多媒体在数学中的应用

多媒体在数学中的应用
多媒体在数学中的应用

浅谈多媒体教学在初中数学教学中的运用

【摘要】信息技术与学科数学相结合,是《基础教育课程改革纲要》提出的要求。将多媒体信息技术应用于学科教学中,在一定范围有利于实现教学内容的呈现方式、教学方式、师生互动方式的变革,使教学的表现形式更加形象化、多样化、可视化。从而突破教学的重点与难点,激发学生的积极性和主动性,提高课堂教学的效率。

【关键词】多媒体技术 数学教学 结合 应用 互动 效率

1、 引言

随着现代信息技术的迅速发展,多媒体教学已普遍进入我们的课堂,掌握这些先进的技术并充分运用到我们的教学中去,这已成为一名教育工作者必备的素质。《基础教育课程改革纲要》指出:“大力推进多媒体信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、教师的教学方式、和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”

二、多媒体在初中数学教学中的具体作用:

1、把多媒体技术与初中数学结合起来,有利于激发学生的积极性和主动性。

“好奇”是学生的天性,他们对新颖的事物,知道而没有见过的事物都感兴趣。使用多媒体技术正可以达到以往传统数学教学所没有的生动形象,它可以利用大量的图片、影音资料,及时的信息等,引到学生入胜,达到激发学生学习兴趣的效果。子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”兴趣是最好的老师。凡是富有成效的学习,学生必须对学习的材料有浓厚的兴趣,学习兴趣是学生获得知识、拓展眼界、丰富心理活动的最主要的动力。在《概率》课堂教学中积极引导学生参与实验,由学生来设定其抛掷速度和次数,由此得出相对合理,可信度高的实验结果。这样,极大地调动了学生学习的主动性和学习的热情,提高学生的感性认识,并使之上升为理性认识。在教学《三视图》中,学生对在不同的方向所看到的图形不易理解,想象困难。虽然教材上有在不同方向看的画面,但学生很难想象从不同方向看到的视图再组合成立体图形。这时候信息技术辅助教学的优势就显示出来,课件中不同的人物在侧面,上面,正面看的时候,将他们的视线用光束表现,直观形象,问题就容易解决。

恰当的教学情境创设一种使学生主动参与兴趣浓厚的课堂教学学习氛围,是唤起学生主动参与的前提和保证学生在愉快而轻松的学习氛围

中容易积极参与教学活动并且能够激发内在的学习要求。

2、利用多媒体的直观演示,使呈现事物状态变化可动静结合地表现事物的特征,使一些数学问题概念直观化,可以突破教学的重点、难点,降低教学难度,便于学生理解和掌握。

例如充分发挥Flash动画在几何图形上的直观性、形象性和可操作性,确实把运动和数学联系起来。现举例如下:关于“点、线、面、体”这一节利用运动渐变动画将点动成线、线动成面、面动成体形象地演示在电脑屏幕上,学生能直观地理解知识。在证明两个三角形全等、相似时,利用图形变换(如平移、旋转、翻转等方法)把其中一个图形移动到另一个图形上,学生能很好的找到对应边、对应角,降低了问题的难度,易于学生形象的理解掌握知识。

3、利用多媒体可以将学生练习进行展示,及时进行反馈更正,鼓励创新思想,更有利于学生进一步的交流。

在数学课堂教学中必须及时收集,处理反馈信息,以往的教学要进行学生之间的交流,除了语言之外,只有请学生上黑板来板书,往往要耽误很多时间;又由于黑板的局限性,不能展示更多的不同的见解,利用事物投影仪可以直接展示学生练习,作业,作品。不同见解进行对比,更正错误,鼓励创新,可以调动更多学生的学习积极性。

我在初三几何“探究性活动:镶嵌”,分三个阶段进行。第一阶段为进入问题情境阶段,教师投影“美丽的镶嵌世界”,把学生引进一个五彩缤纷的图案王国之中,并提出探究的各种问题。第二阶段为实践体验阶段,学生利用校园网资料,搜集一些平面镶嵌图案,在教师的指引下,由简单到复杂,逐步探究各种问题,并总结规律和归纳结论。第三阶段为表达交流阶段,每组学生把探究成果贴在“我的成果”目录中,互相交流,对比,归纳。特别一提的是,教师提供了边长相等的3—24边正多边形,配上不同颜色,鼓励学生设计一、二个地板的平面镶嵌图,课堂气氛顿时高涨起来,学生经过设计、复制、粘贴、组合,排列出的图案千姿百态,有些图案大出教师意外,很有创意。由此可见丰富的信息资源,开拓了视野,激活了思维,增强了想象,从而培养了学生的创新精神。

