1-2 数学教育的功能
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数学教育动画片观后感第一章数学世界的奥秘 (1)1.1 数学动画的创意呈现 (1)1.2 数学概念的生动演绎 (2)1.3 数学故事的魅力展现 (2)第二章:数字的秘密 (2)2.1 数字起源的探寻 (2)2.2 数字间的奇妙关系 (3)2.3 数字在生活中的应用 (3)第三章几何图形的探秘 (3)3.1 几何图形的基本概念 (3)3.2 几何图形的性质与分类 (3)3.3 几何图形在实际生活中的运用 (4)第四章数学符号的解读 (4)4.1 数学符号的起源与发展 (4)4.2 数学符号的表意功能 (4)4.3 数学符号在解题中的应用 (5)第五章数学问题的解决策略 (5)5.1 数学问题的分类与特点 (5)5.2 解决数学问题的基本方法 (5)5.3 数学问题解决的思维训练 (6)第六章数学家的故事 (6)6.1 古代数学家的贡献 (6)6.2 近现代数学家的成就 (7)6.3 数学家的精神品质 (7)第七章数学动画的教育价值 (8)7.1 数学动画对学生的吸引力 (8)7.2 数学动画的教育作用 (8)7.3 数学动画在数学教育中的应用前景 (8)第八章数学动画的创新与发展 (9)8.1 数学动画的创新方向 (9)8.2 数学动画的发展趋势 (9)8.3 数学动画在未来的展望 (10)第一章数学世界的奥秘1.1 数学动画的创意呈现数学教育动画片以一种创新的方式,将抽象的数学概念转化为具体、形象的动画场景,为孩子们打开了一扇通往数学世界的大门。
动画中,数学元素被巧妙地融入各种有趣的故事情节中,使得数学学习变得不再枯燥无味。
这种创意呈现的方式,既激发了孩子们的学习兴趣,又让他们在轻松愉快的氛围中掌握数学知识。
1.2 数学概念的生动演绎在数学教育动画片中,数学概念不再是一个个孤立、抽象的符号,而是通过生动的动画形象和有趣的故事情节得以展现。
如分数、几何图形、加减乘除等基本概念,都在动画中得到了形象化的演绎。
高中数学教学情景在教学中的功能及应用以高中数学教学情景在教学中的功能及应用为标题,下面将从教学情景、教学功能、教学应用三个方面进行探讨。
一、教学情景在高中数学的教学过程中,教师在教学情景的选取上应该考虑到学生的实际情况和学科的特点,以使教学过程更加具有针对性和有效性。
在数学教学中,教学情景主要包括以下几种:1.实际问题情景:将数学知识与实际问题相结合,通过具体的实例让学生更好地理解数学知识,提高学生的应用能力。
2.模型情景:将抽象的数学概念通过模型的方式呈现给学生,让学生更加直观地感受数学知识,提高学生的抽象思维能力。
3.互动情景:通过课堂互动、小组合作等方式,让学生在交流中学习,提高学生的合作能力和表达能力。
4.展示情景:通过展示数学作品、数学实验等方式,让学生更加深入地了解数学知识,提高学生的兴趣和创造力。
二、教学功能在高中数学的教学过程中,教学功能主要包括以下几个方面:1.知识传授功能:教师通过讲解、演示等方式传授数学知识,让学生掌握基本的数学概念、方法和技能。
2.方法指导功能:教师通过示范、引导等方式指导学生运用正确的数学方法解决问题,提高学生的解题能力。
3.思维训练功能:教师通过提高难度、引导思考等方式训练学生的逻辑思维、创造思维和批判思维能力。
4.情感教育功能:教师通过鼓励、肯定、批评等方式引导学生养成正确的学习态度和价值观,提高学生的自信心和自尊心。
5.启发创新功能:教师通过引导、激发学生的兴趣和创造力,鼓励学生在数学学习中进行创新和探索。
三、教学应用在高中数学的教学过程中,教学应用主要体现在以下几个方面:1.应用于学科教学:教师通过在教学中运用情景、功能等方式,提高学生的学科素养和学科能力,使学生更好地掌握数学知识。
2.应用于学科研究:教师通过教学实践、教学研究等方式不断探索数学教学的新方法、新技术,推动数学教学的不断创新和发展。
3.应用于教育管理:教师通过教育管理的方式,将情景、功能等教学理念应用于教育管理中,提高教育管理的效率和质量。
