如何欣赏数学的美学价值

　在由应试教育向素质教育转轨之际，如何在数学教学过程中展现数学美，使学生能够感受和欣赏数学美，把数学的美学价值和美育功能落实到数学课堂上。本文专门就数学教学中的美学价值欣赏来阐述自己的认识。

　　一、美观

　　这主要是数学对象以形式上的对称、和谐、简洁，给人的感官带来美丽、漂亮的感受。

　　几何学常常带给人们直观的美学形象。几何图形“圆”是全方位对称图形，美观、均称、无可非议。正三角形、五角星等常用的几何图形都因对称和谐而受到人们喜爱。在培养几何图形审美能力方面已有许多成功的经验，如：在一块矩形场地上筑一花坛，使其面积只为场地的一半，要求设计美观。这是将数学和艺术相结合的典型课题。在进行立体几何教学时，要求学生以“柱体”、“台体”、“锥体”、“球体”、“圆柱”、“圆锥”等三维几何图形，制作一座运动会的奖杯，要求写出每一部分的方程。同学们的作业，琳琅满目，美不胜收。有些老师要求学生收集我国古建筑中“窗格”的几何图形样式，或者将一些著名商标中的几何图形进行陈列比较，都很成功。由此可见数学美在课堂教学设计中，已经有了一些成功的经验。只要用心去做，并非是什么难事。

　　数学教学中的美观认识，不仅在几何里随处可见，在算数、代数科目里也很多。例如：从n个不同的元素中，任意取出m个元素的所有不同排列的总个数。这一大段语言文字最终浓缩成一个简洁的数学符号P，P→表示排列，m→表示取出元素的个数，n→表示总元素个数。从前面符号本身的结构分析又显示了它的内在、和谐的美。再如：三角形A、B、C，记为：△ABC，“△”从形式上表现了三角形的形状特点，具有形式美；而A、B、C三字母表示它具有三个顶点，又从本质上体现了它的内在美。

　　这些公式和法则非常对称与和谐，同样给人以美观感受。

　　二、美好

　　数学上的许多东西，只有认识到它的正确性，才能感觉其“美好”。圆，从结构上看是极其美观的，从性质上看也十分美好，任何圆的周长与直径之比总是一个常数，既非有理数，又非代数式，是超越数，这种内在的数学价值，展现了“圆”的魅力，引无数英雄尽折腰。从祖冲之的计算到今天用计算机算到60亿位小数，对它的研究尚未完结。

　　美观的数学对象是很多的。例如在椭圆的标准方程的建立的教学中，由定义得：|MF1|+|MF2|=2a■+■=2a①这个式子真是千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面。在数学过程中，可以提出为什么要取“2c”与“2a”，而不取“c”与“a”？教师问：方程①能否作为椭圆方程？学生答：完全可以！问：你们满意吗？答：不满意！问：为什么？答：可尝试化简。

　　对于数学知识的发现或创造，除了要反映客观世界的数量关系和空间形式外，还源于对美的追求。衡量一个理论是否成功，不仅有实践标准，逻辑标准，还有美的标准。当一种理论尚未达到美的境界时，就必须继续改进，“按照美的规律来创造”。

　　师生经过两次平方整理后得：■+■=1（a>c>0）②

　　教师：②比①在形式上简单多了，问还可以继续化简吗？师生讨论后，引进b，设a2-c2=b2（b>0）②式即化为■+■=1（a>b>0）③。此式达到了形式的完美统一，使人赏心悦目，妙不可言。方程③亦称椭圆的标准方程。不仅如此以椭圆的标准方程为基础，便于继续研究椭圆的图象和性质。

　　三、美妙

　　美妙的感觉需要培养。教师在课堂上应该多给学生一些创新、探究、以至发现的机会，体验发现真理的快乐。例如三角形的3条高、3条中线、3条内角平分线都交于一点。这是很美丽同时令人惊奇的结论。发现它会使人觉得数学妙不可言，特别是几何学妙极了。那么在教学时，先不告诉学生结果，让学生自己亲自作图，让学生自己发现这些一下子看不出的“真理”。可以想见学生自己发现一个数学真理该会是何等的惊喜。一旦体会到数学的“美妙”，对数学产生由衷的兴趣，也就是顺理成章的事了。

　　美妙的感觉往往来自“意料之外”但在“情理之中”的事物。三角形的3条高交于一点就是这样。2个圆柱体垂直相截后将截面展开，其截线所对应的曲线竟然是一条正弦曲线。原来猜想那将是一段圆弧，结果大出“意料之外”，经过分析推演，证明的确是正弦曲线。原来又在“情理之中”，美妙的感觉就油但是生。

　　每个喜欢数学的人，都曾感受到那样的时刻：一条辅助线使无从下手的几何题豁然开朗，一个技巧使百思不得其解的不等式证明得以通过，一个特定的“关系——映射——反演”方法使原不相干的问题得以解决。这时的快乐与兴奋真是难以形容，也许只有用一个“妙”字加以概括。这种美妙的意境，会使人感到天地造化数学之巧妙，数学家创造数学之深邃，数学学习领悟之欢快。达到这一步学生才算真正感受到数学美的真谛，被数学所吸引，喜欢数学，热爱数学。

　　总之，在数学教学中，数学教师合理的组织、生动的语言、规范的板书、精辟的分析、形象的讲解、巧妙地启发、恰当的比喻、严密的推理，有机的联系，定能使学生在美的熏陶中，从“学习数学枯燥无味”中解脱出来。这种心灵上的满足，能不促使学生喜爱数学吗？因此教师应把数学中的审美原则尽可能体现到数学教学和教法中去，在教授数学知识的同时按数学思想挖掘其背后的美学思想、美学价值，以培养学生的美感和审美思维。