4、利用多媒体,可以扩充信息量,增加教学密度,合理调节整个教学节奏,提高课堂教学的效率。

课堂教学是师生的共同活动,而活动的主体应该是学生,采用多媒体教学,教学容量比以往的常规教学容量多。一堂课教学的时间是有限的,一节课讲授的知识也是有限的,而每堂课的强度又是非常大的,在这种时间与练习量不成正比的情况下,多媒体的辅助教学的应用时最合

理的。如在新课结束后,总有一些跟进性的练习,若把这些题利用电脑显示在屏幕上,这样大大节省了板书的时间,增大了教学容量,使更多的学生得到练习机会。在练习巩固阶段,运用媒体可相应的设计一些闯关题,把枯燥的学习变为游戏、竞赛题。让学生能在轻松、愉快的氛围在进行练习。

我们要充分发挥信息技术的优势,在遵循教学的基本原则的前提下,认真研究并大胆采用多媒体教学手段进行数学课堂教学,必定能在减轻学生负担的同时,提高中学数学教学效率和效益。但是,初中数学与多媒体技术的整合,并非强调所有的教学内容都适合计算机辅助教学,它只可巧用,不能滥用。我们不提倡用计算机上的模拟实验来代替学生能够从事的实践活动:我们不提倡用计算机演示来代替学生的直观想象,来代替学生对数学规律的探索。

离散数学在计算机科学中的应用

离散数学在计算机科学中的应用 本学期我们开了一门新的课程——离散数学,这是一门艰深又充满挑战的课程,随着学习的深入,我逐步加深了对它的了解。 首先简单介绍一下离散数学的定义及其在各学科领域的重要作用。离散数学(Discrete mathe matics)是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,是现代数学的一个重要分支。它在各学科领域,特别在计算机科学与技术领域有着广泛的应用,同时离散数学也是计算机专业的许多专业课程,如程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智能、数据库、算法设计与分析、理论计算机科学基础等必不可少的先行课程。通过离散数学的学习,不但可以掌握处理离散结构的描述工具和方法,为后续课程的学习创造条件,而且可以提高抽象思维和严格的逻辑推理能力,为将来参与创新性的研究和开发工作打下坚实的基础。 随着信息时代的到来,工业革命时代以微积分为代表的连续数学占主流的地位已经发生了变化,离散数学的重要性逐渐被人们认识。离散数学课程所传授的思想和方法,广泛地体现在计算机科学技术及相关专业的诸领域,从科学计算到信息处理,从理论计算机科学到计算机应用技术,从计算机软件到计算机硬件,从人工智能到认知系统,无不与离散数学密切相关。 由于数字电子计算机是一个离散结构,它只能处理离散的或离散化了的数量关系,因此,无论计算机科学本身,还是与计算机科学及其应用密切相关的现代科学研究领域,都面临着如何对离散结构建立相应的数学模型;又如何将已用连续数量关系建立起来的数学模型离散化,从而可由计算机加以处理。 由此可见,离散数学在计算机科学中具有广泛的应用,下面我将一一陈述。 1 离散数学在关系数据库中的应用 关系数据库中的数据管理系统向用户提供使用的数据库语言称为数据子语言,它是以关系代数或谓词逻辑中的方法表示。由于用这种数学的方法去表示,使得对这些语言的研究成为对关系代数或逻辑谓词的研究,优化语言的表示变成为对关系代数与谓词逻辑的化简问题。由于引入了数学表示方法,使得关系数据库具有比其它几种数据库较为优越的条件。正因为如此关系数据库迅速发展成为一种很有前途、很有希望的数据库。另外,离散数学中的笛卡儿积是一个纯数学理论,是研究关系数据库的一种重要方法,显示出不可替代的作用。不仅为其提供理论和方法上的支持,更重要的是推动了数据库技术的研究和发展。关系数据模型建立在严格的集合代数的基础上,其数据的逻辑结构是一个由行和列组成的二维表来描述关系数据模型。在研究实体集中的域和域之间的可能关系、表结构的确定与设计、关系操作的数据查询和维护功能的实现、关系分解的无损连接性分析、连接依赖等问题都用到二元关系理论。 2 离散数学在数据结构中的应用 计算机要解决一个具体问题,必须运用数据结构知识。对于问题中所处理的数据,必须首先从具体问题中抽象出一个适当的数学模型,然后设计一个解此数学模型的算法,最后编出程序,进行测试、调整直至得到问题的最终解答。而寻求数学模型就是数据结构研究的内容。寻求数学模型的实质是分析问题,从中提取操作的对象,并找出这些操作对象之间含有的关系,然后用数学的语言加以描 述。数据结构中将操作对象间的关系分为四类:集合、线性结构、树形结构、图状结构或网状结构。

