|
数学的智慧与乐趣 |
|
一、 |
总体说明 |
|
|
(一)学时与学分 |
|
|
|
学时:36学时 |
|
|
|
学分:2学分 |
|
|
(二)授课对象:全校本科生 |
|
|
(三)先修课程:无 |
|
|
(四)教学目的 |
|
|
|
|
“数学的智慧与乐趣”是本科生各专业的一门大学科综合选修课程。本课程的教学目 |
|
|
|
的是使学生掌握各个数学应用分支学科的趣味问题、较全面的数学应用问题和趣味性的数 |
|
|
|
学应用方法,为学习数学专业课程并从事与数学相关教育工作、科学研究以及开拓新技术 |
|
|
|
领域,打下良好的基础。 |
|
|
|
|
通过本课程的系统学习,要求学生较好地掌握数学知识的灵活应用、基本的数学趣味 |
|
|
|
问题与灵活的解决方案,培养学生分析问题、解决问题的实践能力。 |
|
|
|
|
本课程以数学应用的趣味问题为主要内容,系统地讲授基础计算、数理逻辑、几何图 |
|
|
|
形、运筹决策与递推循环、混沌分形的基本理论与方法。 |
|
|
|
|
教学原则和方法:以教师讲授为主,积极引导学生开展参与式研讨教学。课程教学既 |
|
|
|
要讲授基础问题,又要重视师生互动,同时也要加强学生的自主参与式研讨教学学习,从 |
|
|
|
而使学生在掌握趣味数学问题的同时提高基础的数学素养和数学实践能力。 |
|
|
|
|
考核采用学科论文书面考查形式。 |
|
二、 |
主要内容及基本要求 |
|
|
第一章 古算趣题(6学时) |
|
|
主要内容: |
§1.1 桃三李四橄榄七 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.2 嘉庆皇帝出妙题 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.3 韩信立马分油 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.4 阶下之囚的困惑 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.5 孙悟空拜师 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.6 围棋与数学趣谈 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.7 四四呈奇 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.8 德摩根的年龄 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.9 稳操胜券 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.10 凶手的脚印 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.11 葫芦里的药 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.12 电灯与开关 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.13 粉墨登场 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.14 错位的行当 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.15 猜谜的奥秘 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.16 填数游戏 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.17 公司与薪水 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.18 计策与陷阱 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.19 巧查星期 |
|
|
|
|
|
|
|
§1.20 卖香烟不必拆包 |
|
|
|
|
基本要求: |
从古算趣题、游戏竞猜中了解数理逻辑、推理论证和巧妙计算对解决数学趣味问题的 |
|
|
|
重要性。 |
|
|
教学要点: |
明确古算趣题的基本特征,揭示数理逻辑、推理论证和巧妙计算对数学应用问题的重 |
|
|
|
要意义。 |
|
|
第二章 几何图形(4学时) |
|
|
主要内容: |
§2.1 神秘的失踪 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.2 巧分图形 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.3 苦瓜和尚回家记 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.4 一箭双雕 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.5 切蛋糕的学问 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.6 十二宫填数游戏 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.7 形影不离 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.8 复数寻宝 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.9 炮打色当 |
|
|
|
|
|
|
|
§2.10 神奇的莫比乌斯带 |
|
|
|
|
基本要求: |
了解几何图形的趣味问题,知道面积计算、几何作图对几何应用问题的基本解决方 |
|
|
|
案。 |
|
|
教学要点: |
本章集中了几何图形学方面的趣味问题,是对基础的几何计算和作图工具实际应用 |
|
|
|
重要体现。 |
|
|
第三章 啊哈!灵机一动(2学时) |
|
|
主要内容: |
§3.1 谜题洞察力 |
|
|
|
|
|
|
|
§3.2 比赛与握手 |
|
|
|
|
|
|
|
§3.3 混合魔法 |
|
|
|
|
|
|
|
§3.4 神奇的兔子数列 |
|
|
|
|
|
基本要求: |
了解洞察力对解决实际应用问题的重要性,并用具体问题展现洞察力的实际应用过 |
|
|
|
程。 |
|
|
教学要点: |
本章以洞察力为核心,以数学趣味问题展现如何依靠敏锐的洞察力有效解决高难度 |
|
|
|
的数学问题。 |
|
|
第四章 概率、运筹与对策(4学时) |
|
|
主要内容: |
