各门科学的数学化初探
- 格式:doc
- 大小:33.00 KB
- 文档页数:5
小学数学大单元整体教学初探摘要:数学是一门严谨的"关系学",新课程标准中指出,通过义务教育各个阶段的数学学习,学生可以充分体会到数学知识之间、数学与其他学科之间、数学与日常生活之间的密切联系。
教师以整体思想为指引,统整、优化地开展数学教学,不仅能促进数学知识结构与学生认知结构的同生共长,更能实现数学核心素养的浸润式培养。
本文对此进行分析研究,并且提出了几点浅见。
关键词:小学数学;大单元;整体教学一、深入了解单元教学概念了解长方形和正方形的特征,初步认识平行四边形是二年级下册第六单元中间两个连续课时的内容,承接一年级直观认识长方形、正方形、三角形等平面图形,属于"图形与几何"中"认识图形"的重要部分。
通过研读教材发现,"认识图形"按照"体-形-体"的混合螺旋结构编排,做课团队由此聚焦到平面图形的认识。
横向来看,正方形、长方形、平行四边形属于特殊到一般的四边形。
这样一来,认识四边形可否作为一个"微型"的"大单元"呢?纵向来看,认识线段、射线、直线、角、长方形、正方形、三角形、平行四边形、梯形、圆等平面图形分别在教材二下、四上、四下、六上依次呈现,这样做忽略了前后知识的联系。
通过横纵梳理,老师思考把"长方形的认识"作为同类平面图形认识的中心大任务,并聚化到三类特殊四边形引导学生从"边"和"角"两个维度去探索、构建、体验此类平面图形的特征,以撬动后续二维封闭图形,乃至立体图形特征的学习。
这样做一方面使学生的知识学习更系统,另一方面是为了更好地提升学生的学习能力和思维能力。
一个教学单元究竟应该多大?小学数学中的"大单元"是从整体出发的广义教学单位,既可指由教材编排结构划分出的自然单元,又可指基于教材单元的若干有内在关联的知识点组成的小单元,或是"数与代数"、"图形与几何"、"统计与概率"、"综合与实践"中的模块类单元,还可能是突出数学思想方法的专项类单元。
科学的数学化科学的数学化,简单说是把理论科学归结到数学。
笛卡尔(1596-1650)宣称:科学的本质是数学。
他的哲学观类似古希腊第一性与第二性;第一性是物质与运动,第二性是第一性的物质作用于感官的效果,二元对立即存在两个世界:一个是时空中的数学机器,一个是思维的世界。
他把自然现象归结于纯物理原理,剥去了科学中的神秘主义,在当时产生了极大的影响,他的著作使牛顿注意到运动的重要性。
伽利略(1564-1642)为现代科学制定了有效的程序。
他从医学转行到数学,被迈地奇的公爵邀请当了首席宫廷数学家(在那里他受到保护免于教会迫害),因为支持日心说,还被传唤到罗马去,教皇答应他不搞宗教搞数学的书可以发表。
无关八卦:我们已经知道为日心说奋斗的几个巨头,哥白尼、开普勒、伽利略,基本都是六七十岁去世。
虽然教堂看他们不顺眼,但最后都善终了。
对比之下被烧的布鲁诺、采科·达斯科里等人倒霉在哪里呢,可能是因为他们不学数学光搞日心说,因此少了亿点点牛逼,少了亿点点人脉……伽利略认为物理学的基本原理必须来自经验和实验。
但是他本人很少做实验,做实验是为了驳斥不遵循数学的人,因此他对自然现象也有一些错误认知。
亚里士多德派认为质是重要的,讨论下降要给出降落的原因;伽利略认为量是重要的,他说明了速率随时间变化,但不解释公式背后的原因。
伽利略对量的追求,给科学方法论造成了重大影响,在谈到运动时,他引入了可以测量的概念,使其用公式加以联系:距离、时间、速度、加速度、质量……牛顿受其影响,在《原理》中只给出了引力公式,表明引力是如何作用的,而不提物理原理(受到了同行惠更斯、莱布尼茨等人的攻击,称只有计算没有解释的概念毫无意义)这一时期的科学家:笛卡尔、惠更斯、伽利略、牛顿等等都是以数学家身份探索自然,在薄弱观察和实验的基础上得到了广泛而深刻的定律。
数学也从物理学中得到了发展,从运动的研究中引入了一个基本概念:函数(变量间的联系)。
科学的数学化起源
哎呀呀,你知道科学的数学化起源吗?这可太有意思啦!
