓷碗”,此碗可以看成“函数

y =??与x轴围成的部分,绕y轴旋转180d得如***碗口的长半轴为3,深度2,学生通过对“碗”的体积具体求解,对原理有了更深一步的认识.

2.4教学问题的设计须掌握

“祖暅原理”是一个“探究”性问题,通

生的类比、创新的能力,学会数学化.在具体的操作中,一定要控制好难度,引导学生解决遇到的困难,使他们感觉到数学的博大精深的同时,也体会到数学的“妙用”,需要教师对教材安排深入思考、精心设计和充分利用.

很多教师认为这部分是

认为与高考没太大的关系,仅仅只要求学生去阅读,有的甚至不闻不问,笔者认为这完全背离了教材的编写目的,这种观念很显然是与《课标》提倡“数学探究与数学文化,数学文化应尽可能的有机结合高中数学课程的内容,选泽介绍一些对数学发展有重大作用的历史史实和人物”的理念相违背的.而且高考对于数学文化并不是不考,侧重的是数学思想,数学方法的迁移能力,而通过“祖暅原理”的教学,能够培养学生的阅读能力,对新知识、新事物的接受和整合能力.

2.5合理的布置一些思

球是由圆旋转而来的,而椭

圆同属于圆锥曲线,那么椭圆、双曲线、抛物线饶其对称轴旋转得到的几何体体积又该如何计算呢?为此引发学生思考,能不能模仿球的体积的求解方法去求这些几何体的体积,如果可以该怎么求,不行的话又该如何解决.通过知识的迁移实践,强化对祖暅原理的理解,慢慢的形成系统化和网络化,使学生的思维更流畅、更深刻、更有效、更具有创造性.由于学生的思维方式、学习基础及其心理的差异,所以这部分的要求因人而异.

3 “祖暅原理”的教学价值

3.1知识方面

有助于培养学

更全面深刻的认识,从中了解到定积分的思想,为以后高数的学习奠定基础.近年来对立体体积的考察越来越灵活,“祖暅原理”为学生在这一方面的实践能力提供了很好的素材,是非常值得挖掘、利用的.

3

有助于培养学

能力.刘徽为了堆求球体体积公式构造了一个全新的几何体——牟合方盖,通过牟合方盖证明了了古人球积公式是错误的.通过“祖暅原理”的讲授,让学生理解刘徽的构造性思维和创新的思想以及祖暅的奇思妙想,对“创新”有更深一步的体会.

3.3情感方面

有助于培养学

实,实事求是的数学理性精神.激发学生的爱国热情.这段数学史的两个人物,都是中国伟大的数学家,首先是刘徽那种敢于质疑权威,虽然《九章算术》在东汉被奉为经典著作,但是刘徽并不“迷信”,他敢于提出自己的观点,并为此构造出“牟合方盖”,虽然最后没有论证出球的体积求解公式,但是刘徽的发现对当时整个世界的数学所产生的影响是巨大的,在两百多年后,祖暅凭着对智慧和真理的不懈追求,终于得到了等积原理.在数学课上学生能够感受到伟人的求学热情,确实能激发学生在以后的求学道路上孜孜不倦的求索.

总之,学习数学史可以了解数学的

激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识.养成良好的学习习惯,所以教师在讲授“祖暅原理”时,要尊重历史,对于它的由来形成详细介绍;通过对原理的探究,采取符合学生认知心理的教学策略,必能使学生了解到“祖暅原理”的真正内涵.

参考文献

[1]张伟.祖暅原理的由来及证明.重庆教育学院学报,2010(5):113-115[2]张楚廷.数学文化.高等教育出版社,2002(4):310-313

[3]柳笛.高中:“数学史选讲”的教学案例设计——古代数学瑰宝之求体积原理.中学数学教学参考,2010(3):16-18

“祖暅原理”及其教学探究

转载请注明出处学文网 » “祖暅原理”及其教学探究

学习

哀其不幸 怒其不争

阅读(52)

本文为您介绍哀其不幸 怒其不争,内容包括哀其不幸怒其不争全文免费阅读,哀其不幸怒其不争。【关键词】善良;儒弱;哀其不幸;怒其不争

学习

带上宝宝去旅行

阅读(56)

本文为您介绍带上宝宝去旅行,内容包括带着宝宝去旅行免费,带宝宝去旅行全集。当你成为了一位妈妈,你的旅行步伐是否放缓,甚至停滞了?每次你想外出旅行时,看着身边的小宝宝,是不是又把行李放下了?你害怕不能在路上照顾好宝宝,担心宝宝影

学习

不朽的失眠

阅读(21)

本文为您介绍不朽的失眠,内容包括不朽的失眠全文txt下载,不朽的失眠。他落榜了!一千二百年前。榜纸那么大那么长,然而,就是没有他的名字。啊!竟单单容不下他的名字“张继”两个字。

学习

出逃日(五)

阅读(27)

本文为您介绍出逃日(五),内容包括出逃日全文在线阅读,出逃日灿白全文阅读。他出了一身冷汗。不,必须安全带出这个重大机密!