1.数学观的变化(1)公理化方法、形式演绎仍然是数学的特征之一,但是数学不等于形式。
数学正在走出形式主义的光环。
(2)在计算机技术的支持下,数学注重应用。
(3)数学不等于逻辑,要做“好”的数学。
2. 20世纪我国数学教育观的变化(1)由关心教师的“教”转向也关注学生的“学”;(2)从“双基”与“三力”观点的形成,发展到更宽广的能力观和素质观;(3)从听课、阅读、演题到提倡实验、讨论、探索的学习方式;(4)从看重数学的抽象和严谨到关注数学文化、数学探究和数学应用。
3. 我国影响较大的几次数学教改实验(P38)第三章4.弗赖登塔尔的数学教育理论倡导数学教育研究要像研究数学一样,以科学论文的形式交流研究心得,并有详细文献支持,因而使数学教育研究不再只停留在经验交流的水平上。
5. 数学教育有五个主要特征:(1)情境问题是教学的平台;(2)数学化是数学教育的目标;(3)学生通过自己努力得到的结论和创造是教育内容的一部分(4)“互动”是主要的学习方式;(5)学科交织是数学教育内容的呈现方式。
这些特征可以用三个词加以概括:现实、数学化、再创造(指通过教师精心设计、创造问题情境,学生自己动手实验研究、合作商讨、探索问题的结果并进行组织的学习方式,其核心是数学过程的再现。
)6.现实数学教育所说的数学化有两种形式:(1)实际问题转化为数学问题的数学化(2)从符号到概念的数学化7.波利亚的数学教育观中学数学教育的根本目的是“教会学生思考”。
主动学习。
数学老师必须具备数学内容知识和数学教学法的知识。
9.建构主义的数学教育理论10. 数学知识是什么建构主义学说认为,数学知识并非绝对真理,即不是现实世界的纯粹客观的反映。
数学只不过是人们对客观世界的一种解释、假设或假说,并将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华和改写,直至出现新的解释和假设。
11.儿童如何学习数学数学教学应该符合学生的年龄特征、知识基础以及个性特点,不能不顾教学对象盲目施教。
部编版一年级数学下册《分类和整理》评课稿1. 引言数学教育是培养学生逻辑思维能力、解决问题能力和创新能力的重要组成部分。
作为一名教师,评估课程的有效性是非常重要的。
本文将对部编版一年级数学下册的《分类和整理》这一章节进行评课。
通过对教材的内容、教学流程、教学方法等方面的分析,以及对学生学习效果的观察和评估,旨在为改进教学提供有益的参考意见。
2. 教材内容分析《分类和整理》是一年级数学下册中的一个重要章节,主要通过教授学生如何识别、归类和整理物品的方法来培养学生的分类思维能力。
具体内容包括: - 各种物品的形状、颜色等特征 - 物品的用途和功能 - 将物品按照共同特征进行分类- 使用图表等方式呈现分类结果该章节的内容设计合理,符合一年级学生的认知水平,有助于培养学生的观察力、分类思维和逻辑思维能力。
3. 教学流程分析3.1 课前准备在开始教学之前,教师需要准备好相关教具和课件,确保课堂教学顺利进行。
同时,应提前预习教材内容,做好备课。
3.2 教学目标设定根据课程标准和教材要求,设置本节课的教学目标,例如:- 让学生了解不同物品的特征和功能 - 培养学生观察、分类和整理物品的能力 - 培养学生的逻辑思维和表达能力3.3 教学内容呈现在课堂上,教师可以通过举例、展示物品等方式,将不同物品的形状、颜色、用途等特征呈现给学生。
同时,可以通过互动问答、小组合作等方式与学生进行互动,激发学生的学习兴趣。
3.4 教学活动设计设计一些具有趣味性和启发性的教学活动,例如: - 让学生自己搜集一些物品,然后按照某种特征进行分类 - 通过游戏的方式让学生观察、分类和整理物品这些活动能够激发学生的积极性,培养他们的分类思维能力。
3.5 教学评价在课堂结束时,教师应对学生的学习情况进行评价,可以通过口头回答问题、小组展示等方式进行。
同时,教师还可以布置课后作业,巩固学生的学习成果。