我给你讲讲哈。
就像我们盖房子得有砖头一样,科学也得有它的基础呀,数学就是科学的大砖头!
很久很久以前,人们就开始观察周围的世界啦。
比如说,看到天上的星星,就会想它们为啥在那儿闪呀闪的。
还有呀,种地的时候,得知道一块地能种多少粮食,这就得数数、算算。
这就好像我们玩游戏,得先有规则才能玩得顺溜。
数学就是科学的规则!你想想,要是没有数学,科学家们怎么能弄明白那些复杂的东西呢?
比如说,牛顿发现了万有引力,他要是不会数学,怎么能算出两个东西之间的吸引力有多大呢?这就好比你想知道从学校到家有多远,不会数数,不会测量,那能行嘛?
还有啊,科学家研究光的传播,声音的传播,没有数学公式帮忙,怎么能搞清楚呢?
再比如说,咱们学数学的时候,做那些算术题,就像在给科学大厦添砖加瓦。
一道题一道题地做,慢慢地,科学这座大厦就越来越高啦!
你看,数学多重要呀!没有数学,科学就像没头的苍蝇,到处乱撞,啥也搞不明白。
科学的数学化起源,就是这么神奇,这么重要!它让我们能更清楚地了解这个世界,能让我们的生活变得更美好!难道你不觉得这超级厉害吗?
所以呀,数学就是科学的好伙伴,一直陪着科学往前走,让科学变得越来越厉害!。
数学科目的发展史数学科目的发展史据中国战国时尸佼著《尸子》记载:“古者,陲(注:传说为黄帝或尧时人)为规、矩、准、绳,使天下仿焉”。
这相当于在公元前2500年前,已有“圆,方、平、直”等形的概念。
公元前2100年左右,美索不达米亚人已有了乘法表,其中使用着六十进位制的算法。
公元前2000年左右,古埃及已有基于十进制的记数法,将乘法简化为加法的算术、分数计算法。
并已有三角形及圆的面积、正方角锥体、锥台体积的度量法等。
中国殷代甲骨文卜辞记录已有十进制记数,最大数字是三万。
公元前约1950年,巴比伦人能解二个变数的一次和二次方程,已经知道“勾股定理”。
公元前六世纪,古希腊的泰勒斯发展了初等几何学。
约公元前六世纪,古希腊毕达哥拉斯学派认为数是万物的本原,宇宙的组织是数及其关系的和谐体系。
证明了勾股定理,发现了无理数,引起了所谓第一次数学危机。
公元前六世纪,印度人求出=1.4142156。
公元前462年左右,意大利的埃利亚学派指出了在运动和变化中的各种矛盾,提出了飞矢不动等有关时间、空间和数的芝诺悖理(古希腊巴门尼德、芝诺等)。
公元前五世纪,古希腊丘斯的希波克拉底研究了以直线及圆弧形所围成的平面图形的面积,指出相似弓形的面积与其弦的平方成正比。
公元前四世纪,古希腊的欧多克斯把比例论推广到不可通约量上,发现了“穷竭法”。
公元前四世纪,古希腊德谟克利特学派用“原子法”计算面积和体积,一个线段、一个面积或一个体积被设想为由很多不可分的“原子”所组成。
公元前四世纪,古希腊的亚里士多德等建立了亚里士多德学派,开始对数学、动物学等进行了综合的研究。
公元前四世纪末,古希腊的密内凯莫提出圆锥曲线,得到了三次方程式的.最古老的解法。
公元前三世纪,古希腊欧几里得的《几何学原本》十三卷发表,把前人和他本人的发现系统化,成为古希腊数学的代表作。
公元前三世纪,古希腊的阿基米德研究了曲线图形和曲面体所围成的面积、体积;研究了抛物面、双曲面、椭圆面,讨论了圆柱、圆锥和半球之关系,还研究了螺线。
中学数学学习的特点作为科学的数学特点(1)高度的抽象性任何学科都具有抽象性,只是数学学科与其他学科相比较,抽象程度更高。
数学的抽象只保留了量的关系而舍弃一切质的特点;只保留了一定的形式、结构,而舍弃内容。
这样,就得到纯粹状态下的以抽象形式出现的量与量的关系,成为一种思想材料的符号化、形式化抽象,这是一种极度抽象。
(2)严谨的逻辑性数学要求逻辑上无懈可击,结论要精确,一般称之为数学具有严谨的逻辑性。
虽然在探索数学真理的过程中合情推理起着重要作用,然而数学真理的确认使用的是逻辑演绎的方法,这是由数学研究的对象和数学的本质属性所决定的。
(3)广泛的应用性数学广泛的应用性是由数学高度抽象性和严谨的逻辑性决定的。
近半个世纪以来,数学更加成功地运用于经济、管理、通讯、资源开发和环境保护、医学、军事与国防等领域。
