عدد اول چیست؟
اجازه بدهید عدد ۱۳ را مثال بیاوریم:عدد۱۳ فقط از ضرب اعداد یا عوامل ۱و۱۳ در هم بدست می اید.اگر عددی جز به خودش و ۱ قابل تقسیم نباشد و یا از حاصل ضرب اعداد دیگر جز خودش و ۱ به وجود نیاید عدد اول نامیده می شود.
اجازه بدهید عدد ۱۳ را مثال بیاوریم:عدد۱۳ فقط از ضرب اعداد یا عوامل ۱و۱۳ در هم بدست می اید.اگر عددی جز به خودش و ۱ قابل تقسیم نباشد و یا از حاصل ضرب اعداد دیگر جز خودش و ۱ به وجود نیاید عدد اول نامیده می شود.
انسان اولیه نسبت به اعداد بیگانه بود و شمارش اشیا» اطراف خود را به حسب غریزه یعنی همانطور که مثلا مرغ خانگی تعداد جوجه هایش را می داند انجام می داد.اما بزودی مجبور شد وسیله شمارش دقیقتری بوجود آورد.لذا، به کمک انگشتان دست دستگاه شمارشی پدید آورد که مبنای آن 60 بود.این دستگاه شمارش که بسیار پیچیده می باشد قدیمی ترین دستگاه شمارشی است که آثاری از آن در کهن ترین مدارک موجود یعنی نوشته های سومری، حدود هزار سال قبل از میلاد مسیح در جنوب بین النهرین مشاهده می شود.در این موقع مصریها نیز در سواحل سفلای رود نیل تمدنی درخشان پدید آورده بودند.طغیان رود نیل هر سال حدود و ثغور زمینهای زراعتی این قوم را محو می کرد.احتیاج به تقسیم مجدد این اراضی موجب رهبری آنها به اولین احکام ساده هندسی گردید.
همچنین مبادلات تجارتی و تعیین مقدار باج و خراج سالیانه آنها را وادار به توسعه علم حساب نمود این اطلاعات همگی از روی پاپیروسها و الواحی است که در نتیجه حفاریها بدست آمده و به خط هیروگلیفی می باشد.قدیمی ترین آنها که مربوط به 1800 سال قبل از میلاد است شامل چند رساله درباره علم حساب و مسائل حساب مقدماتی می باشد، از آن جمله رساله پاپیروس آهس است که درسال 1868 توسط ایسنلر مصرشناس مشهور ترجمه شد.سایر تمدنهای شرقی نظیر چینی و هندی در ترویج دانش نقش موثری نداشته اند و جز برخی نتایج پراکنده که در زیر فشار مفاهیم ماورا»الطبیعه خرد شده است چیزی از آنان در دست نیست.هزار سال پس از نابودی فرهنگ قدیم مصر و محو تمدن آشور، یونانیان از روی مقدمات پراکنده و بی شکل آنها علمی پدید آوردند که در واقع به عالیترین وجه مرتب و منظم گردیده و عقل و منطق را کاملا اقناع می نمود.
نخستین دانشمند معروف یونانی طالس ملطلی (639548ق.م) است که در پیدایش علوم نقش مهمی بعهده داشته و می توان وی را موجد علوم فیزیک، نجوم و هندسه دانست.در اوایل قرن ششم ق.م.فیثاغورث (572500 قبل از میلاد) از اهالی ساموس یونان کم کم ریاضیات را بر پایه و اساسی قرار داد و به ایجاد مکتب فلسفی خویش همت گماشت.فیثاغورثیان عدد را بخاطر هم آهنگی و نظمی که دارد اساس ومبدا همه چیز می پنداشتند و بر این عقیده بودند که تمام مفاهیم را به کمک آن می توان بیان نمود.پس از فیثاغورث باید از زنون فیلسوف و ریاضیدان یونانی که در 490ق.م در ایلیا متولد شده است نام ببریم.
در اوایل نیمه دوم قرن پنجم بقراط از اهالی کیوس فضاهایی متفرق آن زمان را گردآوری کرد و در حقیقت همین قضایا است که مبانی هندسه جدید ما را تشکیل می دهند.در قرن چهارم قبل از میلاد افلاطون در باغ آکادموس در آتن مکتبی ایجاد کرد که نه قرن بعداز او نیز همچنان برپا ماند.وی ریاضیات مخصوصا هندسه را بسیار عزیز می داشت، تا جائی که بر سردر مکتب خود این جمله را حک کرده بود: «هرکس هندسه نمی داند به اینجا قدم نگذارد.»این فیلسوف بزرگ به تکمیل منطق که رکن اساسی ریاضیات است همت گماشت.در این احوال اسکندر کشورها را یکی پس از دیگری فتح می کرد و هرجا را که بر روی آن انگشت می نهاد مرکزی از برای پیشرفت تمدن یونانی می شد.پس از مرگ این فاتح مقتدر در 323ق.م و تقسیم امپراطوری عظیم او، مصر بدست بطلیموس افتاد و امپراطوری بطالسه را تشکیل داد.بطالسه که اسکندریه را به پایتختی برگزیده بودند تمام دانشمندان را بدانجا پذیرفتند و همین دانشمندان در صدد ایجادکتابخانه بزرگی در این شهر ساحلی برآمدند و به توسعه و تکمیل آن همت گماشتند.
اکنون به زمانی رسیده ایم که بایستی آنرا عصر طلائی ریاضیات یونان نامید.اهمیت فوق العاده این دوره به سبب ظهور سه عالم بزرگ ریاضی یعنی اقلیدس، ارشمیدس و آپولونیوس است که هم در دوران خود و هم برای قرون بعد از خویش شهرتی عالمگیر کسب نمودند.در قرن دوم ق.م نام تنها ریاضیدانی که بیش از همه تجلی داشت ابرخس یا هیپارک بود.این ریاضیدان و منجم بزرگ که بین سالهای 161تا 126ق.م در رودس متولد شد مثلثات را اختراع کرد.هیپارک نخستین کسی بود که تقسیم بندی معمولی بابلی ها را برای پیرامون دایره پذیرفت.به این معنی که دایره را به 360 درجه و درجه را به 60 دقیقه و دقیقه را نیز به 60 قسمت برابر تقسیم نمود و جدولی تابع شعاع دایره بدست آورد که وترهای بعضی از قوسها را می داد و این قدیمی ترین جدول مثلثاتی است که تاکنون شناخته شده است.در سال 47ق.م ژول سزار نیروی دریایی مصررا آتش زدو در کتابخانه بزرگ اسکندریه نیز حریق بزرگی ایجاد شد که قسمت اعظم آنرا نابود ساخت.در این دوره کوتاه از کشفیات جدید خبری نبود و دانشمندان متوسطی نظیر بطلیموس، منلائوس و باپوس نیز که ظهور کردند تنها به تعلیم و انتشار آثار قدما اکتفا نمودند.بطلیموس که به احتمال قوی با امپراطوران بطالسه هیچگونه ارتباطی ندارددر تعقیب افکار هیپارک کوشش بسیار کرد.کتاب مشهور او به نام اصلی«ترکیب ریاضی» شامل یک دستگاه هیات بیان حرکت دورانی اجسام سماوی و یکدوره کامل مثلثات کروی و مستقیم الخط و توضیح و محاسبه نمودهای حرکت بومی است.این کتاب را درسال 827 از یونانی به عربی ترجمه کردند ونام آنرا مجسطی یعنی «بسیار بزرگ» نهادند و از آن پس به همین نام باقی ماند.منلائوس که در اواخر قرن اول میلادی در اسکندریه می زیست به امر امپراطور دومی سین کتابی تالیف کرد که قضیه معروف منلائوس درباره چهارضلعی محاطی در آن ذکر شده است.در این احوال هندوستان به منزله یک مرکز جدید روشنفکری توسعه می یافت و چنین به نظر می رسید که علم بدانجا فرار کرده و یا به عبارت بهتر فقط آنجا را مقام خود ساخته است.زیرا سابق براین در زمان یونانی ها نیز در آنجا وجود داشته است.علوم هندی بیش از علوم تمام ممالک دیگر در خدمت مذهب بود وشامل بعضی مقدمات علم طب یعنی همانقدر که برای ساختن مشروبات مقدس کفایت می کردو مختصری از علوم نجوم یعنی درست همان اندازه که برای تشکیل تقاویم مذهبی مورد نیاز است و اندکی هندسه، مرکب از بعضی طرق عملی که برای ساختن مسجد و محراب لازم است بیش نبود.در نخستین قرون تاریخ چهار ریاضی دان مشهور در این کشور وجود داشت که عبارت بودند از:آپاستامبا(قرن پنجم)، آریاب هاتا (قرن ششم)، براهماگوپتا (قرن هفتم) و بهاسکارا (قرن نهم) که در کتب ایشان بخصوص قواعد تناسب ساده و ربح مرکب مشاهده می شود.محاسبات در این کتابها جنبه شاعرانه داشت و حتی نام علم حساب را «لیلاواتی» گذارده بودندکه معنی دلبری و افسونگری دارد! با شروع قرن دهم پیشرفت کشفیات ریاضی در هندوستان نیز متوقف گردید و مشعل فروزان علم بدست اعراب مسلمان افتاد.در سال 622م که حضرت محمد(ص) از مکه هجرت فرمود در واقع آغاز شگفتی تمدن اسلام بود.اعراب که جنبش شدید خود را از سده هفتم آغاز کرده بودند پس از رحلت پیغمبر اسلام در 632 به توسعه سرزمینهای خود پرداختند و بزودی تمام ممالک آفریقائی ساحل مدیترانه را متصرف شدند و این توسعه طلبی ایشان را در اروپا تا اسپانیاو در آسیاتا هندوستان کشانید و در نتیجه تماس با کشورهای مغلوب که مردم آنها غالبا دارای تمدن عالی بودند ذوق شدیدی به آموختن در ایشان بوجود آمد.لذا با سهولت و چالاکی فرهنگ ممالک دست نشانده را پذیرفتند.در زمان مامون خلیفه عباسی تمدن اسلام بحد اعتلای خود رسید بطوری که از اواسط قرن هشتم تا اواخر قرن یازدهم زبان عربی علمی بین المللی گردید.از ریاضی دانان بزرگ اسلامی یکی خوارزمی می باشد که در سال 820 به هنگام خلافت مامون در بغدادکتاب مشهورالجبر و المقابله را نگاشت.وی در این کتاب بدون آنکه از حروف و علامات استفاده کند، حل معادله درجه اول را به دو طریقی که ما امروزه جمع جبری جمل و نقل آنها از یکطرف بطرف دیگر می نامیم، انجام داده است.دیگر ابوالوفا (938 998) است که جداول مثلثاتی ذیقیمتی پدید آورده و بالاخره محمدبن هیثم(965 1039) معروف به الحسن را باید نام بردکه صاحب تالیفات بسیاری در ریاضیات و نجوم است.
