数学文化课程“可视化”与“实验化”的教学设计.ppt

B 艾萨克·牛顿 1687年发表了他的伟大著作《自然哲学的数学原理》(人们通常只称作《原理》),在该书中他提出了万有引力定律和运动定律,并说明如何利用这些定律来准确预测行星绕日的运动.牛顿的这一壮举圆满地解决了动力天文学的主要问题,即准确预测星体和行星的位置和运动.因此牛顿常被认为是所有的天文学家之魁. 莱布尼茨 行星运动定律的创立者约翰尼斯·开普勒于公元1571年出生在德国的威尔德斯达特镇，恰好是哥白尼发表《天体运行论》后的第二十八年，卒于公元1630年11月15日.哥白尼在这部伟大著作中提出了行星绕太阳而不是绕地球运转的学说. 开普勒就读于蒂宾根大学，1588年获得学士学位，三年后获得硕士学位. 当时大多数科学家拒不接受哥白尼的日心说.在蒂宾根大学学习期间，他听到对日心学说所做的合乎逻辑的阐述，很快就相信了这一学说.” 1600年，开普勒到布拉格担任第谷·布拉赫的助手. 1601年第谷去世后，他继承了第谷的事业，利用第谷多年积累的观测资料，仔细分析研究，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律（即开普勒定律），为牛顿发现万有引力定律打下了基础. 开普勒主要著作有《宇宙的神秘》、《光学》、《宇宙和谐论》、《哥白尼天文学概要》、《彗星论》和《稀奇的1631年天象》等.其中，在《宇宙和谐论》中，开普勒找到了最简单的世界体系，只需7个椭圆就可以描述天体运动的体系了； 在《彗星论》中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力存在的正确预言；此外，开普勒还发现了大气折射的近似定律.　为了纪念开普勒的功绩，国际天文学联合会决定将1134号小行星命名为开普勒小行星. 祖冲之 祖冲之（429－500） 南朝宋齐间科学家,字文远,范阳遒（今河北涞水）人.博学多才,尤其对天文、数学有相当高的造诣.他广泛搜集、阅读关于天文、数学方面的书籍、文献.经常“亲量圭尺,躬察仪漏,目尽毫厘,心穷筹策”,进行精确的测量和仔细的推算.???? 通过“可视化”、“实验化”， 可以更加有效地提高数学文化课程的教学效果，使学生感受到数学文化鲜活的生命力、博大精深的内容和丰富的内涵，提高学生的数学素质。 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 x 3 x 1 /3 用MATLAB作图实验 卫星进入轨道的动画作图实验 数学之树 在大学数学教学中渗透数学文化 由于在学习数学时,我们基本是通过学习教材来认识这门学科的。教材是将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以重组、取舍编撰而成，因此，数学教材往往舍去了许多数学概念和方法形成的实际背景、演化历程以及导致其演化的各种因素。由于数学发展的实际情况与教材的编写体系有着许多不同,所以,对数学教材的学习，往往难以了解数学的全貌和数学思想产生的过程。正因为如此，许多人往往把数学当成了枯燥的符号、无源的死水，学了很多却理解得很少。 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 在大学数学教学中渗透数学文化 在教材中介绍数学文化 了解数学史的重要意义 数学是人类文明的一个重要组成部分,是一项非常重要的人类活动。与其他文化一样，数学科学是几千年来人类智慧的结晶。 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 开设数学文化讲座 建筑中的数学：当今时代，数学从原来逻辑的学科，日益成为一种独立的科学，一种技术。从此意义上说，数学和建筑搭借技术的快车，已经走上了快速干道。现代化建设给建筑创作带来一个巨大的发展空间，复杂的魔幻现代建筑，仅有一个用炭笔勾勒出的雏形创意，那只是开端，要变得可操作，就要靠电脑制作，借助数学模型求出精确的曲面、曲线；人们对建筑的使用也从以往的实用型转为高品位的欣赏和追求社会效益。 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 开设数学文化讲座 建筑学将科学和艺术完美地结合在一起，为人类创造着美好家园、开拓着生存的空间。数学作为描述现实世界数量关系和空间关系的优美的符号语言，其与建筑在思想上的共鸣和渗透，使建筑师创作出了优美多姿的造型，奉献出千古不朽的杰作。建筑师是具有丰富想象力的，其思想上的自由因为掌握和理解数学而展翅飞翔。 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 开设数学文化讲座 一座建筑物的设计是受周围环境、材料的类型和有效性、想象力和资金等众多因素影响的。只有在上述基础上才可能着手构画建筑图案。 建筑中的数学——美的构思 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 分析著名建筑中的数学思想 沈阳建筑大学的数学文化教育教学 神户港塔：在古今中外的 建筑设计中，许多数学概 念常为建筑师所用，请分析 神户港塔中的数学元素。 在神户港边有一座红色钢