(4)知识的密度增大由于年龄的增长,接受能力、理解能力也在提高。
同时高中数学教材的内容多而杂,这就决定了高中数学每节课的内容较初中时要多,即密度加大了。
教师在教法上也随之有所变化。
初中时教师常常把知识掰开揉碎地细讲,同时还选相当数量的习题去巩固这一知识;而在高中却常常是在新知识的开始阶段,例题即有一定的坡度。
尤其强调知识的“以旧带新”和“横向,纵向的沟通、联系”。
一节课下来,似乎是听懂了,但一遇到作业常常感到知识的运用不熟练,思路不通畅。
似乎总感到新知识没有完全掌握,更新的知识又接踵而来。
(5)知识的独立性大初中知识的系统性是较严谨的,平面几何尤其如此,这个系统给我们学习带来了很大的方便。
因为它便于记忆,又适合于知识的提取和使用。
因此,平面几何的知识使人长久不忘,记得清,用得上。
但高中的数学却不同了,除了立体几何、解析几何有个相对明确的系统,代数、三角的内容具有相对的独立性。
因此,注意它们内部的小系统和各系统之间的联系成了学习时必须花力气的着力点,否则,综合运用知识的能力必然会欠缺。
中学数学的特点与教学(1)现实背景与形式模型互相统一数学学科虽然具有高度的抽象性和概括性,但这种抽象的思想材料却不能完全脱离现实背景,中学数学更是这样。
数学的历史演变与发展从古代代数到现代数学分析数学作为一门古老而又精密的学科,经历了漫长的历史,从古代代数逐渐演变为现代数学分析。
在这个过程中,数学的发展经历了一系列的飞跃和革新,不断地推动着人类对数学的认识和运用。
本文将从古代代数的起源开始,逐步介绍数学的发展历程,最终探讨现代数学分析的意义和应用。
一、古代代数的起源古代代数可以追溯到公元前5世纪的埃及和巴比伦时期。
在这个时期,人们开始意识到通过符号来表示和解决数学问题的重要性。
埃及人发展了一套简单的数学符号体系,用于计算土地面积和建筑设计等实际问题。
而巴比伦人则在解决土地和贸易问题时,运用了一种叫做“巴比伦数字”的记数系统,这也是人类历史上最早的一种数字系统。
随着时间的推移,古代数学在古希腊时期达到了一个新的高度。
数学家毕达哥拉斯提出了著名的毕达哥拉斯定理,奠定了几何学的基础。
欧几里德则在《几何原本》中系统总结了当时已知的几何知识,成为后世几何学的经典教材。
二、从代数到分析的拓展古代数学逐渐发展到代数学的阶段。
在印度,一位名叫布拉马叶的数学家发明了一种被称为“无穷级数”的计算方法,并提出了一些代数方程的解法。
而伊斯兰世界的数学家阿尔-哈齐恩则在《代数学》一书中首次提出了代数运算的符号表示法,开创了代数学的新纪元。
随着文艺复兴时期的到来,数学的发展进入了一个新的阶段。
意大利数学家费尔马提出了著名的“费尔马大定理”,激发了人们对数论的研究。
同时,牛顿和莱布尼茨独立发现了微积分,这一发现将数学从代数学进一步推进到分析学的领域。
三、现代数学分析的意义和应用现代数学分析是数学发展的一个重要里程碑,它将数学从静态的代数学转变为动态的研究方法。
现代数学分析主要包括实变函数论、复变函数论和泛函分析等分支。
实变函数论研究实数域上函数的性质和演化规律,复变函数论则研究复数域上函数的性质和解析特征,泛函分析则研究无穷维向量空间上的函数。
现代数学分析在科学研究和工程技术中具有广泛的应用价值。
数学的进化史数学是一门历史悠久、发展迅速的学科,其发展历程见证了人类智慧和文明的演变。
本文将从古代数学到现代数学,为大家介绍数学的发展史。
一、古代数学早在公元前4000年左右,人类就开始使用简单的计数系统,例如古埃及人和古巴比伦人使用的10进位系统。
这些系统虽然简单,但却为后来的数学发展奠定了基础。
在古希腊时期,数学开始成为一门独立的学科。
当时,毕达哥拉斯、欧几里得等数学家开始研究几何学、代数学和数论等领域,成为了古代数学的代表。
毕达哥拉斯定理是古希腊几何学中最著名的定理之一,它表明在一个直角三角形中,斜边的平方等于另外两条边的平方和。
欧几里得的《几何原本》是古希腊几何学中的经典著作,它讨论了几何学的基本概念和定理,对后来的数学发展产生了深远的影响。