اگر در حین عبور از خیابان قطعه کاغذی پیدا کنید که روی آن نوشته شده باشد ∞> گوگُل آیا می توانید بفهمید که این یک نوع خلاصه نویسی ریاضی است؟ فکر استفاده از خلاصه نویسی یا به کار بردن علامت به جای کلمات، خیلی قدیمی است و رواج بسیار دارد بیش از 5000 سال قبل، مصریان قدیم به جای کلمات از علایم استفاده می کردند.
امروز نیز تندنویسان همین کار را می کنند، هر چند علاماتی که به کار می برند به کلی مختلف است. تندنویسی ریاضی راهی است برای کوتاه و دقیق نوشتن کمیتهای ریاضی. معنای ∞> گوگُل چیست؟ به زبان معمولی یعنیگوگل کمتر است از بینهایت. علامت 7 (هفت فارسی) که به پهلوی راست چرخیده است و به این شکل > در آمده یعنی «کوچکتر است از ». علامت «∞» یعنی بینهایت، و آن عددی است بزرگتر از هر چه که ما بگوییم به فکرمان برسد.
گوگل عدد یک است با صد صفر در جلوی آن . این عدد آنقدر بزرگ است که از تعداد تمام دانه های بارانی که طی صد سال در تهران و نیویورک، پاریس ببارد فزونتر است. با وجود این، عددی به این بزرگی از بینهایت کوچکتر است.
علامات و نشانه ها فقط بخشی از زبان ریاضیات است، بخش دیگر تعریف اصطلاحات اساسی آن است. زبان جهانی ریاضی از مجموعه این دو بدست می آید. با این زبان یک دانشمند یا ریاضی دان فرانسوی یا روسی می تواند با یک دانشمند امریکایی یا ایرانی دقیقاً تبادل فکر کند. ∞>گوگل برای همه در همه جای دنیا یک معنا دارد.
برگرفته از کتاب شگفتیهای ریاضی
سیل یک پستاندار دریایی گوشتخوار است . آن را دست آموز می کنند و در برخی از سیرکها برای نمایش بکار می گیرند . از سیل می خواهند که تا فلان عدد را بشمارد . سیل با چند بار دمیدن در یک بوق پاسخ درستی به این سوال می دهد.
به همین ترتیب دیده شده است که یک اسب آموزش دیده در پاسخ مربی خود که عددی را از حیوان می پرسد ، می تواند با کوبیدن های پی در پی پا بر زمین ، آن عدد را پر کند.
اگر کسی شاهد چنین صحنه هایی باشد شاید گمان برد که حیوانات قادرند اعداد ریاضی را بشمرند.
ولی حقیقت آن است که هیچیک از این حیوانات مفهوم عدد را درک نمی کند و از عهده شمردن آنها بر نمی آید. آنچه رخ می دهد این است که مثلا سیل یا اسب،پس از یک دوره آموزش یاد می گیرند که در چه موقع عملی را شروع و در چه هنگام آن را تمام کنند.از این رو با دریافت علامتی که به آنها یاد داده شده آن کار را آغاز میکنند و سپس با دریافت علامت دیگری از ادامه کار دست بر میدارند.
البته برخی حیوانات توانایی تشخیص اعداد کوچکتر را از اعداد بزرگتر دارند.ولی این به این معناست که اگر در برابر حیوان دو بسته غذا باشد حیوان ترجیح می دهد بسته بزرگتر را بردارد.
دانشمندان بر این باورند که برخی از پرندگان و حیوانات واقعا توان شمارش دارند.
در یک آزمایش با یک کبوتر چنین کردند:مرتبا در جلویش دانه نهادند(یعنی هر بار که دانه ای را برمی داشت ، دانه بعدی را در بشقابش می گذاشتند.کبوتر دانه ها را برمی داشت تا شش دانه ، اما دانه هفتم که به ته بشقاب چسبیده بود کبوتر را از برداشتنش منصرف کرد.
پس از این کبوتر همیشه تا دانه ششم را بر میداشت ولی دانه هفتم را نه.
دانشمندان به این نتیجه رسیدند که این گونه تشخیص ، خود حاکی از یک شمارش واقعی است.
تقویم ذهنی بوسیله ریاضی
روش حفظ کل تقویم سال در چند دقیقه:این کار بسیار ساده است. حتی در ظرف یک دقیقه هم امکان پذیر است:
فقط شما کافی است اولین شنبه هر ماه رو بدونید که چندم است؟
مثلا فروردین سوم است.و اولین 5شنبه اون میشود 5+3=8
(رمز:فردین اولین فیلم خود را در 3 سالگی بازی کرد)
برای هر ماه در ذهن خودتون یک رمز بسازید
اسفند:وقتی اسپند دود می کنم یک غول سه سر از اون بیرون میاد!
دومین سه شنبه؟------>3+7+3=13
| نمایش اعداد بوسیله حروف لاتین |
| چرا 14 مارس روز عد پی نامگذاری شده است. |
بزرگترین عدداول کشف شد
دکتر Nowak آلمانی توسط کامپیوتر شخصی خود که پنتیوم 4 با قابلیت 2.4GHمیباشد بزرگترین عدد اول را کشف کرد.
این عدد از فرمول اعداد اول مرسن بدست آمده که طبق فرمول مرسن n=25964951 میباشد.
یعنی برای بدست آوردن عدد اول مزبور 2 را بتوان n میرسانیم و از آن یک واحد کم میکنیم.
| ارتباط نام سایت گوگل با ریاضی |
|
به نام خدا |
|
ا- اولین آیه قرآن « بسم الله الرحمن الرحیم » دارای 19 حرف عربی است. |
تاريخچه مختصر رياضيات
انسان اوليه نسبت به اعداد بيگانه بود و شمارش اشياء اطراف خود را به حسب غريزه يعني همانطور که مثلاً مرغ خانگي تعداد جوجه هايش را مي داند انجام مي داد اما به زودي مجبور شد وسيله شمارش دقيق تري بوجود آورد لذا به کمک انگشتان دست دستگاه شماري پديد آورد که مبناي آن 60 بود. اين دستگاه شمار که بسيار پيچيده مي باشد قديمي ترين دستگاه شماري است که آثاري از آن در کهن ترين مدارک موجود يعني نوشته هاي سومري مشاهده مي شود. سومريها که تمدنشان مربوط به حدود هزار سال قبل از ميلاد مسيح است در جنوب بين النهرين يعني ناحيه بين دو رود دجله و فرات ساکن بودند. آنها در حدود 2500 سال قبل از ميلاد با امپراطوري سامي عکاد متحد شدند و امپراطوري و تمدن آشوري را پديد آوردند. نخستين دانشمند معروف يوناني طالس ملطلي (639- 548 ق. م.) است که در پيدايش علوم نقش مهمي به عهده داشت و مي توان وي را موجد علوم فيزيک، نجوم و هندسه دانست. در اوايل قرن ششم ق. م. فيثاغورث (572-500 ق. م.) از اهالي ساموس يونان کم کم رياضيات را بر پايه و اساسي قرار داد و به ايجاد مکتب فلسفي خويش همت گماشت. پس از فيثاغورث بايد از زنون فيلسوف و رياضيدان يوناني که در 490 ق. م. در ايليا متولد شده است نام ببريم. در اوايل نيمه دوم قرن پنجم بقراط از اهالي کيوس قضاياي متفرق آن زمان را گردآوري کرد و در حقيقت همين قضايا است که مباني هندسه جديد ما را تشکيل مي دهند. در قرن چهارم قبل از ميلاد افلاطون در باغ آکادموس در آتن مکتبي ايجاد کرد که نه قرن بعد از او نيز همچنان برپا ماند. اين فيلسوف بزرگ به تکميل منطق که رکن اساسي رياضيات است همت گماشت و چندي بعد منجم و رياضي دان معاصر وي ادوکس با ايجاد تئوري نسبتها نشان داد که کميات اندازه نگرفتني که تا آن زمان در مسير علوم رياضي گودالي حفر کرده بود هيچ چيز غيرعادي ندارد و مي توان مانند ساير اعداد قواعد حساب را در مورد آنها به کار برد. در قرن دوم ق. م. نام تنها رياضي داني که بيش از همه تجلي داشت ابرخس يا هيپارک بود. اين رياضيدان و منجم بزرگ گامهاي بلند و استادانه اي در علم نجوم برداشت و مثلثات را نيز اختراع کرد. بطلميوس که به احتمال قوي با امپراطوران بطالسه هيچگونه ارتباطي ندارد در تعقيب افکار هيپارک بسيار کوشيد. در سال 622 م. که حضرت محمد (ص) از مکه هجرت نمود در واقع آغاز شکفتگي تمدن اسلام بود. در زمان مأمون خليفه عباسي تمدن اسلام به حد اعتلاي خود رسيد به طوري که از اواسط قرن هشتم تا اواخر قرن يازدهم زبان عربي زبان علمي بين المللي شد. از رياضيدانان بزرگ اسلامي اين دوره يکي خوارزمي مي باشد که در سال 820 به هنگام خلافت مأمون در بغداد کتاب مشهور الجبر و المقابله را نوشت. ديگر ابوالوفا (998-938) است که جداول مثلثاتي ذيقيمتي پديد آورد و بالاخره محمد بن هيثم (1039-965) معروف به الحسن را بايد نام برد که صاحب تأليفات بسياري در رياضيات و نجوم است. قرون وسطي از قرن پنجم تا قرن دوازدهم يکي از دردناکترين ادوار تاريخي اروپاست. عامه مردم در منتهاي فلاکت و بدبختي به سر مي بردند. برجسته ترين نامهايي که در اين دوره ملاحظه مي نماييم در مرحله اول لئونارد بوناکسي (1220-1170) رياضيدان ايتاليايي است. ديگر نيکلاارسم فرانسوي مي باشد که بايد او را پيش قدم هندسه تحليلي دانست. در قرون پانزدهم و شانزدهم دانشمندان ايتاليايي و شاگردان آلماني آنها در حساب عددي جبر و مکانيک ترقيات شايان نمودند. در اواخر قرن شانزدهم در فرانسه شخصي به نام فرانسوا ويت (1603-1540م) به پيشرفت علوم رياضي خدمات ارزندهاي نمود. وي يکي از واضعين بزرگ علم جبر و مقابله جديد و در عين حال هندسه دان قابلي بود. کوپرنيک (1543-1473) منجم بزرگ لهستاني در اواسط قرن شانزدهم درکتاب مشهور خود به نام درباره دوران اجسام آسماني منظومه شمسي را اين چنين ارائه داد:
1- مرکز منظومه شمسي خورشيد است نه زمين.
