适合初中数学教师看的书籍

1、 伊恩·斯图尔特《数学万花筒：五光十色的数学趣题和逸事》

　　推荐语：Ian Stewart，英国著名数学教育家，一直致力于推动数学知识走通俗易懂的道路。他将自己收集的各种课外数学趣题及杂记整理成册，向我们展示了生活中一个个神秘而精彩的小故事——触摸动物游戏、纸牌三角、农民卖大头菜、漂亮猫、欺骗性骰子，还介绍了权威的数学大奖、著名数学家生平等知识性、趣味性内容。通过这些五光十色的小故事，读者不仅可以学会解决实际问题的思路和技巧，而且能够亲自体会成功的数学家是怎样从小培养数学学习兴趣、激发自己的求知欲的。这个趣味横生的“万花筒”，既展现了数学的五彩斑斓，又激励大家像作者一样去探索更宽广的美丽新世界。

　　2、 胡·施坦豪斯《数学万花镜》

　　推荐语：以图形、和模型等为主，辅以必要的初等的数学说明，生动地讲述了数学各个领域里的事实和问题。一些抽象而难以理解的数学理论，通过具体的可以捉摸的实物而具体化，易于被读者接受，从而引起读者对数学的兴趣和思考。

　　3、 张奠宙《数学的明天》

　　推荐语：纵论数学与数学教育，书中的一些观点高屋建瓴，发人深省。系《走向科学的明天》丛书之一，数学方面另有：《平面几何定理的机器证明》《集合与面积》《组合数学方兴未艾》《精益求精的最优化》《大千世界的随机现象》。

　　4、M、 克来因《古今数学思想》

　　推荐语：被评为“数学思想权威性的历史”，论述了从古代一直到20世纪头几十年中的重大数学创造和发展，目的是介绍中心思想和那些在数学历史的主要时期中逐渐冒出来并成为最突出的、对于促进和形成而后的数学活动有影响的主流工作。其所极度关心的还有：对数学本身的看法，不同时期这种看法的改变，以及数学家对于他们自己的成就的理解。

　　5、 盛立人《生活中的数学——管理必读》

　　推荐语：书分12 章，有实用价值，有深厚背景，有现代意识。

　　6、 徐胜蓝、孟东明《杨振宁传》

　　推荐语：两岸三地已出了五种版本，本书是第五版，我们能从这本不平凡的传记中获得启示和力量。

　　7、 刘云章、赵雄辉《数学解题思维策略——波利亚著作选讲》

　　推荐语：本书从我国实情出发精选了波利亚的三大名著的内容及有关论文，其中也不乏作者自己的观点和态度，便于读者尽快了解波利亚数学教育理论的梗概。

　　8、 杨世明、王雪琴《数学发现的艺术》

　　推荐语：乃国人研究波利亚理论之杰作。

　　9、 胡炳生《数学解题思路与方法》

　　推荐语：作者数学功底深厚，从数学竞赛角度来谈解题方法研究。本书非常值得一读。

　　10、 唐盛昌等《高中数学解题策略》

　　推荐语：本书既有较高的立意，又能切合教学实际，可资参考。

在所有的学科中，数学或许具有最悠远而连绵的历史，只有天文学能与其相媲美。这两门学科都可以追溯到古巴比伦时代（Ancient Babylon），那时的发现在今天依然是重要的。

未来，数学也将发生革命。有的已经在发生了：计算机科技的日新月异，大数据与人工智能不断增大的影响，生命科学和金融行业提出的新的挑战。当然还会出现别的，许多事情都是难以预言的。

某些情况下数学证明取代了其他科学中的观察和实验的地位——就是说，数学通过证明来避免被个人的聪明引向歧路，避免因为喜欢而相信并不真实的东西。显微镜的发明不能取代生物学实验，计算机也代替不了数学证明。我们在学科的类比中看到，计算机强化了证明的技术手段，但是没有改变逻辑的一贯性，从已知的定理导出新的定理，而推导的路线应该经得起专家严格的审查。证明的概念将作为数学最基本的东西保留，正如陈景润证明哥德巴赫猜想（Goldbach conjecture）一样。