数学知识在物理中的应用

高中物理中数学知识的应用

如图讨论绳子变长时,绳子的拉力和墙面的支持力如何变化?解析法: θ cos 2G F =如果绳子变长,θ角减小,θcos 变大,F 2减小;θtan 1 G F =,θ角减小,θtan 减小,F 1减小。此题图解法较容易在此省略。在力(速度、加速度)的合成与分解问 题中正弦、余弦、正切函数知识用的很多。 (2)正弦定理应用实例: 如图所示一挡板和一斜面夹住一球,挡板饶底端逆时针旋转直到水平,讨论挡板和斜面对球的弹力如何变化?此题图解法较容易在此省略。

解析法:βθαsin sin sin 12F F G == α θ sin sin 2G F = 因为θ不变α从锐角变成90 大再变小,所以F 2先变小后变大; () ()θβθβθβ βθβαβοcos cot sin sin sin 180sin sin sin sin 1-= =+= --== G G G G F β角从钝角变为零的过程中,βcot 一直变大,所以F 1一直变小。 (用到了正弦定理、诱导公式、两角和的正弦函数这种解法理论性较强。 ) (3)化θθcos sin b a +为一个角的正弦应用实例 如图所示物体匀速前进时,当拉力与水平方向夹角为多少度时最省力?动摩擦因数设为μ。 解答:匀速运动合力为零()θμθsin cos F G F -= ()() θβμμθβθβμμθμμθμμμθ μθμ++= ++= ??? ? ??++++= += sin 1sin cos cos sin 1sin 1cos 111sin cos 22222G G G G F 所以当θβ+为直角时F 最小,也就是当1 1 arcsin 2 2 2 +-= -= μπ βπ θ时F 最小。 5.组合应用实例 如图所示一群处于第四能级的原子,能发出几种频率的光子?这个还可以用一个一个查数的办法解决,如果是从第五能级开始向低能级跃迁问可以发出几种频率的光子就很难一个一个地数了。 利用组合知识很容易解决,处于第四能级有623 42 4=?==! C N 种 处于第五能级有10! 24 5!3!2!52 5=?=?= =C N 种 6.平面几何(1)三角形相似应用实例 例题1:如图所示当小球沿着光滑圆柱缓慢上升时,讨论绳子的拉力 和支持力如何变化? 由三角形相似可得 l T h G R N ==可以N 不变T 减小。 例题2:(2013新课标)水平桌面上有两个玩具车A 和B ,两者用一轻质 橡皮筋相连,在橡皮绳上有一红色标记R 。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A 、B 和R 分别位于直角坐标系中的(0,l 2),(0,l -)和(0,0)点。已 知A 从静止开始沿y 轴正向做加速度大小为a 的匀加速运动:B 平行于x 轴朝x 轴正向匀速运动。两车此

多媒体在数学教学中的应用_

多媒体在数学教学中的应用 在信息技术迅猛发展的今天,多媒体教学以其图文并茂,声像并举,能动会变,形象直观的特点,既激发了学生的学习兴趣,又有利于学生对教学内容的理解和掌握,弥补了传统教学方式在直观性、立体感和动态感等方面的不足,使一些抽象,难懂的内容变得易于理解和掌握,取得了传统教学方法无法取得的效果。 在数学教学中,我们应结合数学学科和小学生的特点,充分发挥计算机教学的功能优势,改进数学课堂教学,提高教学效率。 一、利用多媒体电脑,创设情境,激发学生的学习兴趣 兴趣是最好的老师。小学生好动,自制力差,课上易“开小差”,但他们求新、求奇,善于模仿,参与意识强。利用多媒体声像系统多彩的画面,美妙的音乐,吸引学生的有意注意,激发学生的学习兴趣,变“要我学”为“我要学”。如教学“分数的比较”时,一开始,就展开故事情景,画面上出现了美猴王和6个小猴子,一堆西瓜,猴王先把1个西瓜切开,平均分给6个小猴子,每个小猴子1/6块,再把2个西瓜、3个西瓜、4个西瓜、5个西瓜依次平均分给6个小猴子,每个小猴子依次分别分到了2/6块、3/6块、4/6块、5/6块。老师这时让学生观察这几个分数有何共同点?小猴子哪一次分得最多,是多少?从猴子分西瓜的故事中可以受到什么启发?发现了什么规律?学生的积极性调动起来了,学生们主动地合作讨论,并且很快就找到了“同分母分数相比较,分子越大,分数越大”的规律。同样创设情境,猴子把5个西瓜(每次1个)分5交平均分给两个猴子、3个猴子、4个猴子、5个猴子、6个猴子,猴子每次分到多少?哪次最多?学生们通过认真观察,比较分析,顺利地找到了“同分子分数相比较,分母越大,分数反而越小”的规律。多媒体先进的辅助教学手段,不仅让学生学到了知识,启发了学生学会探讨,发现规律的方法,而且为学生积极、主动地学习创造了条件,同时营造了一种愉悦、和谐、民主的学习氛围,这是其他教学手段不能相比的。 二、利用多媒体电脑、培养学习的思维能力 数学教学过程不仅是知识的传授过程,而且更重要的是能力的培养过程。小学教学大纲明确指出:教学时要遵循学生的认知规律,重视学生获取知识的思维过程。鉴于此,要把发展智力,培养能力贯穿于小学各年级的数学教学始终。 小学生的思维活动是以形象思维为主,利用多媒体电脑把抽象的知识直观地再现出来,把学生难以形象感知的内容充分地展示出来,时时处处激发学生的想象,促进他们逻辑思维能力的发展。如教学“长方体的表面积”时,把计算机演示和实际操作结合起来,把长方体盒子利用电脑动画技术展开,直观形象地把长方体表面各看成是长方体六个面的面积和。然后引导学生利用以前学过的长方形的面积公式,分别求出对应的3组长方体的面积,从而总结出长方体的表面积计算公式。通过暴露、探求新知的学习过程和思维过程,帮助学生理解长方体表面积计算公式的含义,掌握其方法。这样按照学生的认知规律,不断地再现新知识的产生形成过程,不仅可以使学生更容易地理解掌握新知,而且可以发展学生的逻辑思维能力。 三、摆正多媒体在教学中的位置,有效发挥多媒体在数学教学中的作用 巴班斯基曾指出:不存在教学方法上的“百宝箱”,多媒体教学系统尽管有着图文并茂,直观形象的功能优势,但是现行的义务教育教材并不是每课内容都适合用多媒体电脑来完成,有的用实物或投影演示效果很好,如果要一味地使用多