2- در حاليکه ماه به گرد زمين مي چرخد سيارات ديگر همراه با خود زمين به گرد خورشيد مي چرخند.
3- زمين در هر 24 ساعت يکبار حول محور خود مي چرخد، نه کره ستاره هاي ثابت.
پس از مرگ کوپرنيک مردي به نام تيکوبراهه در کشور دانمارک متولد شد. وي نشان داد که حرکت سيارات کاملاً با نمايش و تصوير دايره هاي هم مرکز وفق نمي دهد. تجزيه و تحليل نتايج نظريه تيکوبراهه به يوهان کپلر که در سال آخر زندگي براهه دستيار وي بود محول گشت. پس از سالها کار وي به نخستين کشف مهم خود رسيد و چنين يافت که سيارات در حرکت خود به گرد خورشيد يک مدار کاملاً دايره شکل را نمي پيمايند بلکه همه آنها بر روي مدار بيضي شکل حرکت مي کنند که خورشيد نيز در يکي از دو کانون آنها قرار دارد. قرن هفدهم در تاريخ رياضيات قرني عجيب و معجزه آساست. از فعالترين دانشمندان اين قرن کشيشي پاريسي به نام مارن مرسن که مي توان وي را گرانبها ترين قاصد علمي جهان دانست. در سال 1609 گاليله رياضيات و نجوم را در دانشگاه پادوا در ايتاليا تدريس مي کرد. وي يکي از واضعين مکتب تجربي است. وي قانون سقوط اجسام را به دست آورد و مفهوم شتاب را تعريف کرد. در همان اوقات که گاليله نخستين دوربين نجومي خود را به سوي آسمان متوجه کرد در 31 مارس 1596 در تورن فرانسه رنه دکارت به دنيا آمد. نام رياضيدان بزرگ سوئيسي «پوب گولدن» را نيز بايد با نهايت افتخار ذکر کرد. شهرت وي بواسطه قضاياي مربوط به اجسام دوار است که نام او را دارا مي باشد و در کتابي به نام مرکزثقل ذکر شده. ديگر از دانشمندان برجسته قرن هفدهم پي ير دوفرما رياضيدان بزرگ فرانسوي است که يکي از برجسته ترين آثار او تئوري اعداد است که وي کاملاً بوجود آورنده آن مي باشد. رياضيدان بزرگ ديگري که در اين قرن به خوبي درخشيد ژيرارد زارک فرانسوي است که بيشتر به واسطه کارهاي درخشانش در هنر معماري شهرت يافت و بالاخره رياضي دان ديگر فرانسوي يعني روبروال که بواسطه ترازوي مشهوري که نام او را همراه دارد همه جا معروف است. در اواسط قرن هفدهم کم کم مقدمات اوليه آناليز عناصر بي نهايت کوچک در تاريکي و ابهام به وجود آمد و رفته رفته سر و صداي آن به گوش مردم رسيد. بدون شک پاسکال همراه با دکارت و فرما يکي از سه رياضيدان بزرگ نيمه اول قرن هفدهم بود و نيز مي توان ارزش او را در علم فيزيک برابر گاليله دانست. در نيمه دوم قرن هفدهم رياضي بطور دقيق دنبال شد. سه نابغه فنا ناپذير اين دوره يعني نيوتن انگليسي، لايب نيتس آلماني و هويگنس هلندي جهان علم را روشن کرده بودند. لايب نيتس در سال 1684 با انتشار مقاله اي درباره حساب عناصر بي نهايت کوچک انقلابي برپا کرد. هوگنس نيز در تکميل ديناميک و مکانيک استدلالي با نيوتن همکاري کرد و عمليات مختلف آنها باعث شد که ارزش واقعي حساب انتگرال در توسعه علوم دقيقه روشن شود. در قرن هجدهم ديگر تمام طوفانهاي قرن هفدهم فرو نشست و تحولات اين قرن عجيب به يک دوره آرامش مبدل گرديد. دالامبر فرانسوي آناليز رياضي را در مکانيک به کار برد و از روشهاي آن استفاده کرد. کلرو رقيب او در 18 سالگي کتابي به نام تفحصات درباره منحني هاي دو انحنايي انتشار داد و در مدت شانزده سال رساله اي تهيه و به آکادمي علوم تقديم نمود که شامل مطالب قابل توجهي مخصوصاً در مورد مکانيک آسماني و هندسه بي نهايت کوچکها بود. ديگر لئونارد اويلر رياضيدان بزرگ سوئيسي است که در 15 آوريل 1707 م. در شهر بال متولد شد و در 17 سپتامبر 1783 م. در روسيه درگذشت. لاگرانژ از جمله بزرگترين رياضيدانان تمام ادوار تاريخ بشر است. مکانيک تحليلي او که در سال 1788 . عموميت يافت بزرگترين شاهکار وي به شمار مي رود. لاپلاس که در تدريس رياضي دانشسراي عالي پاريس معاون لاگرانژ بود کتابي تحت عنوان مکانيک آسماني در پنج جلد انتشار داد. گاسپار مونژ اين نابغه دانشمند وقتي که هنوز بيست سال نداشت شاخه جديد علم هندسه به نام هندسه ترسيمي را بوجود آورد. ژان باتيست فوريه در مسأله انتشار حرارت روش بديع و جالبي اختراع کرد که يکي از مهمترين مباحث آناليز رياضي گرديد. از ديگر دانشمندان بزرگ اين قرن سيمون دني پوآسون (1840-1781) فرانسوي و شاگرد لاپلاس مي باشد که اکتشافات مهمي در رياضيات نمود گائوس رياضيدان شهير آلماني تئوري کامل مغناطيس را بوجود آورد. مطالعات او درباره انحناء و ترسيم نقشه ها و نمايش سطوح بر صفحات اصلي و اساسي مي باشد. کوشي فرانسوي که در سراسر نيمه اول قرن پانزدهم بر ديگر هموطنان برتري داشت با منطق دقيق خود تئوري هاي زيادي از حساب انتگرال را توسعه داد. آبل در سال 1824 ثابت نمود که صرفنظر از معادلات درجه اول تا درجه چهارم هيچ دستور جبري که بتواند معادله درجه پنجم را به نتيجه برساند وجود ندارد. گالوا که در 26 اکتبر 1811 م. در پاريس متولد شد تئوري گروهها را که قبلاً بوسيله کوشي و لاگرانژ مطالعه شده بود در معادلات جبري به کار برد و گروه جانشيني هر معادله را مشخص کرد. ديگر از دانشمندان بزرگ اين قرن ژنرال پونسله فرانسوي مي باشد که آثاري همچون «موارد استعمال آناليز در رياضي» و «خواص تصويري اشکال» دارد همچنين لازار کانو فرانسوي که اکتشافات هندسي او داراي اهميت فوق العاده مي باشد. ميشل شال هندسه مطلق را با بالاترين درجه استادي به بالاترين حد ممکن ترقي داد. در نيمه اول قرن نوزدهم رياضيدان روسي نيکلاس ايوانويچ لوباچوشکي نخستين کشف خود را درباره هندسه غيراقليدسي به جامعه رياضيات و فيزيک قازان تقديم کرد. ادوارد کومرنيز در نتيجه اختراع نوعي از اعداد به نام اعداد ايده آل جايزه رياضيات آکادمي علوم پاريس را از آن خود کرد. در اينجا ذکر نام دانشمنداني نظير شارل وايرشتراس و شارل هرميت که در مورد توابع بيضوي کشفيات مهمي نمودند ضروري است. ژرژ کانتور رياضيدان آلماني مکه در روسيه تولد يافته بود در ربع آخر قرن نوزدهم با وضع فرضيه مجموعه ها اساس هندسه اقليدسي را در هم کوفت. کانتور مجموعه را به دو صورت زير تعريف کرد:
1- اجتماع اشيايي که داراي صفت مميزه مشترک باشند هر يک از آن اشياء را عنصر مجموعه مي گويند.
2- اجتماع اشيايي مشخص و متمايز
ولي ابتکاري و تصوري هنري پوانکاره يا غول فکر رياضي آخرين دانشمند جهاني است که به همه علوم واقف بود. وي در بيست و هفت سالگي بزرگترين اکتشاف خود يعني توابع فوشين را به دنياي دانش تقديم نمود. بعد از پوانکاره رياضيدان سوئدي متياگ لفلر کارهاي او را ادامه داد و سپس رياضيدان نامي فرانسوي اميل پيکارد در اين راه قدم نهاد. در اواخر قرن نوزدهم علم فيزيک رياضي به منتها درجه تکامل خود رسيد و دانش نجوم مکانيک آسماني تکميل گرديد. امروزه رياضيات بيش از پيش در حريم ساير علوم نفوذ کرده و نه فقط علوم نجوم و فيزيک و شيمي تحت انضباط آن درآمده اند بلکه اصولاً رياضيات دانش مطلق و روح علم شده است.
احتمالا بابلیان و مصریان کهن نخستین کسانی بودند که اصول هندسه را کشف کردند. در مصر هر سال رودخانه نیل طغیان میکرد و نواحی اطراف رودخانه را سیل فرا میگرفت. این رویداد تمام علایم مرزی میان املاک را از بین میبرد و لازم میشد دوباره هر کس زمین خود را اندازهگیری و مرزبندی کند. مصریان روش علامتگذاری زمینها با تیرک و طناب را ابداع کردند. آنها تیرکی را در نقطهای مناسب در زمین فرو میکردند و تیرک دیگری در جایی دیگر نصب میشد و دو تیرک با طنابی که مرز را مشخص میساخت به یکدیگر متصل میشدند. با دو تیرک دیگر زمین محصور شده و محلی برای کشت یا ساختمان سازی مشخص میشد.
در آغاز هندسه برپایه دانستههای تجربی پراکندهای در مورد طول و زاویه و مساحت و حجم قرار داشت که برای مساحی و ساختمان و نجوم و برخی صنایع دستی لازم میشد. بعضی از این دانستهها بسیار پیشرفته بودند مثلا هم مصریان و هم بابلیان قضیه فیثاغورث را ۱۵۰۰ سال قبل از فیثاغورث میشناختند.
یونانیان دانستههای هندسی را مدون کردند و بر پایهای استدلالی قراردادند. برای آنان هندسه مهمترین دانشها بود و موضوع آن را مفاهیم مجردی میدانستند که اشکال مادی فقط تقریبی از آن مفاهیم مجرد بود. در سال ۶۰۰ قبل از میلاد مسیح، یک آموزگار اهل ایونیا (که در روزگار ما بخشی از ترکیه بهشمار میرود) به نام طالس، چند گزاره یا قضیه هندسی را به صورت استدلالی ثابت کرد. او آغازگر هندسه ترسیمی بود. فیثاغورث که او نیز اهل ایونیا و احتمالا از شاگردان طالس بود توانست قضیهای را که بهنام او مشهور است اثبات کند. البته او واضع این قضیه نبود.