数学的力量来自两个源泉的汇流。

第一个是“真实的世界”。开普勒（Johannes Kepler)、伽利略（Galileo Galilei)、牛顿（Isaac Newton)告诉我们，外在世界的诸多方面可以通过微妙的数学法则（自然定律）来认识。有时物理学家会修正这些定律的形式。牛顿力学让位给量子力学和广义相对论，量子力学让位给量子场论，量子引力或超弦引领着未来的理论修正的方向。现实世界的问题激发新数学的产生，即使产生它的理论改变了，但数学还在，而且依然重要。

数学的第二个力量源泉，是人类的想象力：为了数学而追求数学。勇敢的先驱者常常在追求个人的幻想中脱离主流，然后发现更好的路线。数学家们探索的价值是显而易见的，那正是他们的动力，除了数学求证本身的意义，不需要更多的理由。

例如，费马大定理（Fermat's Last Theorem），是一个超过三百年的巨大难题。其数学表达是，“n大于2且为整数，关于x、y、z 的方程 x^n+y^n=z^n 没有正整数解”。它吸引了多少代数学家为之苦苦追寻，终于在1995年由英国数学家怀尔斯（Andrew Wiles）给出了证明。他将费马的表述转换为一种“椭圆曲线”命题（一个截然不同的数论领域）。

今天，纯粹数学的方法为应用数学带来了新的活力。应用数学中出现的问题刺激了纯粹数学的新发展。数学的黄金时代已经不在古希腊，不在文艺复兴的意大利，也不在牛顿的英格兰，而在今天。

说到今天的数学，不得不提及著名的21世纪七大未解数学难题。1900年，那个时代最伟大的数学家希尔伯特（David Hilbert）曾提出未来需要解决的23个数学问题，今天大多已经解决。100年之后，美国的克雷数学研究所（The Clay Mathematics Institute of Cambridge, CMI，Massachusetts），于2000年5月在法国召开的千禧年年会上，公开征解七大数学难题的解答。这七大问题由CMI 的科学顾问委员会精心挑选，并为每一个问题的解答悬赏100万美元。

1、波奇/斯温纳顿-戴尔猜想（Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture ,BSD)

对有理数域上的任一椭圆曲线，其L函数在1 处的零点阶数等于此曲线上有理点构成的Abel 群的线性秩。

BSD猜想近年来有所突破，如中科院数学所的数学家田野证明了其中一种特殊情况，使得该问题有了实质性进展。

2、霍奇猜想（Hodge Conjecture）

这是代数几何的一个重大的悬而未决的问题，是关于非奇异复代数簇的代数拓扑和它由定义子簇的多项式方程所表述的几何的关联性猜想。

在非奇异复投影代数空间数簇上，任一“霍奇圆”实际上是代数闭链的有理线性组合。它与费马大定理、黎曼猜想一起成为广义相对论和量子力学融合的M 理论结构几何拓扑载体和工具。

3、纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations)

这是描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程。尽管作为粘性流体动力学方程已经提出100多年了，科学家对它的了解依然浅薄，希望能够从这个方程的数学理论认识湍流，证明其等式存在和光滑性。它还涉及量子场论中的“质量间隙假设”。

4、P与NP问题（P vs NP problem）

有确定性多项式时间算法的问题类P是否等于有非确定性多项式时间算法问题类NP。有些问题的答案检验起来很容易，但计算机做起来却需要几乎无限的时间，这就是所谓的NP问题，P是多项式，NP非确定多项式。P/NP问题是关于计算机的，却不是计算机所能解答的。我们熟悉的围棋就是一个NP-hard问题。

2010年，美国惠普实验室的数学家Vinay Deolalikar）声称已解决了P/NP问题，并公开了论文手稿。他的论文草稿已经得到了复杂性理论家的认可，但其终稿迄今尚未通过专家的审查。

5、庞加莱猜想（Poincare conjecture)