§4.1 方程求根赌输赢 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.2 瓜分赌注 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.3 下赌注问题 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.4 生日的巧合 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.5 海盗分宝石 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.6 扑克游戏话输赢 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.7 蒙特霍尔问题 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.8 确诊率问题 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.9 人寿保险问题 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.10 福利彩票 |
|
|
|
|
|
|
|
§4.11 第5次掷出几点 |
|
|
|
|
|
基本要求: |
理解概率论和运筹学的基本概念,了解数学趣味问题中基本概念的灵活使用,及日 |
|
|
|
|
常生活中由此得到的重要结论。 |
|
|
教学要点: |
本章以概率论和运筹学为基础理论,对日常生活中的数学问题予以解决,得到出人 |
|
|
|
意料的结果。 |
|
|
第五章 幻方谜题(2学时) |
|
|
主要内容: |
§5.1 反幻方 |
|
|
|
|
|
|
|
§5.2 颠倒幻方 |
|
|
|
|
|
|
|
§5.3 偏心幻方 |
|
|
|
|
|
|
|
§5.4 素数幻方 |
|
|
|
|
|
|
|
§5.5 六阶幻方之王 |
|
|
|
|
|
|
|
§5.6 七阶砍尾巴幻方 |
|
|
|
|
|
基本要求: |
了解幻方的形式、特征和奇妙之处,知道各种不同形式幻方的特色。 |
|
|
教学要点: |
本章为幻方的基本内容,对于不同类型的幻方了解其具体形式、表达特点。 |
|
|
第六章 递推 循环 回归(2学时) |
|
|
主要内容: |
§6.1 不动点 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.2 从宝塔到阴阳数串 |
|
|
|
|
|
|
§6.3 心有灵犀一点通 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.4 素数宝塔 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.5 轮换对称之美 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.6 循环素数 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.7 连分数 |
|
|
|
|
|
|
|
§6.8 小姑娘排队 |
|
|
|
|
|
基本要求: |
了解递推、循环和回归关系在数学应用中的重要性,知道与此相关的众多数学趣味 |
|
|
|
问题。 |
|
|
教学要点: |
重点展现递推、循环和回归关系在数学趣味问题中呈现的艺术之美。 |
|
|
第七章 有魅力的数(2学时) |
|
|
主要内容: |
§7.1 7的奥秘 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.2 一二八事变与十九路军 |
|
|
|
|
|
|
§7.3 不听使唤的19 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.4 夹心馅的数字 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.5 破译密码 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.6 飞檐走壁 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.7 上错花轿嫁对郎 |
|
|
|
|
|
|
|
§7.8 鬼神不识的无字天书 |
|
|
|
|
基本要求: |
了解数字及其简单运算的奇妙结论。 |
|
|
教学要点: |
重点介绍数字及其简单运算所展现的奇妙结果。 |
|
|
第八章 迭代 混沌 分形(4学时) |
|
|
主要内容: |
§8.1 奇妙的91函数 |
|
|
|
|
|
|
|
§8.2 数字的“热寂” |
|
|
|
|
|
|
|
§8.3 狗拿耗子 |
|
|
|
|
|
|
|
§8.4 混沌与分岔 |
|
|
|
|
|
|
|
§8.5 天龙八部与六道轮回 |
|
|
|
|
|
|
§8.6 几何怪物——分形 |
|
|
|
|
基本要求: |
了解迭代关系、混沌结构和分形图形在数学领域的重要性,了解与此相关的数学基 |
|
|
|
础问题。 |
|
|
教学要点: |
重点放在涉及迭代关系、混沌结构和分形图形的具体数学问题的介绍。 |
|
|
第九章 意外发现的惊喜(4学时) |
|
|
主要内容: |
§9.1 英文字母表与圆周率 |
|
|
|
|
|
|
§9.2 水仙花数 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.3 名人生日的秘密 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.4 美丽的乘法算式 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.5 石匠密码与行话数字暗切头 |
|
|
|
|
|
|
§9.6 一串数字寄相思 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.7 教我如何不想她 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.8 桃花源石碑诗 |
|
|
|
|
|
|
|
§9.9 回文诗与回文等式 |
|
|
|
|
基本要求: |
了解特殊数字和特殊算法在密码学、汉语言文学等专业学科的重要应用。 |
|
|
教学要点: |
重点介绍密码学、汉语言文学等专业学科中,特殊数字和特殊算法的重要应用。 |
|
|
第十章 学生参与式研讨教学(4学时) |
|
|
主要内容: |
学生进行参与式研讨教学 |
|
|
|
|
基本要求: |
将学生进行分组进行学生参与式研讨教学,要求学生就有意义的数学问题进行探讨。 |
|
|
教学要点: |
重点考察学生的学习主动性,增强培养学生的基础数学素养和实践能力的提高。 |
|
三、 |
参考教材 |
|
|
1.《好玩的数学——乐在其中的数学》,张景中主编 谈祥柏著,科学出版社,2005年8月第一版 |
|
|
2.《好玩的数学——趣味随机问题》,张景中主编 孙荣恒著,科学出版社,2004年10月第一版 |
|
|
3.《数学的思维与智慧》,王章熊 等 编著,中国人民大学出版社,2011年5月第一版 |
|
|
4.《数学文化欣赏》,邹庭荣 编著,武汉大学出版社,2007年11月第一版 |
|
|
5.《数学与现代生活》,娄亚敏编著,南京大学出版社,2011年1月第一版 |
|
四、 |
对教学方法、手段改革的建议 |
|
|
本课程主要内容的讲授方式将采用多媒体演示教学,并辅以,学生的参与式研讨教学过程,以便 |
|
|
激发学生对数学应用过程中趣味问题的积极探索。 |