另外,数学家阿基米德在几何学和物理学方面也做出了重要的贡献。
在古印度和中国,数学也得到了独立的发展。
古印度数学家阿耶尔巴塔在代数学和三角学领域有着很高的成就。
中国的古代数学以算术和代数学为主,其中算盘是古代计算工具的代表,古代中国数学家刘徽的《九章算术》是古代中国数学的经典著作之一。
二、中世纪数学在中世纪,阿拉伯世界成为了数学的中心。
阿拉伯数学家通过将希腊和印度的数学知识融合,发展出了代数学和三角学等重要的数学领域。
其中,阿拉伯数学家穆罕默德·本·穆萨·阿尔-芝麻提被认为是代数学的奠基人。
他的著作《代数学的开花》介绍了代数方程的解法,为代数学的发展奠定了基础。
此外,在中世纪欧洲,数学家们开始研究几何学、天文学和地理学等领域。
数学家乌克拉里斯在几何学方面有很高的成就,他的著作《几何原理》被认为是中世纪欧洲几何学的标志性著作之一。
在天文学方面,数学家托勒密提出了地心说模型,即认为地球是宇宙的中心,而其他星体绕地球运转。
这一模型在中世纪一直被广泛接受,直到哥白尼提出了日心说模型。
三、近代数学近代数学的发展可以追溯到十六世纪的文艺复兴时期。
数学的发展历程→ 科学的发展历程科学的发展历程科学的发展历程是人类文明进步的重要组成部分。
下面将简要介绍数学作为一门科学的发展历程。
古代的数学在古代,数学起源于人类解决实际问题的需求。
古代数学的发展可以追溯到古埃及、古巴比伦和古印度。
在古埃及,人们通过计算土地面积和建筑物的测量来开展数学实践。
古巴比伦人发展了一个复杂的数字系统和代数方法,用于解决商业和工程问题。
古印度的数学家则探索了无穷级数和开平方等数学概念。
古希腊数学古希腊数学的发展标志着数学从实际应用向理论探究的转变。
著名的古希腊数学家,如毕达哥拉斯、欧几里得和阿基米德,研究了几何学、数论和计算方法。
他们建立了许多基本的几何定理和数学原理,奠定了后来数学发展的基础。
中世纪的数学中世纪时期,数学的发展受到了宗教和哲学的限制。
然而,阿拉伯数学家在穆斯林世界中继续推动数学的发展。
阿拉伯数学家将印度的十进制数字系统引入欧洲,开创了现代数字系统的基础。
他们还翻译了古希腊和古罗马的数学文献,使这些知识传播到欧洲。
文艺复兴时期的数学随着文艺复兴时期的到来,数学的发展进入了一个新的阶段。
伽利略和笛卡尔等科学家将数学与物理学和天文学相结合,开辟了数学在自然科学中的应用。
数学的符号表示法也得到了改进和标准化,使得数学的交流更加便捷。
现代数学现代数学以19世纪的数学革命为起点,通过数学分析、代数、几何、数论等领域的发展,成为一门多元复杂的学科。
著名的数学家如牛顿、莱布尼茨、高斯和欧拉等为现代数学的发展做出了重要贡献。
现代数学在自然科学、工程学和计算机科学等领域都有广泛的应用。
结论数学的发展历程见证了人类智慧的积累与进步。
从古代的实用数学到现代的抽象数学,数学一直在为人类社会的发展做出重要贡献。
希望今后数学的发展能够持续推动科学的进步。
职业高中学生数学学习困难的原因及对策中职教育的主要任务,就是培养既有一定的理论基础又有实践能力的中等专业技术人才。
数学作为一门重要的基础课程,在教学中教师更应该重现培养学生的综合素质。
但是,在当前中等职业学校的数学过程中,存在着一个很严峻的问题:学生很难学很懂、学得会,很难提高数学学习的积极性,教师的数学很难达到良好的效果。
下面我就职业高中学生的数学学习困难的原因及相应的对策进行分析。
一、数学学习困难的原因(一)数学学科的特点。
数学是一门研究数量关系和空间形式的科学,具有严密的符号体系,独特的公式结构,形象的图像语言。
它有三个显著的特点:高度抽象,逻辑严密,广泛应用。
1.高度抽象性。
数学的抽象,在对象上、程度上都不同于,其它科学的抽象,数学是借助于抽象建立起来并借助于抽象发展的。
它撇开了对象的具体内容,而仅仅保留数量关系和空间形式。
在数学家看来,五个石头、五座大山、五朵金花与五条毒蛇之间,并没有什么区别,数学家关心的只是“五”。
