[墨香余韵]沟通过去与未来,连接基础与前沿的力作----读《新概念几何》有感
题记:本版开展活动,关于写读书笔记,于是报名参加.前面有网友说本论坛关于文科方面的读书笔记、读书参考不少,理科方面的相对少了一点.因此打算写一点理科的.在理科方面,自己读过的书不少,光平面几何就有一百余本.选哪一本呢?思来想去,选的这一本应该沟通过去与未来,应该连接基础与研究前沿,由于专业的性质,应该考虑有尽可能多的读者,应该让有兴趣的人花最少的时间可以学到更多的内容,这本《新概念几何》非它莫属.同时考虑到非专业人员,看起来不至于太过晦涩,方便阅读,这个读后感不出现任何一个公式、也不出现任何一幅几何图形……《新概念几何》是我国科学院张景中院士的著作.张景中院士现任职于广州大学计算机教育软件研究所所长,中国科学院成都计算机应用研究所名誉所长.
这本书,几年前就开始自己看,曾经系统的把书里的题做过两遍;在也用在教学中,即用于平时的课堂教学,也用于课外活动,培训参加数学竞赛的选手.凡是我所教过的,在数学上有一点悟性的学生,我都把这本书借给他们看,指点他们看.因此,对于这一本书,从使用者的角度来说,我自认为是有一点发言权的.
本书的主要内容是面积消点法在期末、升学考试、竞赛考试证明题中的应用,其核心思想是消点法,其发展的最终方向将是几何定理的机械化证明.全书从小学所学的一点点面积知识出发,得出共边比例定理,然后举一反三进行练习与深化,得出定比分点公式,当消点法的基础准备好,利用消点法来证明几何定理也顺理成章的出现,并对一些著名的定理用消点法进行了证明,在共边比例定理的基础上得出共角比例定理,并且进行应用,为解决垂直问题,引入勾股差定理.通过单位菱形的面积定义正弦,探究了与三角函数有关的一系列性质,并进一步通过面积得出了一系列的三角公式:正弦定理、余弦定理,和、差、倍、半,和差化积、积化和差、张角公式等,并利用正弦定理解决一些平面几何中的、有一定难度的著名定理.
《新概念几何》中的“新”,它究竟新在何处?它提出了解决平面几何问题的新方法――面积消点法,结束了两千多年以来几何证明无定法的历史,把推理与代数演算结合起来,使几何证明从四则运算阶段推进到代数方法的阶段;它提出了新的公理体系,而这个新的公理体系又与希尔伯特几何公理体系等价与兼容,且前者比后者更简捷.这是一本献给青少年的礼物,是写给广大中学生看的书,因此我们看到的是浅出,而深入的内容也就隐藏于书的主题中,并没有明确的指出来,但是深入学习可以明显的感受到它的深入,这样写是极有好处的,不至于吓跑一些有兴趣的读者,让读者群最大化.
这本书是沟通过去与未来的书籍.为什么这样说呢?平面几何如果以埃及人在尼罗河上的实践算起,当有好几千年的历史;欧几里德之《几何原本》为一高峰,即便是从《几何原本》算起,也有两千多年的历史,而这本《新概念几何》说的是平面几何的事,可以说沟通了过去;同时面积消点新方法的出现,在解题方法上具有里程碑式的意义,新方法将直接导致几何定理的机器证明,平面几何的机器证明,更是平面几何在机械化上研究的最新进展,同时也是现在数学研究的前沿之一.当然可以说沟通了未来.
这本书连接了基础与前沿.面积消点法的解题基础,直接来自于小学数学学的那么一点点平凡的面积――三角形的面积等于底乘高的一半出发,得出共边比例定理,共角比例定理,为了解决垂直问题,引入勾股差定理.书中相当一部分题也很基础,甚至直接取材于教科书中的例题.说它基础,是恰如其分的!从基础出发,最后发展出的结果却是几何定理的机器证明、几何的机械化,并且解决了用计算机进行几何证明的一个老大难问题——看不懂,这当然属于前沿的问题.因此说这本书连接了基础与前沿.同时,这本书也用全新的视角——面积消点法重新诠释了一些著名定理的证明,比如:帕普斯定理、高斯线等等,这些定理对好多人来说,要证明它,并不是一件轻松的事儿,还有相当一部分题直接取材于各类竞赛题,甚至于IMO(国际奥林匹克数学竞赛)试题,也有相当的难度.
为什么我要建议我的学生们去学习这本书?
首先,几何很重要.早在柏拉图(Plato, 约前427年-前347年)时代,他就在自己的学院门口,立了一个牌子“不懂几何的不得入内”;数学家H.G.费德说:“谁看不起欧氏几何,就好比从国外回来看不起自己的家乡”.菲尔兹奖得主,法国数学家Thom也说过:“几何思维可说是人类理性活动的正常发展中不能省略的阶段”.平面几何是数学大花园中最美丽的一部分.对培养人的严密逻辑思维有重要的作用.