4. 教学效果评估对于这一章节的教学效果的评估主要可以从以下几个方面进行: - 学生的学习情况:观察学生对不同物品的认知和分类能力是否提高,是否能够独立完成相关任务。
《义务教育数学课程标准(2022年版)》一、填空题。
1.数学是研究(数量关系)和(空间形式)的科学。
2.(数学素养)是现代社会每一个公民应当具备的基本素养。
数学教育承载着落实(立德树人)根本任务,实施素质教育的功能。
3.义务教育数学课程具有(基础性)、(普及性)和(发展性)。
4.学生通过数学课程的学习,掌握适应现代生活及进一步学习必备的(基础知识)、(基本技能)、(基本思想)和(基本活动经验)激发学习数学的兴趣,养成独立思考的习惯和合作交流的意愿;发展实践能力和创新精神,形成和发展核心素养。
5.数学源于对(现实世界)的抽象,通过对数量和数量关系、图形和图形关系的抽象,得到数学的研究对象及其关系;基于抽象结构,通过对研究对象的符号运算、形式推理、模型构建等,形成数学的结论和方法,帮助人们认识、理解和表达现实世界的本质、关系和规律。
6.义务教育数学课程致力于实现义务教育阶段的培养目标,使得(人人都能获得良好的数学教育),(不同的人在数学上得到不同的发展),逐步形成适应终身发展需要的核心素养。
7.义务教育数学课程五大核心理念包括(确立核心素养导向的课程目标)、(设计体现结构化特征的课程内容)、(实施促进学生发展的教学活动)、(探索激励学习和改进教学的评价)、(促进信息技术与数学课程融合)。
8.课程目标以学生发展为本,以核心素养为导向,进一步强调使学生获得数学“四基”即(基础知识)、(基本技能)、(基本思想)和(基本活动经验)发展,发展运用数学知识与方法“四能”即(发现问题的能力)、(提出问题的能力)、(分析问题的能力)和(解决问题的能力),形成正确的(情感、态度和价值观)。
9.改变单一讲授式教学方式,注重(启发式)、(探究式)、(参与式)、(互动式)等,探索(大单元)教学,积极开展(跨学科的主题式学习)和(项目式学习)等综合性教学活动。
10.课程内容组织的重点应是对内容进行(结构化整合),探索发展学生(核心素养)的路径。
二年级小学数学教学论文第一部分:教学现状分析一、背景及意义在我国,二年级小学数学教育是基础教育的重要组成部分,对于培养学生的逻辑思维能力、抽象概括能力以及解决实际问题能力具有重要意义。
然而,在当前的教学过程中,仍存在一定的问题和不足。
本论文旨在分析二年级小学数学教学现状,提出针对性的教学策略,以提高教学效果,促进学生的全面发展。
二、教学现状1. 教学内容方面(1)教材内容较为单一,缺乏实践性和趣味性,难以激发学生的学习兴趣。
(2)知识点分布不均衡,部分重点、难点内容没有得到充分的讲解和练习。
2. 教学方法方面(1)教师过于依赖传统的讲授式教学,学生参与度较低,课堂氛围较为沉闷。
(2)缺乏针对学生个体差异的教学策略,难以满足不同学生的学习需求。
3. 教学评价方面(1)评价方式单一,主要以考试成绩为主,不能全面反映学生的学习状况。
(2)评价标准较为刻板,缺乏针对学生综合素质的评价。
三、问题分析1. 教学内容方面(1)教材编写过于理论化,与学生的生活实际相脱离。
(2)教师对教材内容的处理不够深入,导致学生对知识点的掌握不扎实。
2. 教学方法方面(1)教师教育教学观念陈旧,缺乏创新意识。
(2)教师教学技能有待提高,不能灵活运用多种教学手段。
3. 教学评价方面(1)评价体系不完善,不能全面体现学生的学业成绩和综合素质。
(2)评价过程缺乏反馈,不利于学生改进学习方法,提高学习效果。
四、改进策略1. 教学内容方面(1)优化教材内容,增加实践性和趣味性,激发学生学习兴趣。
(2)合理分配知识点,强化重点、难点内容的讲解和练习。
2. 教学方法方面(1)采用多样化的教学手段,提高学生课堂参与度。
(2)关注学生个体差异,实施差异化教学策略。
3. 教学评价方面(1)构建多元化评价体系,全面反映学生的学业成绩和综合素质。
(2)加强评价过程中的反馈,指导学生改进学习方法,提高学习效果。
本部分通过对二年级小学数学教学现状的分析,提出了针对性的改进策略,为后续论文的深入研究奠定了基础。
