中國的數學教育大師——傅種孫?
傅種孫(1898壹1962)當時在北京師大附中教幾何。他教幾何時,每逢考試,必預先告訴學生要帶圓規和直尺。但當時的學生大多不很認真,常常忘帶,考試時臨時抱佛腳,就用鉛筆桿代替直尺,再從兜裏拿出壹個銅圓(形同現在流通的硬幣)來畫圖。傅先生針對這個情形,幹脆出了壹個題目,讓學生研究“用壹個銅圓代替圓規,能否作直尺與圓規所能作的壹切工作?”顯然,傅先生的這道題對學生來說應該算是具有挑戰性的問題。?
眾所周知,平面幾何作圖工具僅限於圓規和直尺。其中,直尺是沒有刻度的,是壹根具有理想的直且有有限長度的棍子。傅先生的學生用鉛筆充當尺子雖不符合要求,但還不算離譜。用鉛筆壹類的物品充當直尺的關鍵不在於他是否是直的以及能否利用它畫得很直,而在於畫圖者的觀念或思想是否把它看作直線或線段。公元前三世紀以前,即歐幾裏得的《幾何原本》誕生之前,圓規和直尺曾被當時的數學工作者看成是地位平等的畫圖工具。人們在作圖時,對利用圓規和直尺,或只用圓規、或只用直尺是不加區別的。當時的人們有個風氣,喜歡以增加問題條件的嚴苛性來挑戰問題,用以證明自己比別人更智慧。他們不斷的給問題設立苛刻的條件或前提,例如,在平面上作圖只用直尺行不行、只用圓規行不行等,用以挑戰智慧的極限。之後,歐幾裏得撰寫教科書《幾何原本》(這是世界上第壹本傳播科學真理和方法的教科書,建議專門研究“課程與教學論”的專家首先應該讀懂這本書)時,才規定了以圓規和直尺為幾何作圖的基礎。?
在之後的二千年間,用尺規作圖的研究並未停頓。直到1797年,意大利數學家
Mascheroni證明了“所有用圓規和直尺可解的作圖問題,只用圓規也能夠精確地解決。”(註:有事實說明在他之前已有人率先證明了這個結果)?
1833年瑞士數學家Steiner證明了:在平面上給出壹個定圓和它的中心,則每個用圓規和直尺可解的作圖題,只用直尺也能夠解決。十九世紀,非歐幾何產生,尺規作圖仍是具有挑戰性的問題,數學家們隨即證明了在羅巴切夫斯基平面上也可以不用直尺作圖。另外,對尺規作圖問題的研究也導致了十九世紀的壹些重要的數學進展,例如群論的產生就是作圖問題代數化所促成的結果。
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