其次,从很多数学家或者数学爱好者的叙述中,可以看出,很多人喜欢数学,往往就是从喜欢几何开始的.我在自己的教学实践中,也发现很多学生喜爱几何的程度胜过代数,爱因斯坦在12岁时就惊讶于平面几何的神奇,更惊讶于这些命题(公理除外)都能通过证明得到确认或者否定,他甚至于自己证明了勾股定理,并亲自写文章说明什么是丑陋的“证明”,什么是优雅的“证明”.
更重要的原因在于,对于一般的学生及家长来说,功利性还是比较强的,如果学了不能在考试中得到体现,大多数学生不愿意去学,这也是今天好多糟糕的教辅书大行其道,塞满学生的书包,而真正优秀的科普书反而读者群不大的原因.而这本书恰好克服了这个不足,书中的选题,有的来自于课本、有的来自于升学考试题,更多的是来自于竞赛题,学了能够派得上用场,不同人可以得到不同的收获,各取所需,学生学起来有干劲.同时,书中解题方法很好,学生也乐意学!由于这本书的深入发展,能够与数学机械化的研究前沿联系起来.学生的好奇心也驱驶学生愿意去一探究竟,想站在门外往里眺望,看看能有什么收获,这个其实是很好的.对学生今后在数学上的发展有不可估量的作用.
书中处处闪耀着作者思维的光芒.通过学习本书,可以学到研究数学方法,比如拓展与引申,倒过来想,从反面着手想等等.通过学习本书,进一步的发展学习者分析问题、解决问题的能力;高深的理论,写得深入浅出,认真研习,收获肯定不少,会收获很多今天所谓的教辅书中不能获得的东西.
张景中院士把自己的研究前沿所获得的成果写成科普书的形式,介绍给广大青少年朋友,新的解题方法降低了一些问题的解决难度,让更多的莘莘学子能够享受到学习数学的快乐,感受到数学的美妙-----学数学是可以更快乐的!同时张景中院士在尝试把数学变得更容易,也就是教育数学研究的内容,而这本书更是在这方面的一部具体作品,同时张景中院士也给学生们的数学竞赛出题,他在数学竞赛中的工作背景使他的选题与各类考试密切相关,在很多学生与家长眼中具备了-----实用性!
众多的交汇点,都齐集在这里,选择这本书,可以说成为一种必然.
虽然这本书有这么多的优秀品质,实话实说,我自己在做当中的有一部分题时,也费了不少神,这本书的题,前后之所以做了两遍,一是第一遍做过后,过了几年,有些又忘记了,再做时可以对相关知识与方法进行巩固,实践中是起到了这样的效果的;二是第一遍做的时候做得马虎,不能达到对新方法熟练应用之高度,再做一遍后,偶尔一些未见的题,也可以用上面的方法自如的解决.从学生所反馈的情况来看,大体上也要看两遍,才能有比较大的收获.这一本书,对于成绩太差的孩子来说,还是有相当的难度的,比如有的学生,一元一次方程都解不好,简单的三角形全等也弄不清楚,对他们来说,学这本书不是一般的难,而是相当的难,对这一部分人来说,还是应该以教科书中的基础练习题为主.
数学学习成绩好的、数学爱好者、数学竞赛选手、中学数学教师、数学竞赛辅导员,应该看看这本书! 花了两天的时间,写完了,足有3000字。
说句实在的,以一位中学教师的水平去评价一位院士的作品,难以中肯,缘于功力相差何止十万八千里,虽然很用心的去写,也难以达作者之想。
因此谈不上评价,本文也只是自己阅读过后,从使用者这一方来说,个人的感悟。本着对读者、作者负责的态度,审慎使用相关词语。除了说优点,也把自己遇到的困惑一并写出,观点或有不妥、甚至错误之处,欢迎指正。欢迎交流。。。。 不错。行文如流水。看着很有感觉。 (参与活动)往上顶一下。。。。 希望园地能有同好者。。。 今天有时间来看了看兄写得这些内容,确实当年自己高中虽然选择的理科,而且曾经以数学学的“好”而“我骄傲”过,那都是不能再过去的过去时了,大学之后所学已经跟数理化可以用相去甚远来形容,尽管所有的内容都离不开数理化,但是那种单纯的数理化式的日子确实已经是黄鹤一去不复返啦!而今在文学版,又一次跟几何做如此的亲密接触,说不出的五味瓶滋味袭上心头,竟然只剩下感叹啦!应该怎么来感谢楼主的这篇文章呢?俺不应该算是楼主的同好了,如果在多年之前,俺是一定是纯正的同好,可是时间已经改变了初衷,这是否也是一种悲哀或者说是另外一种心情呢?还是不说的好吧!希望楼主能在园地找到真正的同好! 我从来学不好几何。
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