第1篇一、背景随着人工智能技术的飞速发展,教育领域也迎来了前所未有的变革。
数学作为一门基础学科,在人工智能教育中的应用也越来越广泛。
本文将介绍一个基于深度学习的智能辅导系统案例,探讨其在数学教育中的应用及效果。
二、案例介绍1. 系统概述该智能辅导系统是一款基于深度学习的数学教育平台,旨在为学生提供个性化的数学学习体验。
系统主要包括以下功能:(1)智能诊断:通过分析学生的学习数据,识别学生的薄弱环节,为学生提供针对性的学习建议。
(2)个性化推荐:根据学生的学习进度和需求,推荐合适的数学题目和学习资源。
(3)自动批改:利用深度学习技术,实现自动批改数学题目,提高学生的学习效率。
(4)学习进度跟踪:记录学生的学习过程,帮助学生了解自己的学习进度。
2. 技术实现(1)数据采集:通过在线学习平台、学生作业、考试等方式收集学生的学习数据,包括题目、答案、解题过程、学习时间等。
(2)数据预处理:对采集到的数据进行清洗、去噪、归一化等处理,为后续的深度学习模型训练提供高质量的数据。
(3)深度学习模型:采用卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等深度学习技术,对数学题目进行分类、识别和批改。
(4)个性化推荐算法:基于协同过滤、知识图谱等技术,为学生推荐合适的数学题目和学习资源。
三、应用效果1. 提高学习效率通过智能辅导系统,学生可以根据自己的薄弱环节进行有针对性的学习,避免了无效的重复练习。
同时,自动批改功能让学生及时了解自己的错误,及时调整学习策略。
2. 个性化学习体验系统根据学生的学习进度和需求,推荐合适的数学题目和学习资源,满足学生的个性化学习需求。
3. 提升教师工作效率教师可以利用智能辅导系统对学生进行个性化辅导,减轻了教师的工作负担,提高了教学质量。
4. 促进教育公平智能辅导系统可以为学生提供公平的学习机会,让更多学生受益于优质的教育资源。
四、案例分析1. 案例一:学生小明在智能辅导系统中发现自己的薄弱环节是函数求导,于是系统为他推荐了相关的学习资源。
初中数学教学目标的导向、调控、激励、评价功能教学目标既是课堂教学的出发点,又是课堂教学的归宿,课堂教学目标的完成对课堂教学质量的高低起着很重要的作用。
数学课程标准把数学课程目标分为总目标和学段目标。
课程的具体目标又包括“知识技能”“数学思考”“问题解决”“情感态度”四个方面,其中“知识与技能”既是教学目标,又是实现目标的载体;“数学思考”和“问题解决”是达成目标的桥梁;“情感态度” 则是教学目标的升华。
这四个方面既是三维目标在数学课程中的体现,也是总目标内容的具体化。
课时教学目标(以下简称教学目标)是对总目标和学段目标的诠释,是每堂数学课的核心和灵魂,是教学设计的关键。
下面结合我在初中数学“目标-情境-达标” 教学模式下制定教学目标的实践经验,谈谈教学目标的导向、调控、激励、评价功能。
一、导向功能教学目标是教学活动的方向标,指导和支配着整个教学活动,整个教学活动都是为了教学目标而展开的。
教学活动应该做什么---教学哪些内容、教到什么程度,都受教学目标的支配。
因此,教学目标是一节课的“导航灯”. 从教学目标的导向功能,教学目标有两层含义,一是教师教的目标,二是学生学的目标,教学目标既要导教,又要导学,其中导教是过程,导学是目的。
教学目标不仅仅是教师给自己定的教的任务,而且是目标达成的主体---学生学的目标。
教学目标应充分体现教师对学生学的期望,陈述学生学习的结果,也就是通过课堂教学学生应该学会什么,而不是教师教过什么,要防止教学目标的本末倒置。
数字化教育资源在小学数学教学中的应用效果评价摘要:随着信息技术的快速发展,数字化教育资源日益丰富,为小学数学教学提供了新的途径和手段。
合理应用数字化教育资源,能够激发学生的学习兴趣,培养学生的数学思维,提高教学效率和质量。
本文旨在探讨数字化教育资源在小学数学教学中的应用现状,分析存在的问题,并提出优化策略,以期为数字化教育资源在小学数学教学中的进一步应用提供参考。