拓扑学中，任意一单连通的、封闭的三维流行与三维球面同胚。庞加莱在100多年前问，二维球面（如地球表面）是单连通的，可以收缩为一个点，那么三维球面是怎样的情况呢？这是拓扑学命题，有助于人类研究三维甚至多维空间。

2006年，数学界最终确认，俄国数学家佩雷曼（Grigory Perelman）圆满解决了庞加莱猜想（他拒绝了100万美元的赏金）。

6、杨-米尔斯理论（Yang-Mills theory）

用杨振宁-米尔斯的规范场理论来描写基本粒子的强相互作用时，需要一种微妙的量子性质，需要证明量子Yang-Mills场存在并且存在一个“质量间隙”。这个理论的方程是一组数学上极有意义的非线性偏微分方程。

尽管经典的波动以光速运动（质量为0），然而，量子粒子却具有正的质量。我们目前在理论上还不能理解这一点。

7、黎曼猜想（Riemann Hypothesis）

这是数学上最有名的一个未解难题，首先由黎曼（Georg Bernhard Riemann）提出来的。这是复分析中的一个相当专门的问题，猜想的答案很可能为素数理论、代数数论、代数几何甚至动力学带来曙光。

黎曼发现，Zeta函数的所有非零点都位于复平面上Re(s)=1/2的直线上，也即方程Zeta(s)=0的解的实部都是1/2。因此黎曼猜想可以表述为：“黎曼Zeta函数的所有非平凡零点都落在实部为1/2的一条直线上。”

这个猜想联系着许多关于素数分布的难题，例如，哥德巴赫猜想也只是它的一个特例。

证明黎曼猜想究竟有多重要呢？

可以这么说，作为当今数学界最值得期待解决的数学难题，黎曼猜想的对或错，直接影响整个以黎曼猜想作为前提的数学体系。毕竟，我们现有1000条以上的数学命题，都是以黎曼猜想及推广形式的成立作为前提的。一旦黎曼猜想被证实，它们就会成为坚不可摧的数学定理。反之，如果被证伪，那么这些数学命题中的很大一部分将不可避免地成为黎曼猜想的“陪葬品”。

再者，黎曼猜想研究的就是数学中的素数分布。它从提出到现在已有160多年，它的藤蔓早已从数学界跨越到了物理界。

例如，广义相对论最初源于爱因斯坦意识到引力并不是一种力，而是质量导致时空几何弯曲的体现。然而，当时并没有数学理论来支撑爱因斯坦的想法，直到爱因斯坦了解到黎曼猜想“非欧几何”，才让广义相对论问世。

2018年，英国数学家阿蒂亚（Michael Atiyah）声称证明了黎曼猜想，但遭到了一些学者的强力质疑，这一证明并不成立。尽管如此，他的思路或许可为后续的证明提供帮助。

上面所提到的21世纪七大数学难题，将助力数学家对于未来纯数学的研究和发展起到推动作用。

英国皇家学会数学教授斯图尔特（Ian Stewart）认为，在牛顿时代，数学问题的主要来源是天文学和力学，也就是自然科学。在未来，更奇异的学科还会涌进数学。其中之一就是已经高度数学化了的量子物理学。今天，量子场论、几何学、拓扑学和代数之间开始出现新的联系。未来的量子场、超弦以及它们之外的各色理论所激发的新结构，将开拓全新的代数和拓扑的天地。

19世纪的数学家把传统的“实”数扩大到“复”数，让“-1”有了平方根，给数学带来了无限生机。很快，数学的每一个领域都“复化”了：产生了与旧的实数一样硕果累累的复数的数学。“量子化”是21世纪的“复化”，我们将走进量子代数、量子拓扑、量子数论的世界。

未来生命科学会激发出一门新的数学：生物数学。科学家曾经相信人类基因组有10万个基因，结果错了，只有34000个。从基因走向蛋白质，那路线图比我们想象的复杂得多；实际上也许根本没有那样的地图。基因是一个动态控制过程的一部分，过程中不仅制造蛋白质，还不断修正它们，使它们在进化的生命里，在生命历程的恰当时刻，找到自己恰当的位置。认识这个过程所需要的远不只是一列DNA密码，而是我们缺少的多数东西就是数学。