اما دانشمندی به نام اقلیدس که در اسکندریه زندگی میکرد، هندسه را به صورت یک علم بیان نمود. وی حدود سال ۳۰۰ پیش از میلاد مسیح، تمام نتایج هندسی را که تا آن زمان شناخته بود، گرد آورد و آنها را به طور منظم، در یک مجموعه ۱۳ جلدی قرار داد. این کتابها که اصول هندسه نام داشتند، به مدت ۲ هزار سال در سراسر دنیا برای مطالعه هندسه به کار میرفتند.
براساس این قوانین، هندسه اقلیدسی تکامل یافت. هر چه زمان میگذشت، شاخههای دیگری از هندسه توسط ریاضیدانان مختلف، توسعه مییافت. امروزه در بررسی علم هندسه انواع مختلف این علم را نظیر هندسه تحلیلی و مثلثات، هندسه غیر اقلیدسی و هندسه فضایی مطالعه میکنیم.
خدمت بزرگی که یونانیان در پیشرفت ریاضیات انجام دادند این بود که آنان احکام ریاضی را به جای تجربه بر استدلال منطقی استوار کردند. قبل از اقلیدس، فیثاغورث (572-500 ق.م) و زنون (490 ق.م.) نیز به پیشرفت علم ریاضی خدمت بسیار کرده بودند.
در قرن دوم قبل از میلاد ریاضیدانی به نام هیپارک، مثلثات را اختراع کرد. وی نخستین کسی بود که تقسیم بندی بابلیها را برای پیرامون دایره پذیرفت. به این معنی که دایره را به ۳۶۰ درجه و درجه را به ۶۰ دقیقه و دقیقه را به ۶۰ قسمت برابر تقسیم نمود و جدولی براساس شعاع دایره به دست آورد که وترهای بعضی قوسها را به دست میداد و این قدیمیترین جدول مثلثاتی است که تاکنون شناخته شده است.
بعد از آن دانشمندان هندی موجب پیشرفت علم ریاضی شدند. در سده پنجم میلادی آپاستامبا، در سده ششم، آریابهاتا، در سده هفتم، براهماگوپتا و در سده نهم، بهاسکارا در پیشرفت علم ریاضی بسیار مؤثر بودند.
هنـدسه مقـدماتی به دو قسمت تقسیـم میگردد:
در هندسه مسطح، اشکالی مورد مطالعه قرار میگیرند که فقط دو بعد دارند، هندسه فضایی، مطالعه اشکال هندسی سه بعدی است. این بخش از هندسه در مورد اشکال سه بعدی چون مکعبها ،استوانه ها، مخروط ها، کرهها و غیره است
رياضي دانان مسلمان
مسلمانان علم رياضي ، خاصه جبر و مقابله را به گونه اي پيشرفت دادند که مي توان گفت آنان موجد اين علم مي باشند.اگر اصول و مبادي علم رياضيات قبل از اسلام در دنيا وجود داشت ، لکن مسلمين انقلابي در آن ايجاد کردند و از جمله اينکه قبل از ديگران جبر و مقابله را در هندسه بکار بردند.
جبر و مقابله تا بدانجا مورد توجه آنان بود که مأمون عباسي در قرن سوم هجري
( قرن نهم ميلادي ) به ابومحمد بن موسي ، يکي از رياضيدانهاي دربار خود امر کرد کتاب سادة عام الفهمي در جبر و مقابله تآليف نمايد.
محمدبن موسي فوت در سال )257 يا 259 هـ. ق. ) يکي از سه برادر دانشمندي بود که به بنوموسي شهرت داشتند.در نيمةدوم قرن سوم هجري ثابت بن قره( 221-228) هـ. ق.طبيب ،رياضيدان و منجم حوزه علمي بغداد خدمات بسياري را در زمينه ترجمه کتابهاي علمي از زبانهاي سرياني و يوناني به زبان عربي انجام داد.
وي دارالترجمه اي تأسيس کرد که بسياري از دانشمندان آشنا به زبانهاي خارجي در آن کار ميکردند. در اين دارالترجمه بسياري از آثار يونانيان نظير آپولونيوس ، تئودوسيوس ، بطلميوس ، جالينوس و ائوتوکيوس به وسيله او يا تحت سرپرستي وي به عربي ترجمه شد.
ابو حفض يا ابوالفتح الدين عمر بن ابراهيم نيشابوري مشهور به خيام نيشابوري از برجسته ترين حکما و رياضي دانان جهان در سال 329 ه.ق درنيشابو به دنيا آمد .خيام کمتر مي نوشت و شاگرد مي پذيرفت ، وي براي کسب دانش به خراسان و عراق نيز سفر کرد . به واسطه تبحر و دانش عظيمي که در رياضيات و نجوم داشت ، از سوي ملکشاه سلجوقي فراخوانده شد، ملکشاه به او احترام مي گذاشت و خيام نزد او قرب و منزلت ويژه اي داشت . او بنا به خواست ملکشاه در ساخت رصدخانه ملکشاهي و اصلاح تقويم با ساير دانشمندان همکاري داشت . حاصل کارش در اين زمينه تقويم جلالي آن است که هنوز اعتبار و رواج دارد و تقويم او از تقويم گريگور يابي دقيق تر است .
يکي ديگر از دانشمندان اسلامي که تحولي عظيم در علم رياضي پديد آورد ابوعبدالله محمدبن موسي خوارزمي متوفي )232 هـ. ق. ) است.اين رياضيدان ، منجم، جغرافيدان و مورخ ايراني يکي از منجمين دربار مأمون خليفه بود. وي در بيت الحکمه مشغول کار بود.
بيت الحکمه مؤسسه علمي معروفي بود که مأمون خليفة عباسي ( 198-218 هـ. ق. ) به تقليد از دارالعلم قديم جنديشاپور در بغداد تأسيس کرد. ظاهراً فعاليت عمدة اين مرکز ترجمة آثار علمي و فلسفي يوناني به عربي بود. عده اي از مترجمان برجسته و نيز کاتبان و صحافان در آنجا کار مي کردند. کتابخانه اي که بدين طريق فراهم آمد و عنوان خزانه الحکمه داشت از زمان هارون الرشيد و برامکه سابقه داشت.
از مؤسسات وابسته به بيت الحکمه رصدخانه اي در بغداد و رصدخانه اي در دمشق بود که منجمين و رياضيدانان اسلامي در آنجا به رصد کواکب و فراهم کردن زيجها (جداولي که از روي آن به حرکت اجراي سماوي پي مي برند) اشتغال داشتند.
درباره اهميت و ارزش آثار خوارزمي چنين آورده اند:
خوارزمي درخشانترين چهره در ميان دانشمنداني بود که در دربار مأمون گرد هم آمده بودند. او کتب و آثاري را در علوم جغرافيا و نجوم تدوين نمود که سيصد سال بعد به وسيله آتل هارت انگليسي به لاتين ترجمه و در اختيار علماي اروپا قرار گرفت.
ولي دو اثر او در رياضيات نام او را جاوداني ساختند. يکي از آنها حل المسائل علمي ، براي زندگي عملي، با عنوان جبر و مقابله بود. مترجمي که در قرون وسطي اين اثر را برگرداند نيز همان نام عربي را براي آن برگزيد و اولين کلمة عنوان کتاب يعني « الجبر» را براي هميشه در رياضيات تحت عنوان (Algebra) به جاي ماند, گذاشت.
دومين اثر خوارزمي که نامش را جاودان ساخت ، همان کتاب آموزشي فن محاسبه بود که در آن طريقة استفاده از اعداد هندي را مي آموخت. نوشتن اعداد ، جمع و تفريق ، نصف کردن و دو برابر کردن ، ضرب، تقسيم و محاسبات کسري. اين کتابچه نيز به اسپانيا آورده و در اوايل قرن دوازدهم ميلادي به لاتين برگردانده شد. ترجمة آن از عربي به لاتين با اين جمله آغاز مي گردد: «چعلل زوال علوم يوناني
محمدبن موسي ( فوت در سال ۲۵۷ يا ۲۵۹ هـ. ق. ) يکي از سه برادر دانشمندي بود که به بنوموسي شهرت داشتند.در نيمةدوم قرن سوم هجري ثابت بن قره( ۲۲۱-۲۲۸ هـ. ق. )طبيب ،رياضيدان و منجم حوزه علمي بغداد خدمات بسياري را در زمينه ترجمه کتابهاي علمي از زبانهاي سرياني و يوناني به زبان عربي انجام داد.
وي دارالترجمه اي تأسيس کرد که بسياري از دانشمندان آشنا به زبانهاي خارجي در آن کار ميکردند. در اين دارالترجمه بسياري از آثار يونانيان نظير آپولونيوس ، اقليدس ، ارشميدس ، تيودوسيوس ، بطلميوس ، جالينوس و ايوتوکيوس به وسيله او يا تحت سرپرستي وي به عربي ترجمه شد.
ابوریحان محمد بن احمد بیرونی (۳ ذیحجه ۳۶۲ ه.ق. حومه شهر کاث - ۴۴۰ ه.ق غزنین)، دانشمند بزرگ و ریاضیدان، ستارهشناس و تاریخنگار سده چهارم و پنجم هجری است و بعضی از پژوهندگان او را از بزرگترین فیلسوفان مشرقزمین میدانند.
ابو جعفر محمد بن محمد بن حسن طوسی (زاده توس بسال ۵۹۸ ه.ق. مطابق با ۵۸۰ ه.خ.) ملقب به خواجه نصیر طوسی یا خواجه نصیرالدین طوسی (توسی هم نوشته شده)، فیلسوف، متکلم، فقیه، دانشمند، ریاضیدان و سیاستمدار شیعه سده هفتم است.