关键词:数字化教育资源;小学数学;应用效果;评价1引言1.1研究背景近年来,教育信息化快速发展,数字化教育资源日益丰富。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出,要加快教育信息化进程,建设数字化教育资源公共服务平台,促进优质教育资源共建共享。
小学数学作为基础教育的重要组成部分,如何有效利用数字化教育资源,提高教学质量,成为亟待解决的问题。
1.2研究意义数字化教育资源以其形式多样、内容丰富、传播便捷等特点,为小学数学教学注入了新的活力。
合理应用数字化教育资源,能够创设生动形象的教学情境,激发学生的学习兴趣,培养学生的数学思维,提高教学效果。
系统评价数字化教育资源在小学数学教学中的应用效果,总结经验,发现问题,对于优化数字化教育资源的教学应用,促进小学数学教学改革具有重要意义。
2数字化教育资源在小学数学教学中的应用现状2.1数字化教育资源的类型与特点常见的数字化数学教育资源包括微课、动画、视频和教育APP等多种形式。
这些资源不仅内容丰富,而且形式多样,能够生动直观地呈现数学知识。
通过数字化教育资源,学生可以更加形象地理解抽象的数学概念,提高学习兴趣。
同时,这些资源还具有很强的互动性,可以让学生在轻松愉快的氛围中学习数学,从而更好地掌握数学知识。
因此,数字化数学教育资源在小学数学教学中发挥着越来越重要的作用。
2.2数字化教育资源的应用优势将数字化教育资源应用于小学数学教学,具有以下优势:(1)创设情境,激发兴趣。
生动形象的数字化资源能够创设贴近学生生活的教学情境,激发学生的学习兴趣和探究欲望。
【高中数学】充分发挥数学教材中章引言的教育功能一、背景:在当前高中数学在教科书(人民教育a版)中,每章开头都有一个简明的章节介绍。
与之前的版本相比,它简单介绍了本章的内容、地位和功能,从生活的浅入口或学生可以理解的例子。
同时,从数学文化的角度揭示了与本章内容相关的人文背景、数学应用价值以及基本的数学思想和方法,因此,这是学生学习本章的起点,也是本章的核心内容和生长点。
在实际教学活动中对于章引言内容不重视,所以,如何利用有限的课堂时间来讲解这部分内容,如何引导学生正确把握将是我们在教学活动中要认真思考的问题。
本文将结合自己的教学实践与大家一起探讨这个问题。
二、章引言的教育教学功能1.借助章节介绍介绍章节知识,激发学习兴趣教育学论认为,设计合理的问题能强烈激发学生的学习欲望,从而转化为一种对知识的渴望,让他们积极主动地参与到知识的发生、发展的探究中去。
因此教师在教学过程中,要从学生熟悉的生活环境和感兴趣的话题出发,设计符合学生年龄特点的教学活动,使学生在愉快的情景中尽情发挥,主动敲开学习数学的大门,并能“水到渠成”地介绍学习内容。
案例1《人民教育版数学选修2-3》第二章随机变量及其分布栏导论教学设计教师:在第二章引言部分我们看到了一幅图片:一名射击运动员正在瞄准射击。
看到这幅图,大家是否想到了在刚刚结束的北京奥运会上,在男子50米步枪三姿射击决赛中,美国名将埃蒙斯在前九枪中取得了巨大的领先,但是最后一枪仅仅打出4.4环的成绩,最终再一次地将这块沉甸甸的金牌送给了中国选手。
老师:我们知道埃蒙斯在最后一枪之前会打多少枚戒指吗?学生:不知道。
老师:在某些条件下,不能提前预测结果的事件称为随机事件(引出了这个概念,什么是随机事件)教师:所以,在射击运动中,每次射击的成绩是一个随机事件。
对于射击这样的随机事件,我们应该如何刻画一个射击运动员的技术水平与特点呢?如果你是一名教练员,如何选拔运动员参加比赛,使获胜的概率最大?应该综合考虑哪些因素?学生(讨论):你经常打哪个环,平均值,稳定性。
数学教学论--第一章-绪论-为什么要学习数学教育学学习提要:1.数学教育的沿革与发展;2.数学教育研究热点的演变;3.数学教育学的内容及学习意义与方法。
教学目标:1.使学生了解数学教育学的研究对象、掌握数学教育学的研究内容及学习该学科的意义;2.了解一定的数学教育发展历史,了解数学教育研究热点的演变趋势;3.了解数学教育学的研究对象、特点和研究方法,理解学习数学教育学的意义。
