[数学在生活中的作用]数学的作用

[数学在生活中的作用]数学的作用

  数学很重要,学生都知道,但他们绝大部分知道的仅仅是数学对考试的重要,即对升学的重要性。所以一直以来学生学习数学的动力,并不是对数学本身产生了兴趣,而是在老师、家长的说教与压力下被动的学习,有小部分是在与同学的成绩排名竞争中获得了成功的体验而产生了主动学习的欲望。这样培养出来的学生要么是考试的机器,要么是知识的重复者、累积者,没有自己的创造力,很少的人能成为数学的爱好者,更不用说成为数学家了。兴趣,是人们倾向于认识某种事物或爱好某种活动的个性心理特征。只有兴趣,才能使人主动的去学、去探索数学的奥秘。我认为,数学本身对人的吸引力才是学生探究知识的巨大动力,是发明创新的精神源泉。如何培养学生学习数学的兴趣,让数学本身的内在吸引力吸引学生愿学,乐学呢?只有让学生认识到数学在人类发展史上的的重大作用,了解数学的本原,才能激发心灵深处求知的欲望。

  一、了解数学对人类物质文明的影响

  数学从它萌芽之日起,就表现出解决因人类实际需要而提出的各种问题的功效。商业、航海、历法计算、桥梁、寺庙、宫殿的建造、武器的制造等等,数学往往能对所有这些问题作出令人满意的解决。最突出的是,人类历史上先后共有三次重大的产业革命,其主体技术都与数学的新理论、新方法的应用有直接或间接的关联。18世纪60、70年代开始的第一次产业革命,其主体技术是蒸汽机,纺织机等的发明,它们的设计涉及对运动与变化的计算,而这只有在微积分发明后才有可能;第二次产业革命始于19世纪60年代,前后分为两个阶段,第一阶段以发电机,电动机为主体技术,后一阶段以电气通信为主体技术。这些技术当然是依靠了电磁理论的发展,而电磁理论的研究是与数学分析的应用分不开的,如法国数学家泊松,安培等人运用微积分奠定了电磁作用的数学基础。数学王子高斯不仅对电磁理论卓有贡献,而且他本人就是电报装置的发明者;至于现代无线电通信技术,则是麦克斯韦从数学上预报了电磁波的存在,正如麦克斯韦本人指出的那样:倘若没有格林,高斯等数学家提出的位势理论,没有偏微分方程这个数学工具,他是不可能建立电磁学说的。

  从20世纪40年代开始的第三次产业革命,主要是电子计算机的发明使用、原子能的利用以及空间技术、生产自动化等。现代计算机都是以数学家冯.诺依曼的设计思想为基础设计制造的,且在计算机发展史上每一个重要关头,都记载着数学家们不可磨灭的贡献;原子能的释放,首先是由于爱因斯坦利用数学工具导出的著名公式E=mc2揭示出质能转化的可能性。

  美国在第一颗原子弹研制过程中吸收了一批数学家参与,计算机之父冯.诺依曼就是洛斯阿拉莫斯实验室(第一颗原子弹研制基地)的主要科学顾问之一,另一位美籍波兰数学家乌拉姆也在洛斯阿拉莫斯实验室工作了很长一段时间,为美国第一颗氢弹的研制成功起了很关键的作用。在前苏联为了发展核计划与空间计划,也充分动员了数学家,如属于莫斯科数学学派的凯尔迪什、著名泛函分析专家盖尔范德、数学物理方程专家吉洪诺夫等在其中起了重大的作用。

  至于自动化技术,其发展受到了数学家维纳、庞特里亚金等创立的控制论的深刻影响。概率与数理统计使人们从纷繁复杂的大千世界中总结出规律性的东西,为科学决策提供依据;而只要能建立数学模型,我们便可以进行各种生产过程的自动化控制、气象预报、人口预报、经济增长预报、分析药物疗效等;股市的涨跌没办法预报,就是因为现在还没有人能建立模拟股市的数学模型(我们学生能不能在未来解决这个问题呢?老师期待着)。

  二、了解数学对人类精神文明的影响

  数学本身就是一种精神,一种探索精神,这种精神的两个要素,即对理性(真理)与完美的追求,千百年来对人们的思维方式、教育方式以及世界观、艺术观等的影响是巨大的。特别是历次重大的思想革命中,由于其不可抗拒的逻辑说服力和无可争辩的计算精确性,数学往往成为解放思想的决定性武器。以文艺复兴时期科学与宗教的斗争为例,哥白尼“日心说”是向宗教中世纪传统思想的宣战,但日心说长期受到教会势力的抵制,为此布鲁诺被活活烧死在罗马鲜花广场,伽利略被宗教裁判所判罪而终身软禁。只有在牛顿用最新数学工具———微积分和严密的数学推理从动力学定律、万有引力定律出发推演出太阳系的运动之后,日心说才取得了决定性的胜利,并被世人所接受。19世纪初,英国的亚当斯和法国的勒维烈根据太阳系学说提供的数据,从数学上推算出一颗未知行星的存在并预报了它在太空中的位置;德国天文学家加勒于1846年9月23日在亚当斯、勒维烈所指出的位置只差一度之处找到了这颗新星———海王星,哥白尼学说得到了光辉的证实。

  总之,数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具,能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明,数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象;数学为其他科学提供了语言、思想和方法,是一切重大技术发展的基础;数学在提高人的推理能力、抽象能力和创造力等方面有独特的作用;数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。

  要让数学本身的魅力吸引学生,使人人学到有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展。

  来源:233网校论文中心,作者:张声良

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数学的作用是什么 数学的作用和魅力
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