جمشید بن مسعود بن محمود طبیب کاشانی ملقب به غیاثالدین که در غرب به الکاشی(al-kashi) مشهور است. ریاضیدانی برجسته و ستارهشناس و محاسبی ماهر و زبردست بود. آلات رصدی دقیقی اختراع کرد و از حدود ۸۰۸ (۱۴۰۶) تا پایان عمرش ۸۳۲ (۱۴۲۹) فعالیت علمی داشته است. در دوران فعالیت علمیاش به تالیف کتابهای متعددی در زمینه ریاضیات و نوجوم پرداخته است مهمترین این آثار عبارتاند از: زیج خاقانی، مفتاح الحساب، رسالهٔ محیطیه و رسالهٔ وتر و جیب. او ضمنا وسیلهای برای رصد بهنام «طبق المناطق» اختراع کرد که برای یافتن عرض ستارهیی است و کتاب «نزهة الحدائق» در توصیف و تشریح آن نوشت. برجستهترین ابداعات او در ریاضیات کسرهای اعشاری و محاسبهی π با دقتی که تقریباً تا صد و پنجاه سال بعد گسترش نیافت و محاسبهٔ سینوس زاویهٔ یک درجه با روش حل پیدرپی نوعی معادلهٔ درجه سوم است. او در حدود ۸۲۴ (۱۴۲۱) به دعوت الغ بیک از کاشان به سمرقند رفت و مدیر رصدخانهٔ سمرقند و مورد احترام ریاضیدانان و ستارهشناسان سمرقند بود. او در ۱۹ رمضان ۸۳۲ (۱۴۲۹) هنگامی که برای رصد به حومهٔ سمرقند رفته بود درگذشت.
ابوحنیفه دینوری، احمدبن داودبن ونند معروف بهابوحنیفه دینوری، زادگاه وی دینور و بهتاریخ تقریبی (۸۲۸ - ۸۸۹ میلادی) برابر با (۲۲۲ - ۲۸۲ هجری قمری) است. تحصیلات خود را در اصفهان، کوفه و بصره بهپایان رساند و از محضر اسحاق سکیت و پسرش یعقوب سکیت بهرهها گرفت. دینوری، گیاهشناس، مورخ، جغرافیادان، ستارهشناس و ریاضیدان، نحوی و لغتشناس بوده و بهعلوم هند آشنائی داشته است.
این قرن یکی از مهمترین قرنها در تاریخ ریاضیات است زیرا اساساْ دامنه تحقیقات گسترده در ریاضی، در همین قرن بر بشر گشوده شد، شاید به دلیل آزادیهای فکری بیشتر، پیشرفتهای سیاسی، اقتصادی و اجتماعی و در نتیجه رفاه بیشتر زندگی-به ویژه در مقابل سرما و تاریکی شمال اروپا.
پیشرفت علم ریاضی در این قرن آنقدر وسیع و گوناگون است که حتی نوشتن خلاصه ای از آن نیز مثنوی هفتاد من کاغذ خواهد شد. به ناچار باید به گزینش بعضی از کارهای اصیلتر و مهم تر در تاریخ ریاضی این قرن تن داد. از مهمترین اکتشافات - و شاید هم اختراعات - ریاضی در این قرن می توان به مطالب زیر اشاره کرد:
الف) کشف لگاریتم
ب) تدوین علامات و نمادگذاریهای کنونی جبری
ج) گشوده شدن پهنه جدیدی در هندسه محض به ویژه هندسه تصویری
د) آغاز اتصال جبر و هندسه با کشف هندسه تحلیلی
ه) پیشرفتی شگرف در نظریه اعداد و نیز تولد نظریه احتمال
و) کشف یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر یعنی حساب دیفرانسیل و انتگرال
شاید بهترین راه برای بررسی تاریخ ریاضی این قرن، شرح مختصری از زندگانی ریاضیدانان برجسته قرن هفدهم باشد.
ریاضیدانان برجسته قرن هفدهم:
1. نپر: چهار اختراع، بشر را در فن محاسبه چیره دست کرد: نماد گذاری هندی-عربی، چگونگی محاسبه مربوط به کسرها، لگاریتم و رایانه ها. «جان نپر» سومین اختراع را به نام خود ثبت کرد. او به طرز عجیبی، هم سیاسی و هم مذهبی بود و نبوغ او در پیشگویی وسایل جنگی چهار قرن بعد از خود اعجاب آور است. تعریف لگاریتم به وسیله نپر، بیشتر فیزیکی است تا ریاضی. بد نیست بدانیم که پایه لگاریتم نپر بر خلاف تصور عموم، عدد e نیست بلکه معکوس e است که البته خود او چیزی در این زمینه نمی دانست. تذکر این نکته لازم است که در تکمیل مفهوم لگاریتم و جداول مربوط به آن، «هنری بریگز» که یکی از دوستان نپر بود، سهم بسزایی دارد و لگاریتم معمولی در پایه ۱۰ را معمولاْ «لگاریتم بریگزی» می نامند. لگاریتم به معنای «عدد نسبت» است که البته این مفهوم، همان طور که ذکر شد بر اساس تابع توانی -که هم اکنون تدریس می شود- به وجود نیامد و یکی از امور خلاف قاعده در تاریخ ریاضیات، کشف لگاریتم، پیش از به کار بردن نماهاست. البته سه اختراع مهم دیگر نیز در تاریخ ریاضی، به نام جان نپر به ثبت رسیده است. (مراجعه کنید به صفحه ۴ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز.)
2. پاسکال: این نابغه فرانسوی، یکی از بنیانگذاران هندسه محض و پیشرفته و نیز نظریه احتمال است. خواص اصلی اشکال معروف هندسی را در کودکی، بدون معلم و فقط با تلاشهای خودش به دست آورد. در شانزده سالگی مقاله ای درباره مقاطع مخروطی نوشت و در هجده یا نوزده سالگی، اولین ماشین حساب مکانیکی را اختراع کرد. اما متاسفانه در طول ۳۹ سال زندگی، به دلیل افراط و تفریطهای مذهبی، جسم ضعیف خود را بارها و بارها آزرد و چندین بار از ریاضیات دست کشید و دوباره به آن بازگشت. پاسکال را به عنوان یکی از بزرگترین «چه ها که می شد!!» در تاریخ ریاضیات شمرده اند. بعضی از کارهای او عبارتند از:
- تالیف مقاله مهمی درباره خواص اصلی مثلث خیام-پاسکال که در آن به طور جالبی از قدیمی
ترین احکام قابل قبول استقرای ریاضی استفاده شده است.
- کشف و اثبات قضیه مشهور «هگزاگرام رمزی» که درباره یک ۶ ضلعی محاط در یک مقطع
مخروطی است.
- پی ریزی علم احتمال به همراه «فرما» (ریاضیدان بزرگ فرانسوی). این علم به وسیله مکاتباتی
بین پاسکال و فرما در تلاش برای حل «مساله امتیازها» در یک بازی شانسی به وجود آمد.
- اثری درباره منحنی سیکلوئید. این منحنی توسط نقطه ای واقع بر محیط یک دایره، هنگامی که
دایره در امتداد خط مستقیمی بدون اصطکاک می غلطد، رسم می شود. این منحنی دهها
خواص جالب و بسیار زیبا دارد و اختلافات بسیاری بین ریاضیدانان ایجاد کرد به طوری که به آن
«سیب نفاق» گفتند (این نام بر اساس یک افسانه یونانی انتخاب شده است، برای مطالعه آن
به پاورقی صفحه ۲۷ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز مراجعه فرمایید). جالب است
که از دوران این منحنی حول محور طولها، چیزی شبیه به سیب ایجاد می شود.
3. دکارت: دکارت را معمولاْ مبدع هندسه تحلیلی می دانند که از روشهای جبری برای حل مسائل هندسی استفاده می کرد. این کار کمک بسیاری در ساده سازی مفاهیم هندسی و حل مطالب غامض و پیچیده آن کرد. او همچنین به حل معادلات با درجات بالاتر از ۲ پرداخت و قاعده زیبایی را به نام «قاعده علامات دکارت» برای تعیین تعداد ریشه های مثبت و منفی یک چند جمله ای به دست آورد(مراجعه کنید به صفحه ۷۰ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز). او برای اولین بار از روش ضرایب نامعین استفاده کرد که همان متحد قرار دادن دو چند جمله ای هم درجه برای به دست آوردن ضرایب نامعین است. البته دکارت در جهان بیرون از ریاضیات، فیلسوف بسیار مشهوری است و مطالب بسیاری را به جهان فلسفه تقدیم کرده است که البته بعضی از آنها کاملاْ نادرست هستند. در ضمن داستانهای جالبی درباره چگونگی کشف هندسه تحلیلی به او نسبت می دهند که ارزش آموزشی زیادی دارد (مراجعه کنید به صفحه ۵۰ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز).
4. فرما: معمولاْ فرما را بزرگترین ریاضیدان قرن هفدهم فرانسه می دانند. او حقوقدان بود و شغل رسمیش وکالت بود، اما قسمت مهمی از ساعات فراغت خود را وقف ریاضیات می کرد. او در بسیاری از شاخه های ریاضیات کارهای مهم و اساسی انجام داده است که مهمترین این کارها عبارتند از:
- تحقیقات اساسی پیرامون هندسه تحلیلی. فرما را باید در کنار دکارت یکی از موسسان
هندسه تحلیلی نامید. معمولاْ گفته می شود که کارهای فرما عکس کارهای دکارت بوده است.
دکارت از مکان هندسی شروع می کرد و به معادله آن می رسید، اما فرما از معادله شروع و
سپس مکان هندسی آن را مطالعه می کرده است.
- تاسیس نظریه نوین اعداد. فرما شهود و توانایی خارق العاده ای در نظریه اعداد داشت. قضایای
بسیاری را در این زمینه با اثبات یا بدون اثبات بیان کرد که بعدها درست بودن اغلب قضایای ثابت
نشده او به ثبوت رسید(مراجعه کنید به صفحه ۵۲ و ۵۳ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د.
ایوز). حدس مشهور او به نام «حدس آخر فرما» در آخرین دهه قرن بیستم به اثبات رسید!
- فرما به همراه پاسکال اساس علم احتمال را پی ریزی کرد.
- فرما در حساب دیفرانسیل نیز کارهای اساسی کرد. او ظاهراْ اولین کسی بود که از طریق
معادله f'(x)=0 نقاط ماکزیمم و می نیمم یک تابع را به دست آورد(مراجعه کنید به صفحه ۹۳
جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز). همچنین او یک روش کلی برای یافتن مماس بر
نقطه ای از یک منحنی که مختصات دکارتی آن معلوم باشد، ابداع کرد(مراجعه کنید به صفحه ۹۳
جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز).
5. ریاضیدانان معروف قرن ۱۷ که قبل و یا همزمان با نیوتن می زیستند و در شکل گیری و پیشرفت
حساب دیفرانسیل و انتگرال نقش بسزایی داشتند: (۱) سیمون استوین (۲) لوکا والریو (این دو همان روشی را به کار بردند که ما برای پیدا کردن حجم یک جسم در حساب انتگرال به کار می بریم.) (۳) کاوالیری (۴) فرما (۵) جان والیس (نماد معروف بی نهایت را نیز به او مدیونیم.) (۶) آیزاک برو (که احتمالاْ قضیه اساسی حسابان را اولین بار او ثابت کرد.)