生物数学是把生命生长动力学与DNA的基因信息过程融合起来的新数学。DNA密码依然重要，但不是全部。新的生物数学可能是组合生物学、数学、分析学、几何学和信息学的奇异混合。

与物理学中数学用来表达定量的定律不同，对现实世界的预测通常是大数据加上人工智能分析的结果。例如，为了模拟台风的巨大漩涡，工程师们需要列出千万个小区域暖湿气体的运动方程，然后通过大量计算来解决这些方程。现在，借助于计算机和大数据分析的“漩涡的微积分”有可能把人们从无穷的数字纠缠中解放出来。这是一个动力学模型形成的定性的、上下关联的数学理论。

再如，期货和股票市场，许多中介通过买卖期货和股票来相互影响。金融业就是这样从相互影响中凸显出来的。未来，金融和商务的数学也将在革命中产生，抛弃现在流行的“线性”模型，带来数学结构更准确反映市场变化的数学模型。

未来，数学发展的空间仍然足够大，它是帮助我们重新认识世界的工具——通过新的模式，而不是几十亿个魔幻般跳动的数字。

直觉思维具有自由性、灵活性、自发性、偶然性、不可靠性等特点，从培养直觉思维的必要性来看，笔者以为直觉思维有以下三个主要特点： 现代社会需要创造性的人才，中国的教材由于长期以来借鉴国外的经验，过多的注重培养逻辑思维，培养的人才大多数习惯于按部就班、墨守成规，缺乏创造能力和开拓精神。直觉思维是基于研究对象整体上的把握，不专意于细节的推敲，是思维的大手笔。正是由于思维的无意识性，它的想象才是丰富的，发散的，使人的认知结构向外无限扩展，因而具有反常规律的独创性。伊恩·斯图加特说：“直觉是真正的数学家赖以生存的东西”，许多重大的发现都是基于直觉。欧几里得几何学的五个公设都是基于直觉，从而建立起欧几里得几何学这栋辉煌的大厦；哈密顿在散步的路上进发了构造四元素的火花；阿基米德在浴室里找到了辨别王冠真假的方法；凯库勒发现苯分子环状结构更是一个直觉思维的成功典范。 学生对数学产生兴趣的原因有两种，一种是教师的人格魅力，其二是来自数学本身的魅力。不可否认情感的重要作用，但笔者的观点是，兴趣更多来自数学本身。成功可以培养一个人的自信，直觉发现伴随着很强的“自信心”。相比其它的物资奖励和情感激励，这种自信更稳定、更持久。当一个问题不用通过逻辑证明的形式而是通过自己的直觉获得，那么成功带给他的震撼是巨大的，内心将会产生一种强大的学习钻研动力，从而更加相信自己的能力。高斯在小学时就能解决问题1+2+　……+99+100=，这是基于他对数的敏感性的超常把握，这对他一生的成功产生了不可磨灭的影响。而当前的中学生极少具有直觉意识，对有限的直觉也半信半疑，不能从整体上驾驭问题，也就无法形成自信。直觉思维与逻辑思维同等重要，偏离任何一方都会制约一个人思维能力的发展，伊思·斯图尔特曾经说过这样一句话，“数学的全部力量就在于直觉和严格性巧妙的结合在一起，受控制的精神和富有灵感的逻辑。”受控制的精神和富有美感的逻辑正是数学的魅力所在，也是数学教育者努力的方向。

　　中图分类号G63341 文献标识码B 文章编号1009-5071(2012)06-0179-01　　长期以来，中国的基础教育课程是在知识本位课程观的基础上形成的。中学数学新课程中更注重了学生“思维能力”的培养，与以前“逻辑思维能力”相比较虽然只是去掉两个字，概念的内涵却更加丰富。在注重逻辑思维能力培养的同时，还应注重观察力、直觉力、想象力的培养。特别是直觉思维能力的培养。由于长期得不到重视，学生在学习的过程中对数学的本质容易造成误解，认为数学是枯燥乏味的；同时对数学的学习也缺乏取得成功的必要的信心，从而丧失数学学习的兴趣。培养直觉思维能力是新课程发展的需要，是社会发展的需要，是适应新时期社会对人才的需求。