学习

怎样才能更有钱

阅读(25)

本文为您介绍怎样才能更有钱,内容包括我如何才能有钱,谁都不能比我更有钱全文免费阅读。下面几个方法算不上发财的门路,但却可以提醒我们在日常生活中养成理财的好习惯,不要让财富在不知不觉中一点点流失。

学习

黑暗中的光明作文600字

阅读(24)

本文为您介绍黑暗中的光明作文600字,内容包括黑暗中的微光600字作文,黑暗中的光明作文。黑暗中的光明临泽县板桥学区西湾小学陈海悦在黑暗中人们渴望的是什么?是光明。哪怕一丝的光明也可以带给人们希望和生机。黑暗中的光明是最珍贵的。

学习

且插梅花醉洛阳

阅读(45)

本文为您介绍且插梅花醉洛阳,内容包括且插梅花醉洛阳全文李白,玉楼金阙慵归去且插梅花醉洛阳。余秋雨先生曾在《阳关雪》里说,诗文的魔力,竟能把偌大一个世界的生僻角落,变成人人心中的故乡。比如劝君更进一杯酒的阳关,比如烟波江上使人愁的

学习

真菌(1

阅读(19)

从实际临床检验工作中,深切地感受到,真菌病原体感染仅次于革兰氏阴性杆菌感染和革兰氏阳性球菌感染。真菌侵入人体组织、血液,并在其中生长繁殖,致组织损害、器官功能障碍、炎症反应,引起深部真菌感染。(1-3)-β-D-葡聚糖是一种广泛存在于真

学习

长歌怀《采薇》

阅读(29)

本文为您介绍长歌怀《采薇》,内容包括长歌怀采薇,长歌怀采薇前一句。采薇采薇,薇亦刚止。曰归曰归,岁亦阳止。王事靡,不遑启处。忧心孔疚,我行不来!

学习

浅谈电影宣传

阅读(25)

本文为您介绍浅谈电影宣传,内容包括电影宣传文案,电影宣传思路。一部好的影片如果没有好的营销策划和大力宣传,就不可能取得最大的经济效益。如何在相对较短的时间内发挥营销传播的最大功势,将影片的宣传效果做到最好,这就要求我们做一个周

学习

美国个税制度简介

阅读(43)

本文为您介绍美国个税制度简介,内容包括美国个税最新扣税标准,美国个税和中国个税对比。【摘要】美国税制是世界上最复杂也是最完善的税收制度之一,而其中其复杂的税制又以个人所得税最为重要,随着我国经济的发展,我国的个税制度也在不断改

学习

仿生学机械设计技术探究

阅读(34)

本文为您介绍仿生学机械设计技术探究,内容包括仿生学与机械设计,仿生设计理论与制造技术。一.机械仿生设计的基本内容

学习

探究光的色散现象

阅读(26)

本文为您介绍探究光的色散现象,内容包括光的色散现象有哪些,日晕是光的色散现象。1.设计并进行三棱镜实验

学习

分析电梯的基本结构及其运行原理

阅读(48)

本文为您介绍分析电梯的基本结构及其运行原理,内容包括家用电梯原理与结构图解,电梯结构原理教程。摘要:文章探讨了电梯的基本结构及其运行原理有助于更好的了解电梯,方便电梯的后期维护与保养,提高电梯运行中的风险防范意识。正文部分论述

学习

闭环O2O模式探究

阅读(29)

本文为您介绍闭环O2O模式探究,内容包括什么是o2o闭环管理系统,o2o闭环交易的流程。摘要:走到2013年,O2O概念就已非常火爆。而在O2O概念迅速走红的同时,闭环这个词被提到的次数最多,无论是O2O创新企业还是互联网巨头都在争取把O2O的环尽快闭

学习

探究高层剪力墙结构层间位移角的调整

阅读(32)

本文为您介绍探究高层剪力墙结构层间位移角的调整,内容包括高层建筑结构位移角调整方法,楼梯剪力墙位移10cm怎么处理。摘要:本文针对高层剪力墙结构层间位移角的构成进行了阐述,并根据某工程案例,给出了在风荷载作用下高层剪力墙结构最大弹

学习

集成管理的特点与原理分析

阅读(29)

本文为您介绍集成管理的特点与原理分析,内容包括集成管理方法的优劣,集成管理理论。摘要:在知识经济时代到来后,集成这种理念已经得到了人们的认可,集成管理作为一种新型管理思想,也受到了社会各界的广泛关注。集成管理是一种综合性的管理理

学习

增透膜增透的原理浅析

阅读(28)

本文为您介绍增透膜增透的原理浅析,内容包括ar增透钢化膜原理,增透膜原理总结。关键词:增透膜;增透原理;能量

学习

水泥稳定土的原理及应用

阅读(35)

本文为您介绍水泥稳定土的原理及应用,内容包括水泥稳定土的主要优缺点,水泥稳定土技术参数。摘要:水泥稳定土是公路路面上常用的一种材料,在现在的公路工程中得到了普遍的应用,对其强度形成原理的了解就非常必要。