教学重点、难点:数学教育学的内容及学习该学科的意义为本章重点;学习该学科的方法为本章难点。
教学方法:讲解法、讨论法学习提要一、关于数学教育学的认识二、数学教育的沿革与发展三、学习数学教育学的意义四、学习数学教育学的方法教学过程:引:问题与思考1、为什么要学习数学教育学?2、你最喜欢什么样的数学老师?,关于数学教育学的认识●数学教育的含义广义:传播数学知识、数学技能的活动狭义:在中小学进行数学教学的活动●数学教育学的含义研究数学教育现象,揭示数学教育规律推荐精选“教什么、学什么”;“怎样教、怎样学”;“教得怎样,学得怎样”以及相关的理论推荐精选●数学教育学的特征▲数学教育是一门关于数学、教育学、心理学的交叉学科。
数学心理学教育学●数学教育学是一门年轻学科,但其历史源远流长(1)年轻学科:1969年,法国里昂,第一届国际数学教育大会1970年,《数学教育学》(苏联:斯托利亚尔)1978年,《中学数学教与学》(美国)1980年,《中学数学教材教法》(十三院校)1984年,《数学教育学》(丁尔陞译)(2)历史源远流长:公元前4000年,古埃及,算术知识的记载公元前3000年,古埃及,十进制公元前1100年,中国西周,六艺—礼、乐、射、御、书、数一、数学教育的沿革与发展(一)数学教育成为一个专业的历史古代:中国古代数学教育的主要目的是为了经世致用,古代算学以测量田亩、计算税收等为目的,主要用于国家管理,数学属“六艺”教育(礼、乐、射、御、书、数)之一;西方数学教育的目的主要是为了训练学生的心智,在“七艺”教育(文法、修辞、逻辑学、算术、几何、天文、音乐)中,几何和天文学的地位排在文法、修辞与逻辑学之后。
第二节 数学教育的功能 教学内容:数学的科学价值、应用价值、人文价值、教育价值;数学教学中如何体现数学的价值。 教学目标: 1.了解数学的科学价值、应用价值、人文价值、教育价值,树立数学文化观。
2.理解如何在数学教学中体现和揭示数学的价值。 教学重点:如何在数学教学中体现和揭示数学的价值 教学难点:数学文化观。 教法与学法:讲解法 讨论法 教学程序: 每个人在学校所受的教育中,数学是一个重要的部分,这是公认的事实。数学教育对于每个人的一生有着重大影响,在整个科学文化教育中占有无可比拟的地位,归根结底是由数学本身巨大的价值作用所确定的。因此要明确数学教育的功能就得首先明确数学的价值。 一、数学的教育功能 高中数学课程标准指出:通过高中阶段数学文化的学习,学生将初步了解数学科学与人类社会发展之间的相互作用,体现数学的科学价值、应用价值、人文价值,开阔视野,寻求数学进步的历史轨迹。 (一)数学的基础性、工具性和应用性价值 “数学是科学的女王和仆人”。“女王”指的是结构的严谨和内容的优美,以及它对其它学科所起的权威性的作用。“仆人”意味着服务者,它为一切科学服务,成为一切科学的有效工具。数学是物理学、力学、化学、天文学、生物学等自然科学的基础。数学为它们提供了描述大自然的语言和探索大自然的工具。正如伽利略所说:“自然界这部伟大的书是用数学写成的”。从历史上看,众多的天文的、物理的重大发展无不与数学的进步有关。如牛顿的万有引力定律的发现是依赖于微积分,爱因斯坦的相对论则与黎曼几何及其它数学的发展有关。杨振宁的规范场理论体现在数学上,其实质就是数学家陈省身的纤维丛理论。DNA是一种双螺旋结构,它是数学中纽结理论的研究对象。 微积分的发展,开创了科学的新纪元。在此之前,人类还基本上处于农耕文明时期。“有了微积分。人类才有能力把握运动和过程,有了微积分,就有了工业革命,有了大工业生产,也就有了现代化的社会。航天飞机、宇宙飞船等现代化交通工具都是微积分的直接结果”。 数学是一切重大技术革命的基础。在现代社会中,数学不仅对科学技术的进步仍然发挥着基础理论和基础应用的作用,而且已成为一种普遍适用的技术。与现代社会有密切联系的数学分支,如离散数学、概率论与数理统计、计算数学等正在飞速发展,在一些重大的工农业生产的问题解决中,如齿轮的设计、冷轧钢板的焊接、海堤安全高度的计算等方面,数学方法是非常有效且便宜的方法。