1 数学直觉概念的界定

11 直觉与直观、直感的区别。直观与直感都是以真实的事物为对象，通过各种感觉器官直接获得的感觉或感知。例如等腰三角形的两个底角相等，两个角相等的三角形是等腰三角形等概念、性质的界定并没有一个严格的证明，只是一种直观形象的感知。而直觉的研究对象则是抽象的数学结构及其关系。庞加莱说：“直觉不必建立在感觉明白之上，感觉不久便会变的无能为力。例如，我们仍无法想象千角形，但我们能够通过直觉一般地思考多角形，多角形把千角形作为一个特例包括进来。”由此可见直觉是一种深层次的心理活动，没有具体的直观形象和可操作的逻辑顺序作思考的背景。

12 直觉与逻辑的关系。从思维方式上来看，思维可以分为逻辑思维和直觉思维。有一种观点认为逻辑重于演绎，而直观重于分析，从侧重角度来看，此话不无道理，但侧重并不等于完全，数学逻辑中是否会有直觉成分？数学直觉是否具有逻辑性？比如在日常生活中有许多说不清道不明的东西，人们对各种事件作出判断与猜想离不开直觉，甚至可以说直觉无时无刻不在起作用。

2 直觉思维的主要特点

21 简约性。直觉思维是对思维对象从整体上考察，调动自己的全部知识经验，通过丰富的想象作出的敏锐而迅速的假设，猜想或判断，它省去了一步一步分析推理的中间环节，它是一瞬间的思维火花，是长期积累上的一种升华，是思维者的灵感和顿悟，是思维过程的高度简化，但是它却清晰的触及到事物的“本质”。

22 创造性。“直觉是真正的数学家赖以生存的东西。”许多重大的发现都是基于直觉。欧几里得几何学的五个公式都是基于直觉，从而建立起欧几里得几何学这栋辉煌的大厦；哈密顿在散步的路上进发了构造四元素的火花；阿基米德在浴室里找到了辨别王冠真假的方法。

23 自信力。学生对数学产生兴趣的原因有两种，其一是教师的人格魅力，其二是来自数学本身的魅力。不可否认情感的重要作用，但我的观点是，兴趣更多来自数学本身。高斯在小学时就能解决问题“1+2+……+99+100=？”这是基于他对数的敏感性的超常把握，这对他一生的成功产生了不可磨灭的影响。

3 直觉思维的培养

一个人的数学思维，判断能力的高低主要取决于直觉思维能力的高低。徐利治教授指出：“数学直觉是可以后天培养的，实际上每个人的数学直觉也是不断提高的。”数学直觉是可以通过训练提高的。

31 扎实的基础是产生直觉的源泉。直觉不是靠“机遇”，直觉的获得虽然具有偶然性，但决不是无缘无故的凭空臆想，而是以扎实的知识为基础。若没有深厚的功底，是不会迸发出思维的火花的。阿达玛曾风趣的说：“难道一只猴子也能因机遇而打印成整部美国宪法吗？”

32 渗透数学的哲学观点及审美观念。直觉的产生是基于对研究对象整体的把握，而哲学观点有利于高屋建瓴的把握事物的本质。这些哲学观点包括数学中普遍存在的对立统一、运动变化、相互转化、对称性等。例如（a+b）2= a2+2ab+b2，即使没有学过完全平方公式，也可以运用对称的观点判断结论的真伪。

美感和美的意识是数学直觉的本质，提高审美能力有利于培养数学事物间所有存在着的和谐关系及秩序的直觉意识，审美能力越强，则数学直觉能力也越强。

33 重视解题教学。教学中选择适当的题目类型，有利于培养，考察学生的直觉思维。例如选择题，由于只要求从四个选择支中挑选出来，省略解题过程，容许合理的猜想，有利于直觉思维的发展。实施开放性问题教学，也是培养直觉思维的有效方法。开放性问题的条件或结论不够明确，可以从多个角度由果寻因，由因索果，提出猜想，由于答案的发散性，有利于直觉思维能力的培养。