6. نیوتن: صحبت کردن پیرامون نیوتن و کارهای او ساده نیست. ریاضیدان و فیزیکدانی که به گفته لاگرانژ بزرگترین نابغه ای است که در جهان زیسته است. همچنین «لایبنیتز» رقیب سرسخت او در ستایشی بزرگ منشانه، نیمی از کارهای انجام شده ریاضی بشر تا عهد نیوتن را متعلق به نیوتن می داند. انسانی که در ۲۳ سالگی به درجه ای رسید که می توانست مماس و شعاع انحنا در یک نقطه از منحنی را پیدا کند. روشی که امروزه تحت عنوان حساب دیفرانسیل شناخته می شود. در ۲۷ سالگی به استادی دانشگاه برگزیده شد و حدود ۶۵ سال در ریاضیات و فیزیک کار کرد. پاپ دستاوردهای نیوتن را بدین صورت بیان کرده است: «طبیعت و قوانین طبیعت در ظلمت نهفته بودند، ذات باری فرمود نیوتن به وجود آید و همه چیز روشن شد.» البته نیوتن نیز خاضعانه در مقابل ستایشها می گفت که من همچون کودکی در حال بازی در کنار دریا هستم که گاهی صدفهای زیبایی توجهم را جلب می کند اما اقیانوسی از حقایق کشف ناشده در مقابلم قرار دارد. یکبار هم گفت که اگر افق دید او گسترده تر از دیگران است بدین علت است که بر دوش غولان ایستاده است و شاید منظور او از غولان، ارشمیدس و امثال او باشند. کارهای ریاضی او به طور خلاصه به شرح زیر است:
- تالیف کتاب« اصول ریاضی فلسفه طبیعی» که با اصرار «هالی» ستاره شناس معروف و با هزینه او در سال ۱۶۸۷ چاپ شد. این کتاب به مطالعه دستگاه دینامیکی پدیده های زمینی و سماوی می پردازد و یک صورت بندی ریاضی از این پدیده هاست. این کتاب پرنفوذ ترین اثر در تاریخ علم به حساب می آید و تاثیر بسیاری بر دنیای جدید داشت. تاریخ ریاضیات ابتدایی اساساْ با آن پایان می یابد.
- بسط روش بی نهایت کوچکها یا همان حساب دیفرانسیل و نیز روشهای مربوط به سریهای نامتناهی
- بسط روشهای مربوط به ماکزیمم و می نیمم توابع، مماس بر منحنی ها، انحنای منحنی ها، نقاط عطف، تحدب و تقعر منحنی ها، محاسبه مساحتهای زیر منحنی ها و طول قوس آنها
- ارائه روشی برای تقریب زدن مقادیر ریشه های حقیقی یک معادله جبری یا غیر جبری و نیز روشهای زیبایی برای مطالعه منحنی های درجه سوم
7. لایبنیتز: این نابغه جامع ریاضیات، فلسفه، الاهیات و حقوق، رقیب جدی نیوتن در ابداع حسابان بود. عقیده رایج امروز این است که نیوتن و لایبنیتز، حسابان را مستقل از یکدیگر کشف کردند، اما لایبنیتز نتایج را زودتر انتشار داد، هر چند که کشف نیوتن زودتر انجام شده است، اما متاسفانه مشاجره اسفباری بین این دو بر سر تقدم در کشف حسابان در گرفت و هر کدام خود را موسس حساب دیفرانسیل و انتگرال می دانست. هر دو نیز در این مناقشه زیان دیدند، به ویژه نیوتن و ریاضیدانان همعصر او در انگلستان. البته لازم است ذکر شود که لایبنیتز را بزرگترین نابغه جامع قرن هفدهم می نامند و ظاهراْ تنها شخص شناخته شده تاریخ ریاضیات است که هم در ریاضیات پیوسته و هم در ریاضیات گسسته دارای اندیشه ای عالی بوده است. بد نیست بدانیم که لایبنیتز در واقع یک سیاستمدار و یک دیپلمات بود که برای انجام کارهای سیاسی به کشورهای دیگر سفر می کرد. کارهای او در ریاضیات به طور خلاصه عبارتند از:
- ارائه قسمت مهمی از نمادهای کنونی ما در حساب دیفرانسیل و انتگرال از قبیل نماد dx و dy/dx و علامت انتگرال که از S کشیده Summa -یک کلمه لاتین به معنای مجموع- اقتباس شده است. هم اکنون از نمادهای نیوتن آنچنان استفاده نمی شود.
- استخراج بسیاری از قواعد مقدماتی مشتق گیری که معمولاْ در ابتدای درس مشتق در سطوح مختلف دبیرستانی و دانشگاهی آموزش داده میشود. قاعده یافتن مشتق n-ام حاصلضرب دو تابع را قاعده لایبنیتز می نامیم (مراجعه کنید به صفحه ۱۱۳ جلد دوم کتاب تاریخ ریاضیات هاوارد د. ایوز).
- تلاش برای پایه گذاری نظریه پوشها و تعریف دایره بوسان برای اولین بار
- ارائه اولین ایده ها در منطق ریاضی و نظریه مجموعه ها. او مجموعه تهی و احتوای مجموعه ها را نیز مطالعه کرده است و متوجه شباهتهای نظریه مجموعه ها و منطق ریاضی شده است (به طور مثال شباهت قوانین دمرگان در نظریه مجموعه ها و منطق).
- لایبنیتز احتمالا جزو اولین ریاضیدانانی است که نظریه قدرتمند دترمینانها را برای حل دستگاه معادلات خطی پدید آورده اند.
الگوهاي فعال تدريس
نقد و بررسي انواع روش تدريس رياضي
بحث در روش تدريس رياضي به زمان ما منحصر نمي شود. از هنگامي كه تدريس رياضي مطرح بوده است، روش تدريس آن نيز مورد بحث و مطالعه بوده است. با مطالعه تاريخ آموزش و پرورش، ملاحظه مي كنيم كه همواره دو نوع آموزش درمقابل هم قرار داشت هاند. دسته اول، روشهاي تدريس سنتي، كه در گذشته هاي دور به كار مي رفته اند و دسته دوم، روشهاي مبتني بر يافته هاي روانشناسي است كه به طور عمده از قرن بيستم به بعد تكوين يافته اند و به روشهاي جديد شهرت دارند. از ميان روشهاي سنتي مي توان از روش سقراطي و روش مكتبخانه اي در ايران و ديگر كشورهاي اسلامي نام برد. از روش هاي جديد در تدريس رياضي مي توان به روش توضيحي، روش سخنراني، روش اكتشافي، روش حل مساله، روش بحث در كلاس، روش پرسش و پاسخ، روش فعال، روش قياسي و استقرايي آموزش مهارتهاي فراشناختي نام برد. در اين فصل انواع روشهاي تدريس رياضي كه به پنج دسته، روش كلامي، روش مكاشفه اي، روش مفهومي، روش فعال و روش الگوريتمي مورد بررسي و نقد قرار مي گيرند. در پايان اين فصل از خوانندگان انتظار مي رود كه بتواند با تكيه بر انواع روشهاي تدريس ذكر شده، در يك يا چند موضوع درسي، تدريسي را طراحي نمايند و در صورت امكان آن را اجرا نمايند تا به نقاط قوت و ضعف خود آشنا شوند و نقاط قوت خود را در تدريس هاي بعدي، پر رنگ تر نموده و برضعف هاي خود چيره شوند.
2-1 روش كلامي (زباني)
در اين روش معلم به اصطلاح متكلم وحده است. همه چيز را بيان مي كند، قواعد را بررسي مي كند، نتيجه گيري مي كند و طراح مساله است. خلاصه معلم همه كاره و دانش آموز هيچ كاره است. معلم مساله گو و شاگرد مساله حل كن، معلم متكلم و شاگرد مستمع است. اين نكته جالب است كه طرفداران اين روش دو گروه مخالفند، عده اي موافق روش زبان ماشيني و عده اي موافق روش زباني استدلالي هستند.
الف) روش تدريس زبان ماشيني (قاعده گويي):
اين گروه اعتقاد دارند كه دانستن قواعد و فنون محاسبه براي دانش آموزان كافي است. اگر دانش آموز ادامه تحصيل دهد آنگاه برايش استدلال خواهد شد و مطالب را خواهد فهميد و در صورتي كه ادامه ندهد اين محاسبات هست كه به دردش مي خورد و چه كار دارد كه چرا فلان مطلب چنين است و چنان نيست. حسن اين روش در آن است كه تدريس به سرعت انجام مي شود ولي معايب آن عبارتند از:
1- دانش آموز قواعدي را بدون آنكه آنها را درك كرده و منطقي بودن آنها را پذيرفته باشد، آنها را حفظ مي كند و به همين سرعت هم فراموش مي كند.
2- نسبت به مطالبي كه مي خواند احساس بيگانگي مي كند و نسبت به آنچه ياد گرفته است علاقه اي نشان نمي دهد.
3- اين آموزش پاسخگوي نيازهاي طبيعي دانش آموز به كنجكاوي و حقيقت جويي نمي باشد.
4- طرفداران اين روش جالب پرورش را به طور كلي ناديده مي گيرند.
ب) روش تدريس زبان استدلالي:
طرفداران اين شيوه برخلاف گروه قبل تدريس رياضي را توام با استدلال قبول دارند. آنها معتقدند كه رياضي با منطق آميخته است. پس بايد با استدلال و برهان به امر تدريس رياضي همت گماشت. ابتدا بايد تعريف و اصول گفته شود و به دنبال آن مي توان نتيجه گيري ها را با استفاده از قوانين منطق آغاز نمود. حسن اين روش آن است كه با طبيعت رياضي سازگاري دارد ولي معايب آن عبارتند از:
1- از روش استدلالي در هر سني نمي توان استفاده نمود.
2- قدرت ابتكار رشد نمي كند و دانش آموز جستجوگر نخواهد شد.
3- معلم و شاگرد به تدريج از جهان واقعي دور مي شوند.
نقد و خلاصه روش هاي كلامي (زباني):
روشهاي زباني همان طور كه از نامشان پيداست، بر زبان و كلام معلم تكيه دارد. در اين روشها، معلم و مدرس متكلم وحده است و كمتر مجال سئوال كردن، توضيح دادن، درك و فهم واقعي به دانش آموزان داده مي شود.