又如几何中的“点”、“线”、“面”的概念,代数中的“集合”、“方程”、“函数”等概念都是抽象思维的产物。
实际上,理论上的“点”、“线”、“面”在现实中是不存在的,只有充分发挥自己的空间想象方才能真正理解。
数学的抽象性。
可以使数学研究在个性和深度上不断发展,可以使人们摆脱实际生活的束缚,让思维在“抽象的高原”上自由飞翔。
但数学的抽象特点,给数学学习者带来一定的麻烦,有些人对数学敬而远之,其中重要原因之一就是它太抽象了。
其实,我们大可不必把抽象视为进入数学大门的拦路虎,只要分析一下抽象思维能力较差的原因,找出相应的措施,有意识地培养锻炼抽象思维能力,任何人均能闯过抽象性这一关,进入数学王国去领略它无穷的魅力。
2.严密逻辑性。
数学具人严密的逻辑性,任何数学结论都必须经过逻辑性推理的严格证明才能被承认。
数学对逻辑的要求不同于其它科学,因为数学的研究对象是具有高度抽象性的数量关系和空间形式,是一程形式化的思想材料。
数学进化史是一个漫长而有趣的过程,它从人类文明的最早期开始,一直到现在,形成了我们现在所知道的数学科学。
以下是对数学进化史的简要概述:1. 史前数学:在人类文明的早期阶段,人们开始使用简单的计数方法,如手指计数和石子计数。
这些方法帮助人们记录和比较数量,为数学的发展奠定了基础。
2. 古代数学:在公元前3000年左右,古埃及、古希腊、古印度等文明开始发展数学。
古埃及人发明了象形数字,并掌握了基本的算术和几何知识。
古希腊人则开始使用字母表示数,并研究出初等几何和算术中的一些基本定理。
古印度人则对算术和代数有深入的研究,为数学的发展做出了重要贡献。
3. 中世纪数学:在中世纪时期,欧洲的学者开始重新研究古希腊数学,并在此基础上发展出新的数学理论和思想。
其中最重要的是阿拉伯数字的引入和普及,这使得人们可以更方便地进行计算和数学研究。
此外,中世纪欧洲的学者还发展出了初等代数和微积分等新的数学分支。
4. 近代数学:随着文艺复兴和科学革命的兴起,数学也开始进入一个新的发展阶段。
在这个时期,数学成为了一种独立的学科,并开始研究更为抽象和复杂的概念。
例如,笛卡尔提出了坐标系和解析几何,为现代数学的发展奠定了基础。
牛顿和莱布尼茨则独立发明了微积分,为物理学和工程学的发展提供了重要的工具。
5. 现代数学:在现代时期,数学已经发展成为一门高度抽象和复杂的学科,涵盖了代数、几何、概率论、数理统计等多个分支。
同时,计算机的出现也为数学研究提供了新的工具和方法,使得数学的应用领域更加广泛。
总的来说,数学的进化史是一个不断发展和演化的过程。
它不仅为人类文明的发展做出了重要贡献,也为科学研究提供了重要的工具和方法。
6. 20世纪数学:进入20世纪以来,数学的发展更加迅速和广泛。
在这个时期,数学开始涉及更抽象和复杂的概念,如拓扑学、泛函分析、代数几何等。
同时,数学也开始应用于其他学科,如物理学、计算机科学、经济学等。
在这个时期,一些重要的数学理论和思想被提出,如布尔代数的逻辑代数、傅里叶分析、量子力学中的波函数等。
数学与科学的探索在人类的探索历程中,数学与科学一直扮演着重要的角色。
数学作为一门理论学科,是描述和研究数量、结构、变化以及空间的学科。
而科学则是探索自然界的规律和现象的知识体系。
本文将探讨数学与科学在人类历史中的重要性、数学与科学的交叉与互动以及未来的可能性。
一、数学与科学的历史重要性1.1 古代数学的贡献早在古代,人类就开始发展数学。
埃及人通过观察天象和土地测量,开创了几何学的发展。
巴比伦人则创造了基于60为基数的计数系统,并解决了复杂的计算问题。
这些古代文明的数学知识为今天的数学打下了基础。
1.2 科学革命与数学的重要作用科学革命的时期,数学的重要性得以进一步体现。
伽利略的物理学研究中,数学分析方法发挥了关键的作用。
伽利略通过数学模型推导出了多个自然规律,进一步加深了人们对自然界规律的认识。
二、数学与科学的交叉与互动2.1 应用数学在科学领域的作用数学在科学研究中发挥着重要的作用。
以物理学为例,数学提供了基本的工具和方法,帮助科学家理解和解释自然界的法则。