20世纪最伟大的成就是电子计算机的发明与应用,使人类进入了信息时代。然而无论是它的发明还是应用都是以数学为其基础的。1985年,美国国家研究委员会在一份报告中指出:“数学是推动计算机技术发展和促进这种技术在其它领域应用的基础科学”。美国总统科学顾问艾德华.大卫甚至说:“很少人认识到当今如此被广泛称颂的高技术在本质上是一种数学技术”。事实上,从医疗上的CT技术到中文印刷排版的自动化,从飞行器的模拟设计到指纹的识别,从石油勘探的数据处理到信息安全技术,无不是数学在其中起着十分重要的作用。如今随着科技的进步,几乎所有的信息都数字化了,出现了诸如数字化照相机、数字化电视机等高科技产品,还出现了“数字地球”这样的说法。如果说整个人类文明可分为三个层次:以锄头为代表的农耕文明;以大机器流水线为代表工业文明;以计算机为代表的信息文明,那么数学在这三个文明中都是深层次的动力,起作用一次比一次明显。 数学在经济理论研究以及经济、财政和金融活动中也有重要的作用。市场经济需要人们掌握成本、利润、投入、产出、贷款、效益、股份、市场、预测、风险评估等。一系列经济词汇的频繁使用,买与卖、存款与保险、股票与债券……几乎每天都会碰到,对这些概念的理解,都离不开数学这一强有力的工具。用数学模型研究宏观经济和微观经济,用数学手段进行市场调查与预测、进行风险分析、指导金融投资等,已是世界各国的广泛行为。近年来,获得诺贝尔经济学奖的学者中,很多是因为借助了先进的数学理论和方法而作用出重大贡献的。如1975年,康托维奇(Kantovich)因创建“物资最优调拨理论”而获奖;1981年,托宾(Tobin)因绘出“投资决策的数学模型”而获奖。(Black—Scholes期权定价模型,Nash的博弈论等)。 一些过去认为与数学无缘的领域,如考古学、语言学、心理学等现在已成为数学大显身手的领域。数学方法深刻地影响着历史学的研究,能帮助历史学家做出可靠的、令人信服的结论。艺术大师和科学巨匠达芬奇不仅认为绘画科学的基础是数学,而且强调任何人类的探究活动也不能成为科学,除非这种活动通过数学表达方式和经过数学证明为自己开辟道路。前苏联数学家柯尔莫戈洛夫从数学角度对诗的节奏作了精密的研究,从而诞生了艺术计量学;法国美学家让·科恩的《诗歌语言的结构》就采用了数理统计方法,从而使这一研究别开生面。这说明“人类智力活动中未受数学的影响大为改观的领域已寥寥无几了”。 (二)数学的人文价值 1.数学是人类文明的主要力量 最古老的文化,最通用的语言,最普遍的课程,最恒久的科学,这些最字都可以用到数学身上来。数学与人类文明一样古老。一方面,数学是现实世界的反映,“数学是人类认识自然的中介”。笛卡儿认为“现实世界就是数学定律表现物体在失控中运动的总和,而整个宇宙则是一个以数学定律构成的庞大而协调的机器”。正是数学方法开辟了一条获得自然规律的道路。另一方面,科学史表明,人类社会的每一次进步,都离不开数学的力量。以逻辑演绎为特征的希腊数学集中代表了古希腊文明;牛顿的万有引力学说是近代资本主义文明的标志;微积分带来了工业革命和大工业生产;电子计算机则是人类进入信息时代的象征。培根曾响亮的提出“知识就是力量”;“数学是打开科学大门的钥匙”。物理学家伦琴因发现X射线而获得诺贝尔奖,当有人问到科学家需要什么样的修养时,他的回答是:第一是数学,第二是数学,第三是数学。齐民有教授指出:“没有现代的数学就不会有现代的文化,没有现代数学的文化是注定要衰落的。总之,数学促进了人类文化的发展,促进了人类文明的进步,数学的发展体现了求真、勇敢、合作、献身等人类精神,这些都是人文精神的深化。 2.数学是人发展的必要粮食 “ 数学与自然的特殊关系,使得数学成为人的发展中不可或缺的内容”。 首先数学不仅给人以应用的知识,更为重要的是数学是教给人如何运用数学看待世界、认识自然的方法。通过学习使人掌握宇宙发展的普遍规律,因此数学对人世界观的形成具有特殊的作用。同时,数学“对形成良好的道德品质和确立正确的政治态度以及思想观点等方面”具有积极的作用和功能。