تنها مزيت ظاهري روشهاي زباني اين است كه تصور مي شود كه دانش آموزان به ظاهر در درس پيش مي روند. اين باور درست نيست، زيرا در دراز مدت، اثرات نادرستي در پرورش فكر و استعداد دانش آموزان مي گذارد و در سنين بالاتر اگر مطالب رياضي را دير مي فهمند، علت عمده اش اين است كه قبلا در آموزش مطالب بنيادي به آنها عجله كرده ايم. به عبارت ديگر، در مراحل بعدي آموزش، دانش آموزان ناچارند از معلوماتي استفاده كنند كه قبلاً آنها را خوب فرا نگرفته و به درستي نفهميده اند.
2-2 روش اكتشافي
يادگيري اكتشافي فرايندي است كه دانش آموز به طور مستقل و با راهنمايي معلم يا بدون آن، اصل يا قانوني را كشف نموده و مساله اي را حل مي كند. ويژگي عمده روش اكتشافي، درجه و ميزان راهنمايي شدن شاگرد (به وسيله معلم) براي اكتشاف است كه اين ويژگي به عواملي مانند استعداد دانش، مهارت شاگرد و درجه دشواري خود مساله بستگي دارد و مي تواند در چهار محدوده قرار گيرد.
1- معلم مي تواند اصول و راه حل مساله را براي شاگرد توضيح دهد، اما پاسخ مساله را نگويد (در اينجا معلم از روش توضيحي بهره مي گيرد)؛ اين نوع راهنمايي براي دانش آموزان ضعيف ضرورت مي يابد.
2- معلم مي تواند فقط اصولي را كه براي كشف آن به كار مي رود به شاگرد توضيح دهد، اما راه حل و جواب مساله را در اختيار او قرار ندهد.
3- معلم مي تواند اصول را ارائه ندهد؛ اما راه حل را بگويد.
4- معلم مي تواند اصول و راه حل را به شاگرد نگويد؛ كه آن را يادگيري راهنمايي نشده مي ناميم.
از آن جايي كه اين روش بر پاسخ مداوم دانش آموزان به سئوالات مختلف در كلاس درس تا حدودي متكي است، لذا تدريس به وسيله آن مشكل است و لذا معلم نياز به صبر بيشتر و وقت زيادتري دارد و نقش معلم در اين روش هدايت نمودن دانش آموزان در ارتباط دادن مطالب جديد با تجارب و محفوظات گذشته نشان مي باشد. حدسيات، تخمين ها و آزمايش و خطا، آزمايشهايي هستند كه در روش اكتشافي براي يافتن ايده هاي جديد و ارتباط آنها با مفاهيم گذشته به كار مي روند.
معلم با طرح سئوالات مناسب مي تواند جواب هاي نادرست دانش آموزان را به سمت جواب هاي درست هدايت نمايد. معلم بايد كلاس را در جهت صحيح و مسير معيني حفظ نمايد به طوري كه از حالت كاوش و پويايي شاگردان كاسته نشود. در اين روش، معلم دانش آموزان را وادار به فكر كردن مي كند و آنها را براي رسيدن به پاسخ درست تشويق مي نمايد لذا دانش آموز در فرايند يادگيري سهيم است.
تكنيك هاي تدريس به روش مكاشفه اي:
1- معلم، سئوالي را براي بررسي كردن به دانش آموزان ارائه مي نمايد. معلم بايد اطمينان حاصل كند كه دانش آموزان مساله را فهيمده اند و بدانند كه دنبال چه چيزي مي گردند و چگونه بايد اين راه را ادامه دهند و چگونه مسير درست را انتخاب نمايند.
2- معلم فكر كردن را در دانش آموزان با گفتگو و پرسش برانيگزاند و از آنها بخواهد با ارائه مثال ها و نامثال ها، مساله را دنبال كنند.
3- معلم فعاليت هايي طرح ريزي نمايد كه الگوهاي جديد را ايجاد نمايد.
4- معلم از مدل هاي مختلف آموزشي و ابزار كمك آموزشي باري تدريس بهره برد.
5- در ارزشيابي نيز از مسايل استفاده نمايد كه توانايي آنها را در كشف مقاصد جديد بسنجد.
6- از نتيجه گيري سريع براساس يك يا دو نمونه به عنوان شاهد خوددداري كنيد.
اكتشاف يك مطلب در كلاس درس بايد روال منطقي داشته باشد و تا حدودي نمايانگر يك مكاشفه واقعي با محيطي منطقي باشد.
7- دانش آموزان را به طور مرتب در جريان پيشرفت هايشان قرار دهيد.
محاسن روش اكتشافي از ديدگاه برونر:
1- يادگيري اكتشافي، توانايي ذهني دانش آموزان را تقويت مي كند.
2- يادگيري اكتشافي، انگيزه دروني دانش آموز را افزايش مي دهد، زيرا در اين يادگيري شاگرد به طور خودجوش فعاليت هاي آموختن را دنبال مي كند و پاداشي هم كه مي گيرد، از فعاليت هاي خود اوست.
3- يادگيري اكتشافي، فنون اكتشاف را به شاگرد مي آموزد و او را خلاق و كاوشگر بار مي آورد.
4- يادگيري اكتشافي موجب دوام بهتر آموخته ها مي شود. زيرا دانش آموز خود آموخته هايش را سازمان مي دهد و مي داند كه چه موقع و چگونه آنها را به دست آورد.
5- از آنجا كه در اين روش از مشاهده اشكال، اشيا، و تصاوير براي تدريس استفاده مي شود. درك حقايق و روابط را تا حدي براي دانش آموزان آسان مي كند.
معايب روش اكتشافي:
1- قدرت استدلال و ارتباط بين مفاهيم كم مي شود.
2- اين روش بسيار وقت گير است.
3- طرفداران اين روش اهميت فوق العاده اي به احساس و ادراك مي دهند اما بايد توجه داشت كه بعضي از مفاهيم رياضي (مانند اعداد منفي) را نمي توان از راه حواس درك نمود.
4- مكاشفه در بدو امر خوب است ولي نتيجه اساسي نه از راه مكاشفه بلكه از كوششي كه در نباله اين رغبت براي توضيح و تنظيم روابط صورت مي گيرد، حاصل مي شود. به عنوان مثال نيوتن با مشاهده سقوط سيب از درخت، وجود رابطه اي بين زمين و اجسام پيرامون آن را احساس كرد (مكاشفه) ولي مشاهدات مذكور به تنهايي ارزش چنداني نداشت و اگر به همين جا خاتمه يافته بود، هيچ نتيجه عملي از آن به دست نمي آمد.
5- اگر هر تصوري را به كمك شكل و به طور يكنواخت به دانش آموزان عرضه كنيم، بيم آن مي رود كه ذهن آنها، به جاي رابطه مورد نظر، توجه شان به شكل يا تصوير جلب شود و به كلي از حقيقي كه در نظر داريم بي اطلاع بماند.
2-3- روش مفهومي
در اين روش بيشتر تاكيد بر مفاهيم رياضي است و تكيه كمتري بر مهارت ها مي شود. ما معتقديم كه تكيه بيش از حد بر يكي، ما را از ديگري دور مي سازد لذا يايد به طور متعادل بين مفاهيم و استفاده از روش ها تاكيد نمود. ذكر اين نكته ضروري است كه تا هنگامي كه مفاهيم در ذهن دانش آموزان شكل نگرفته است، نبايد به سراغ تكنيك ها و مهارت ها رفت. تفاوت روش مفهومي با روش الگوريتمي نيز از همين جا ناشي مي شود كه در روش مفهومي تكيه بر مفاهيم است و در روش الگوريتمي تكيه بر مهارت ها و تكنيك هاست.
2-4- روش فعال
در اين روش، هدف اين است كه دانش آموزان در فرايند آموزش و پرجنب و جوش باشند. البته، هيچ روشي به طور محض غيرفعال نيست. براي مثال، در روش سخنراني، معلم فعال و دانش آموزان ظاهراً غيرفعالند اما در حقيقت، به طور ذهني فعالند؛ زيرا به سخنان معلم گوش مي كنند و درباره مطالب آن مي انديشند و يادداشت برمي دارند.
برخلاف روش هاي منفعل كه « معلم محور» است روش فعالي « دانش آموز محور» است. دانش آموز درامر يادگيري شركت فعال دارد، با مسايل مواجه مي شود، راجع به حل آنها فكر مي كند و با راهنمايي معلم به حل آنها مي پردازد. در اثر كارهاي آموزشي خودش، به مفاهيم پي مي برد. در اين صورت است كه دانش آموز به حل مساله ها علاقه مند مي گردد. موفقيت اين روش، به مهارت معلم و تسلط او به درس همبستگي دارد.
در آموزش به روش فعال هر دانش آموز مطالب را به سرعت خود ياد مي گيرد و فرصت دارد كه به مطالب فكر كند. دانش آموز از طريق حل مساله، طي فرايندي به تدريج به مفاهيم پي مي برد و به جاي آنكه شاهد را رفتن معلم باشد خود قدم به قدم راه رفتن را تمرين مي كند و مي آموزد. با پي بردن به توانايي هاي خود، در او حس اعتماد به نفس تقويت مي شود چون در به دست آوردن نتيجه ها و كشف قواعد سهيم است و نسبت به مطالب احساس علاقه و مالكيت مي كند و ميل به دانش افزايي در او باور مي شود، در جريان كار فعال، دانش آموز رشد مي كند و تفكر منطقي را تقويت مي كند. در اين روش وظايف معلم عبارتست از توجه به كار يكايك دانش آموزان و دادن راهنمايي در موارد لازم، علاقه مند كردن آنها به كار و فعاليت درسي، شناخت دانش آموزان و پي بردن به توانايي آنها و از همه مهمتر قدم به قدم پيش بردن دانش آموز براي يادگيري يك مطلب درسي جديد طي مراحل مختلف آن. وظيفه دانش آموز هم فهاليت و كارآموزي و كاوشگري در حد توانايي خود مي باشد.
سه اصل آموزش به روش فعال:
معلم بايد بداند كه روند يادگيري چگونه جريان دارد و راه هاي ثمربخش را انتخاب كند. سه اصل براي تدريس ثمربخش وجود دارد كه عبارتند از:
1- اصل يادگيري فعال (كشف موضوع توسط خود دانش آموز ضمن انجام فعاليت هاي مناسب): البته آنچه در كلاس مورد توجه ملعم است اهميت دارد، ولي هزار بار مهم تر از آن، چيزي است كه مورد توجه دانش آموز است. انديش ها بايد از ذهن خود دانش آموز بيرون بيايد. در اين ميان نقش معلم را مي توان با نقش ماما و قابله مقايسه كرد.
اين، نصيحت رسمي سقراط است. گفتگوي سقراطي، بهترين شكل آموزش با بهترين نتيجه است. درست است كه ميزان وفتي كه، در مدرسه، براي هر ماده درسي گذاشته اند، محدود است كه با اين روش همه درس ها را نمي توان ارائه نمود ولي با همه اين، اصل قديمي ما به قوت خود باقي است كه مي گويد: «با همين امكان هايي كه داريد، حداكثر تلاش خود را به كار بريد، تا خود دانش آموزان، در جريان كشف، شركت داشته باشند».