微积分、概率论等数学方法为物理学的发展提供了强有力的支持。
2.2 科学对数学发展的推动科学的发展也在一定程度上推动了数学的进步。
在研究中发现的新问题,往往促使数学家提出新的理论和定理。
例如,爱因斯坦的相对论理论提出了时空的弯曲,这促使数学家发展了曲线和流形的理论,推动了微分几何等分支的发展。
三、数学与科学未来的可能性3.1 数学与科学的融合趋势随着科技的发展和研究领域的不断扩大,数学与科学的融合趋势愈发明显。
借助计算机的计算和模拟能力,科学家们可以更加深入地探索复杂的科学问题,从而需要更多的数学工具和方法。
3.2 数学的应用拓展数学的应用领域也在不断扩展。
除了物理学和工程学等传统领域,数学在生物学、经济学、社会学等领域的应用也得到广泛关注。
数学通过建立数学模型和进行数据分析,为这些领域的研究提供了重要的工具和方法。
结语:数学与科学的探索是人类知识进步的关键所在。
数学的奇妙旅程从数学的起源到现代应用探索数学的发展历程数学的奇妙旅程:从数学的起源到现代应用数学是一门古老而又神奇的学科,它承载着人类智慧的结晶,从古至今,数学一直伴随着人类社会的发展。
本文将带领读者踏上一段数学的奇妙旅程,从数学的起源一直探索到现代数学的应用。
一、数学的起源数学在远古时期就开始出现了。
在人类文明的起源之初,人类的数量观念只限于一、二、三等较小的数,主要用于计数。
然而,随着时间的推移,人们逐渐发现了数的奇妙性质,并开始研究数之间的关系。
古埃及和古巴比伦的人民,分别在约公元前4000年至3000年和公元前2000年至1600年之间,开始使用简单的数学符号和技巧来解决日常生活中的计数和测量问题。
他们的成果为后来的数学发展奠定了基础。
二、古希腊数学的辉煌时期古希腊是数学发展的重要里程碑。
在古希腊时期,数学不再局限于实用目的,也开始追求纯粹的知识。
其中,毕达哥拉斯学派是最有影响力的学派之一,他们研究了三角形的基本性质和数字之间的关系,通过对几何理论的发展,奠定了数学的基石。
而欧几里得的《几何原本》是古希腊几何学的经典之作,为后世的几何学研究奠定了坚实基础。
三、阿拉伯数学的转折点古希腊数学虽然有着卓越的成就,但在中世纪时期却陷入了停滞。
然而,随着阿拉伯数学的兴起,数学的发展重新焕发活力。
阿拉伯数学家们承袭了古希腊的数学传统,并加以发展。
阿拉伯人改进了古代希腊的记数系统,引入了零和十进制法,这为后来的科学和商业奠定了基础。
此外,阿拉伯人还在代数、三角学、几何等方面做出了重大贡献。
四、近代数学的突破与应用在欧洲文艺复兴时期,数学得到了一次新的突破和发展。
众多数学家如牛顿、莱布尼兹等人将数学与物理学、天文学等学科结合起来,在微积分、物理学方程等领域取得了重大突破,从而推动了数学的快速发展。
这一时期,数学开始成为人们理解自然和解决现实问题的有效工具。
随着科学技术的不断进步,数学在现代应用中的地位变得更加重要。
各门科学的数学化初探
李华
【期刊名称】《中华少年》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程.数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂
【总页数】1页(P290)
【作者】李华
【作者单位】贵州省威宁县中水中学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.谈各门科学的数学化
2.对普通高中各门科学《课程标准》中"课程目标"的几点质疑
3.马克思主义理论各门课程之间关系初探
4.科学知识数学化基础理论初探
5.阅读是学好各门学科的敲门砖——初中语文阅读教学初探
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
探索数学之美:数学原理与应用领域的探索1. 数学的概述数学是一门研究数量、结构、变化以及空间等概念的学科。
它在解决现实世界问题和推动科学技术发展方面起着重要作用。