如丰富的数学史料能够焕发学生的民族自尊心和自豪感;数学的广泛应用能激发学生为社会主义现代化建设学好数学的热情和责任感;数学的辨证思维特点有利于学生形成辨证的认识观和方法论。 其次,数学是思维的体操,有助于人的思维能力和创新能力的培养。数学是一门“实用性”很强的科学,但数学对思维的培养才是数学最广泛的“实用性”。数学是思维的工具,数学学习和认识过程是一种再创造、重新发展的过程。通过观察、实验、归纳、模拟、猜想、验证等活动,概括抽象出数学概念、提出数学命题;通过建立数学模型、解决实际问题等数学活动,对人的思维能力和创新能力进行全方位培养,在发展数学能力的同时,形成良好的智力品质从而完善学生的心理结构,并形成良好的个性品质。 闻名于世的美国西点军校被誉为名将的摇篮。该校设置了许多高深的数学课程,其目的并不在于未来实战指挥中要以这些数学知识作为工具,而主要出于以下原则:就是只有经过严格的数学训练,才能是学员养成一种坚定不移的品质,使之形成一种严格而精确的思维习惯,从而为他们弛于疆场打下坚实的基础。正是数学在人发展中的这种特殊作用,使得现代教育普遍重视数学的思维价值,重视数学对人的道德与个性品质的作用。各国把培养学生的思维能力放在数学课程目标的中心地位。新课程特别强调指出:“数学在形成人类理性思维和促进智力发展的过程中发挥着独特的、不可替代的作用”。 3.数学具有独特的文化价值 数学是人类文化的重要组成部分,它在创造、保存、传递、交流、、和发展人类文化中充当重要角色,发挥着巨大作用。正如数学家克莱因所说:“音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科技可以改善生活,但数学能提供以上的一切”。 数学文化是以数学科学体系为核心,以数学的思想、观念、精神、知识、方法、技术、数学发展史等为主要内容的一个文化体系,它随着数学的发展而不断地丰富着自身的内容。 数学是对世界的理性认识,并因此形成讲科学、用科学、发展科学、创造科学的文化传统。因此,数学文化是一种理性文化。 数学文化是一种隐式文化。这不仅是因为理性文化属于一种思维的深层次文化,而且难以象音乐、美术那样被人们接受。因此被成为看不见的文化。 数学文化主要有以下几个特征: 1.数学文化是一种语言 任何科学都有自己的特点,这种语言能高度准确描述科学所固有的特性。同样,“数学也是一种语言,从它的结构和内容来看,这是一种比任何国家的语言都要完善的语言,实际上,数学是语言的语言,通过数学,自然界在论述,通过数学,世界创造者在表达,世界保护者在演讲”。数学语言包括自然语言、符号语言和图形语言。数学语言主要是一种符号语言,具有简明性和精确性,是表示量的语言,因此是一种普适语言。从一定意义上讲,数学是适合于描述不同质的过程的万能语言,不象其他学科的语言那样一般只能在各自的领域中发生作用,惟有数学语言是一切科学都使用的语言。一门学科使用的数学语言越多,表示这门学科越成熟。如今,数学语言已成为日常生活和科学交流的重要工具。这一特点 能使数学文化能超越某些文化传播的影响,达到广泛和直接传播的结果。 2.数学文化是一门具有自身独特美学特征、功能与结构的美学分支 数学的真体现了数学的科学价值,数学的善体现了数学的社会价值,而数学的美则体现了数学的艺术价值。 在长期的研究实践中科学家已经深刻的认识到科学美、数学美的存在与作用。著名的数学家庞加勒指出:“一个名副其实的科学家,尤其是数学家,他在他的工作中体验到和艺术家一样的印象,他的乐趣和艺术家的乐趣具有相同的性质,是同样伟大的东西”。“感受到自然和人类的美,并用美丽的语言去讴歌它,这就是诗歌;用美丽的色彩和形态去表现它,这就是绘画;而感受到数与形的美,并以理智引导下的证明去表现它,这就是数学”。冯偌依曼指出:“我认为数学家无论是选择题材还是判断成功的标准都是是美的”。哲学家常说,美的就是真的,而数学就是这样一门既美又真的科学。正如哲学家、数学家罗素所说:“数学,如果正确的看它,不但拥有真理,而且也具有至上的美。正象雕刻的美,是一种