34 设置直觉思维的意境和动机诱导。这就要求教师在新课程理念的指导下，把主动权还给学生。对于学生的大胆设想给予充分肯定，对其合理成分及时给予鼓励，爱护、扶植学生的自发性直觉思维，以免挫伤学生直觉思维的积极性和学生直觉思维的悟性。教师应及时因势利导，解除学生心中的疑惑，使学生对自己的直觉产生成功的喜悦感。

直觉思维与逻辑思维同等重要，偏离任何一方都会制约一个人思维能力的发展，伊思斯图尔特曾经说过这样一句话，“数学的全部力量就在于直觉和严格性巧妙的结合在一起，受控制的精神和富有灵感的逻辑。”受控制的精神和富有美感的逻辑正是数学的魅力所在，也是我们数学教育者努力的方向。

中学数学教师必读的十本书如下：

1、伊恩·斯图尔特《数学万花筒:五光十色的数学趣题和逸事》

推荐语:lan Stewart，英国著名数学教育家，一直致力干推动数学知识走通俗易懂的道路。他将自已收集的各种理外效学趣题及杂记较里成册，向我们表示了生活中一个个神秘而精彩的小故事--触拒动物游戏、纸牌一角、农民卖大头菜、漂亮猫、欺骗性骰子，还介绍了权威的数学大奖，著名数学家生平等知识性，趣味性内容。

通过这些五光十色的小故事，读者不仅可以学会解决实际问题的思路和技巧，而且能够亲自体会成功的数学家是怎样从小培养数学学习兴趣，激发自己的求知欲的。这个趣味横生的“万花筒”，既展现了数学的五彩斑姆，又激励大家像作者一样去探索更宽广的美丽新世界。

2、胡·施坦豪斯《数学万花镜》

推荐语:以图形，和模型等为主，辅以必要的初等的数学说明，生动地讲述了数学各个领域里的事实和问题。一些抽象而难以理解的数学理论，通过具体的可以捉摸的实物而具体化，易于被读者接受，从而引起读者对数学的兴趣和思考，

3、张奠宙《数学的明天》

推荐语:纵论数学与数学教育，书中的一些观点高层建瓴，发人深省。系《走向科学的明天》从书之一，数学方面另有:《平面几何定理的机器证明》《集合与面积》《组合数学方兴未艾》《精益求精的最优化》《大千世界的随机现象》。

4、M、克来因《古今数学思想》

推荐语:被评为“数学思想权威性的历史”，论述了从古代一直到20世纪头几十年中的重大数学创造和发展，目的是介绍中心思想和那些在数学历史的主要时期中逐渐冒出来并成为最突出的，对干促进和形成而后的数学活动有影响的主流工作。其所极度关心的还有:对数学本身的看法，不同时期这种看法的改变，以及数学家对于他们自己的成就的理解。

5、盛立人《生活中的数学--管理必读》

推荐语:书分12 章，有实用价值，有深厚背景，有现代意识。

6、徐胜蓝、孟东明《杨振宁传》

推荐语:两岸三地已出了五种版本，本书是第五版，我们能从这本不平凡的传记中获得启示和力

量。

7、 刘云章、赵雄辉《数学解题思维策略--波利亚著作选讲》

推荐语:本书从我国实情出发精选了波利亚的三大名著的内容及有关论文，其中也不乏作者自己的观点和态度，便于读者尽快了解波利亚数学教育理论的梗概。

8、 杨世明、王雪琴《数学发现的艺术》

推荐语:乃国人研究波利亚理论之杰作。

9、 胡炳生《数学解题思路与方法》

推荐语:作者数学功底深厚，从数学竞赛角度来谈解题方法研究。本书非常值得一读。

10、唐盛昌等《高中数学解题策略》

推荐语:本书既有较高的立意，又能切合教学实际，可资参考。