2. 数学原理与基础2.1 数论数论主要研究整数及其性质,包括质数、素数分解、最大公约数等。
欧几里得算法和费马小定理是数论中经典且有广泛应用的原理。
2.2 代数学代数学涉及抽象符号和运算规则,包括线性代数、群论、环论和域论等分支。
其中线性代数在数据处理和机器学习中特别重要。
2.3 几何学几何学研究空间、形状和位置关系,包括平面几何、立体几何和微分几何等分支。
在建筑设计和计算机图形学中都有广泛应用。
2.4 微积分微积分是研究连续变化过程的工具,包括导数、积分以及微分方程等内容。
它在物理学、经济学和工程学中都有广泛应用。
2.5 概率论与统计学概率论与统计学用于研究随机现象和数据分析,包括概率分布、统计推断和回归分析等内容。
它在金融、医学和市场研究等领域具有重要意义。
3. 数学在应用领域的探索3.1 物理学中的数学应用物理学使用数学来描述自然界的现象,例如牛顿力学、电磁场理论和量子力学等。
微积分以及各种数值方法是物理模型求解中常使用的工具。
3.2 工程与技术中的数学应用工程和技术领域需要数学来建立模型、进行优化和解决实际问题,如结构设计、信号处理以及通信网络优化等。
线性代数和离散数学在这些领域有广泛应用。
3.3 经济与金融中的数学应用经济与金融领域需要运用数学来进行风险管理、资产定价以及市场预测等。
微积分和概率论是金融衍生品定价和投资组合优化的基础。
3.4 计算机科学中的数学应用计算机科学与数学有着紧密的联系,包括算法设计、密码学、图论以及机器学习等。
离散数学和统计学在计算机科学中扮演重要角色。
4. 数学的未来发展趋势数学作为一门不断发展并与其他领域相互融合的学科,其未来发展有以下趋势:•数据科学与人工智能的兴起将进一步推动数学在现实问题求解中的应用;•大规模计算和高性能计算将使得更复杂的数学模型得以建立和求解;•对于复杂网络、金融风险管理和优化问题等领域,数学方法仍将发挥重要作用;•数码经济时代催生出新需求,例如隐私保护和网络安全等方面需要更多创新性的数学方法。
各门科学的数学化初探
摘要:现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程。
数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂
关键词:科学数学化。
数学究竟是什么呢?我们说,数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学.它在现代生活和现代生产中的应用非常广泛,是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
同其他科学一样,数学有着它的过去、现在和未来.我们认识它的过去,就是为了了解它的现在和未来.近代数学的发展异常迅速,近30多年来,数学新的理论已经超过了18、19世纪的理论的总和.预计未来的数学成就每“翻一番”要不了10年.所以在认识了数学的过去以后,大致领略一下数学的现在和未来,是很有好处的。
现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程。
例如物理学,人们早就知道它与数学密不可分.在高等学校里,数学系的学生要学普通物理,物理系的学生要学高等数学,这也是尽人皆知的事实了。
又如化学,要用数学来定量研究化学反应.把参加反应的物质的浓度、温度等作为变量,用方程表示它们的变化规律,通过方程
的“稳定解”来研究化学反应.这里不仅要应用基础数学,而且要应用“前沿上的”、“发展中的”数学。
再如生物学方面,要研究心脏跳动、血液循环、脉搏等周期性的运动.这种运动可以用方程组表示出来,通过寻求方程组的“周期解”,研究这种解的出现和保持,来掌握上述生物界的现象.这说明近年来生物学已经从定性研究发展到定量研究,也是要应用“发展中的”数学.这使得生物学获得了重大的成就。