اگر دانش آموز در تنظيم صورت مساله هايي كه بايد حل كند، شركت داشته باشد، خيلي فعالتر خواهد كوشيد. معلم بايد شرايطي را فراهم آورد كه دانش آموز بتواند مساله هاي خودش را طرح كند چون باعث خواهد شد كه نيروي خلاقيت او شكوفا شود.
2- اصل بهترين انگيزه: معلم بايد خودش را واسطه اي بداند كه مي خواهد مقداري از رياضياتي را كه مي داند، در اختيار دانش آموزان قرار دهد. اگر واسطه اي در عرصه جنس خود با مشكلي روبرو شود و كالايش روي دستش بماند يا خريداران از خريد كالاي او سرباز زنند، نبايد تقصير را به گردن خريداران بيندازد. به خاطر داشته باشيد كه، معمولاً حق با خريدار است. دانش آموزي كه از يادگرفتن رياضيات سرباز مي زند، ممكن است حق داشته باشد. هيچ دليلي وجود ندارد كه شاگرد شما، تنبل يا كم هوش باشد. بلكه خيلي ساده، ممكن است به چيز ديگري علاقه مند باشد. آخر، دنياي ما پر از چيزهاي جالب است. وظيفه شما، به عنوان يك معلم و به عنوان كسي كه مي خواهد آگاهي ديگران را بالا ببرد، اين است كه دانش آموز را به رياضيات علاقه مند كنيد. بنابراين، معلم بايد تمامي توجه خود را در انتخاب مساله و تنظيم آن به كار برد و آن را به بهترين صورت ممكن، به دانش آموزان عرصه كند. مساله بايد نه تنها از موضع معلم، بلكه از موضع شاگرد هم، جالب باشد. چه بهتر كه بشود درس را، در رابطه با تجربه روزانه شاگردان طرح كرد و آن را به صورت معما درآورد. مساله را مي توان با موضوعي آغاز كرد كه براي دانش آموزان روشن است و چه بهتر كه اين موضوع، امكان كاربرد علمي مساله و يا موضوعي مورد علاقه عموم باشد. اگر مي خواهيم نيروي خلاقيت دانش آموزان را پرورش دهيم نبايد مبنايي در اختيار آنها بگذاريم تا مطمئن شوند تلاش آنها بيهوده و عبث نيست.
به خصوص، علاقه دانش آموز، بهترين انگيزه او در كار است. ولي، انگيزه هاي ديگري هم وجود دارد كه نبايد آنها را از دست داد. از دانش آموز بخواهيم كه نتيجه را حدس بزند، ولو بخشي از آن را، دانش آموزي كه فرضيه اي را ارائه كند، در واقع خود را به آن وابسته كرده است، حيثيت و احساس او در گرو فرضيه اوست و با بي صبري در انتظار آن است كه ببيند حدس او درست است يا نه، او با اشتياق به سرنوشت مساله و كار كلاس علاقه مند مي شود و در آن لحظه ها هيچ چيز ديگري توجه او را به خود جلب نخواهد كرد.
3- اصل تسلسل مرحله ها: عيب اصلي كتاب هاي رياضي دراين است كه تقريباً همه مسال هاي موجود در آنها، از صورت هاي متعارف و عادي انتخاب شده است. منظور از مساله هاي عادي، مساله هايي هستند كه ميدان كاربرد كمتري دارند و تنها به روشن كردن يك قانون خدمت مي كنند و تمرين هاي مناسب براي يك قانون هستند. البته اين مثال ها هم مفيد و هم لازم هستند ولي دو مرحله مهم آموزش در آنها وجود ندارد: مرحله بررسي و پژوهش و مرحله فراگيري. هدف اين دو مرحله اين است كه مساله مورد بررسي را با شرايط موجود و با آگاهي هايي كه قبلا به دست آورده ايم، مربوط مي كند. مساله هاي عادي، اين دو منظور را برنمي آورند، زيرا از قبل معلوم است كه براي روشن شدن قانون معيني طرح شده اند و اهميت آنها، تنها در خدمت كردن به همين قانون است. البته، گاهي در اين مساله ها، به قانون يا قانون هاي ديگري هم توجه مي شود كه در اين صورت، مساله هاي مفيدتري به حساب مي آيند. حقيقت اين است كه بايد در كنار مساله هاي عادي، دست كم گاه به گاه، مساله هاي عميق تري هم به دانش آموزان داده شود، مساله هايي كه زمينه غني تري داشته باشد امكان ورود دانش آموزان به كارهاي جدي تر علمي را فراهم آورد. وقتي مي خواهيد چنين مساله هايي را در كلاس مورد بحث قرار دهيد از همان ابتدا، يك بررسي و پژوهش مقدماتي به دانش آموزان پيشنهاد كنيد. اين كار اشتهاي آنها را در حل مساله و رسيدن به جواب تحريك مي كند. اين مطلب را هم فراموش نكنيد كه مقداري از وقت كلاس را، براي بحث درباره نتيجه اي كه به دست آمده است باقي بگذاريد. يادگيري توسط سه فاز صورت مي پذيرد: فاز اول: دانش آموز حدس و گمان مي زند. فاز دوم: آن را به صورت كلمات در مي آورد. فاز سوم: براي تثبيت يادگيري تمرين و ممارست انجام دهد.
محاسن روش فعال:
1- دانش آموز مفاهيم را درك مي كند.
2- خود را در به دست آوردن نتيجه ها سهيم مي داند و اين در او علاقه ايجاد مي كند و به تدريج احساس توانايي مي كند كه اين خود موجب به وجود آمدن حس اعتماد به نفس در دانش آموز مي شود.
3- اين آموزش نياز به كنجكاوي، پويايي و خلاقيت را برآورده مي سازد و موجب رشد شخصيت در دانش آموز مي شود.
معايب روش فعال:
1- مدتي صرف خواهد شد تا دانش آموز از طريق حل تمرين هاي كار در كلاس و پاسخ به سئوال هاي مناسب مفاهيم را يكي كي بفهمد و به قاعده ها پي ببرد.
2- هر مفهومي را نمي توان با روش فعال آموزش داد.
2-5- روش الگوريتمي:
منظور از روش الگوريتمي، مجموعه دستورالعمل هايي است كه انجام آنها منجر به حصول نتايجي براي دانش آموز گردد. تعدادي از الگوريتم هاي حساب و جبر كه در دوره هاي تحصيلي مورد بحث قرار مي گيرند عبارتند از: چهار عمل اصلي روي اعداد صحيح و اعشاري، تناسب، جذريابي، يافتن بزرگ ترين مقسوم عليه مشترك، نوشتن اعداد به پايه هاي گوناگون، عمليات روي كسرهاي متعارفي، حل معادلات جبري و عمليات جبري روي بردارها در صفحه، در زمينه هندسه نيز به الگوريتم هاي زير بر مي خوريم مانند: ترسيمات با خط كش، پرگار، گونيا و نقاله مثلا در رسم عمود، نضف كردن پاره خط، ساختن مثلث. هر يك از الگوريتم هاي ذكر شده مبتني بر يك يا چند مفهوم رياضي است. از آن جمله اند مفاهيم: نوشتن اعداد در يك پايه، جذر، نسبت، عدد اول، مجموعه. علاوه بر مفاهيم و الگوريتم ها، ركن ديگر كاربرد الگوريتم ها در حل مسايل است.
معايب روش الگوريتمي:
1- تاكيد بيش از حد بر الگوريتم ها شم عددي دانش آموز را كاهش مي دهد. چون كه شم عددي ما را از مرتكب شدن اشتباهات فاحش مصون مي دارد.
2- دانش آموز تقريباً در هيچ مساله واقعي نياز به اين الگوريتم ها را ندارد. مثلاً الگوريتم جذر بهتر است از روش آزمون و خطا در دوره راهنمايي تحصيلي تدريس گردد.
3- معمولاً دليل درستي اين الگوريتم ها مطرح نمي شود.
4- چون اين الگوريتم ها دشوارند و حفظ كردن آنها نيروي فراواني از دانش آموز مي طلبد، محصل به تدريج نسبت به مفهوم اصلي بيگانه مي شود.
5- در حال حاضر كه ماشين حسابهاي دستي ارزان قيمت عمليات رياضي را حتي از انسان سريع تر و دقيق تر انجام مي دهند لذا ضرورتي بر حفظ همه الگوريتم ها نيست.
چند توصيه براي بهبود روش الگوريتمي:
1- به جاي تاكيد بر كسب مهارت در اجراي دقيق دستورالعمل هاي رياضي، تاكيد بيشتري صرف درك مفاهيم گردد و با قرار دادن وقت كافي در اختيار دانش آموز، به او اجازه آزمايش كردن داده شود. دانش آموزي كه وادار شود هر بار با رجوع به مفاهيم اوليه، مسايل قابل فهم خود را حل كند، به تدريج نياز به دستورالعمل را احساس مي كند و ممكن است خود به سوي الگوريتم سازي سوق داده شود.
2- مسايل حرفي متنوع تر، جذاب تر، واقعي تر و بعضاً دشواري تري از آنچه امروزه معمول است در اختيار دانش آموزان قرار گيرد. درك و فهم مفاهيم رياضي در سطح مدرسه، در ميدان به كارگيري آنها در مسايل ملموس و قابل فهم تحقق مي يابد.
3- تقويت شم عددي دانش آموز كه در حال حاضر بهايي به آن داده نمي شود، به طور جدي مطرح گردد. دانش آموز بايد ياد بگيرد كه حدود نتيجه يك محاسبه را قبل از انجام دقيق آن حدس بزند و با بتواند از عهده تخمين هايي برآيد.
برگرفته از كتاب آموزش رياضي و حل مساله تاليف مهدي رحمانيhttp://afshin1363.blogfa.com
********************************
مرتبط:
_نقش تك مهارتها در فعاليتهاي ياددهي و 4 شیوه آموزشی پیشنهادی یونیسف در اروپا
_کدام روش تدریس ها برای آموزش علوم مناسب است ،معرفی الگوهای تدریس درس علوم
_روش تدریس مبتنی بر مهر ورزی و محبت به دانش آموزان توسط معلم
_معرفی کلیه روشهای تدریس برای معلمان و مربیان،شیوه های نوین تدریس برای افزایش کارایی معلمان و یادگیری بهتر دانش آموزان
_این نسخه بسیار موثر فراموش نشود! 80 نكته مهم در تدريس موفق معلمان و مربیان مدارس درکلاس درس