谈到人口学,只用加减乘除是不够的.我们谈到人口增长,常说每年出生率多少,死亡率多少,那么是否从出生率减去死亡率,就是每年的人口增长率呢?不是的.事实上,人是不断地出生的,出生的多少又跟原来的基数有关系;死亡也是这样.这种情况在现代数学中叫做“动态”的,它不能只用简单的加减乘除来处理,而要用复杂的“微分方程”来描述.研究这样的问题,离不开方程、数据、函数曲线、计算机等,最后才能说清楚每家只生一个孩子如何,只生两个孩子又如何等等。
还有水利方面,要考虑海上风暴、水源污染、港口设计等,也是用方程描述这些问题再把数据放进计算机,求出它们的解来,然后与实际观察的结果对比验证,进而为实际服务.这里要用到很高深的数学。
谈到考试,同学们往往认为这是用来检查学生的学习质量的.其实考试手段(口试、笔试等等)以及试卷本身也是有质量高低之分
的.现代的教育统计学、教育测量学,就是通过效度、难度、区分度、信度等数量指标来检测考试的质量.只有质量合格的考试才能有效地检测学生的学习质量。
至于文艺、体育,也无一不用到数学.我们从中央电视台的文艺大奖赛节目中看到,给一位演员计分时,往往先“去掉一个最高分”,再“去掉一个最低分”.然后就剩下的分数计算平均分,作为这位演员的得分.从统计学来说,“最高分”、“最低分”的可信度最低,因此把它们去掉.这一切都包含着数学道理。
我国著名的数学家关肇直先生说:“数学的发明创造有种种,我认为至少有三种:一种是解决了经典的难题,这是一种很了不起的工作;一种是提出新概念、新方法、新理论,其实在历史上起更大作用的、历史上著名的正是这种人;还有一种就是把原来的理论用在崭新的领域,这是从应用的角度有一个很大的发明创造.”我们在这里所说的,正是第三种发明创造.“这里繁花似锦,美不胜收,把数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂。
”
正如华罗庚先生在1959年5月所说的,近100年来,数学发展突飞猛进,我们可以毫不夸张地用“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生物之谜、日用之繁等各个方面,无处不有数学”来概括数学的广泛应用.可以预见,科学越进步,应用数学的范围也就越大.一切科学研究在原则上都可以用数学来解决有关的问题.可以断言:只有现在还不会应用数学的部门,却绝对
找不到原则上不能应用数学的领域。
关于“0”0,可以说是人类最早接触的数了。
我们祖先开始只认识没有和有,其中的没有便是0了,那么0是不是没有呢?记得小学里老师曾经说过“任何数减去它本身即等于0,0就表示没有数量。
”这样说显然是不正确的。
我们都知道,温度计上的0摄氏度表示水的冰点(即一个标准大气压下的冰水混合物的温度),其中的0便是水的固态和液态的区分点。
而且在汉字里,0作为零表示的意思就更多了,如:1)零碎;小数目的。
2)不够一定单位的数量……至此,我们知道了“没有数量是0,但0不仅仅表示没有数量,还表示固态和液态水的区分点等等。
”
“任何数除以0即为没有意义。
”这是小学至中学老师仍在说的一句关于0的“定论”,当时的除法(小学时)就是将一份分成若干份,求每份有多少。
一个整体无法分成0份,即“没有意义”。
后来我才了解到a/0中的0可以表示以零为极限的变量(一个变量在变化过程中其绝对值永远小于任意小的已定正数),应等于无穷大(一个变量在变化过程中其绝对值永远大于任意大的已定正数)。
从中得到关于0的又一个定理“以零为极限的变量,叫做无穷小”。
“105、203房间、2003年”中,虽都有0的出现,粗“看”差不多;彼此意思却不同。
105、2003年中的0指数的空位,不可删去。
203房间中的0是分隔“楼(2)”与“房门号(3)”的(即表示二楼八号房),可删去。
0还表示……
爱因斯坦曾说:“要探究一个人或者一切生物存在的意义和目的,宏观上看来,我始终认为是荒唐的。
”我想研究一切“存在”的数字,不如先了解0这个“不存在”的数,不至于成为爱因斯坦说的“荒唐”的人。
作为一个中学生,我的能力毕竟是有限的,对0的认识还不够透彻,今后望(包括行动)能在“知识的海洋”中发现“我的新大陆。