数学物理方法学习心得

竭诚为您提供优质文档/双击可除数学物理方法学习心得 篇一:数学物理方程的感想 数学物理方程的感想 通过对数学物理方程一学期的学习,我深深的感受到数学的伟大与博大精深。 当应用数学发展到一定高度时,就会变得越来越难懂,越来越抽象,没有多少实际的例子来说明;物理正好也要利用数学来进行解释和公式推导,所以就出现了数学物理方法。刚开始到结束这门课程都成了我的一大问题。很难理解它的真正意义(含义),做题不致从何入手,学起来越来越费劲。让我很是绞尽脑汁。 后来由于老师耐心的指导与帮助下我开始有了点理解。用数学物理方法来解释一些物理现象,列出微分方程,当然这些微分方程是以物理的理论列出来的,如果不借助于物理方法,数学也没有什么好办法来用于教学和实践,而物理的理论也借助于数学方法来列出方程,解出未知的参数。这就是数学物理方法的根本实质所在。真正要学好数学物理方程

不仅要数学好物理也不能够太差。 接下来我想先对数学物理方程做一个简单的介绍与解 释说明。数学物理方程——描述许多自然现象的数学形式都可以是偏微分方程式 特别是很多重要的物理力学及工程过程的基本规律的 数学描述都是偏微分方程,例如流体力学、电磁学的基本定律都是如此。这些反映物理及工程过程的规律的偏微分方程人们对偏微分方程的研究,从微分学产生后不久就开始了。例如,18世纪初期及对弦线的横向振动研究,其后,对热传导理论的研究,以及和对流体力学、对位函数的研究,都获得相应的数学物理方程信其有效的解法。到19世纪中叶,进一步从个别方程的深入研究逐渐形成了偏微分的一般理论,如方程的分类、特征理论等,这便是经典的偏微分方程理论的范畴。 然而到了20世纪随着科学技术的不断发展,在科学实践中提出了数学物理方程的新问题,电子计算机的出现为数学物理方程的研究成果提供了强有力的实现手段。又因为数学的其他分支(如泛函分析、拓扑学、群论、微分几何等等)也有了迅速发 展,为深入研究偏微分方程提供了有力的工具。因而,20世纪关于数学物理方程的研究有了前所未有的发展,这些发展呈如下特点和趋势:

数学在计算机里的应用

数学在计算机中的应用 摘要:结合自身的学习经历和所接触的数学与计算机知识,来谈一下自己对计算机应用的理解和认识,在文章中针对不同的课程可能会谈到一些具体的应用,但重点想突出数学方法与思维对计算机应用的影响。 关键字:离散数学C语言数字逻辑算法设计与分析 上了是十几年学,数学可以说是我的老朋友了。从幼儿园的识数开始,到如今的高等数学,数学学习始终贯穿这我的学习历程,中我们也不难发现数学在教育中的地位。数学作为一门基础课程,它的身影可以说是无处不在的。作为一名计算机系的学生,本来以为可以摆脱数学的”噩梦”的,但是接下来的学习让我再一次失望了。原来学计算机,除了学习高数,线性代数,数理统计外,还要学习一科专门为计算机开设的《离散数学》。 记得在一节课上,一位老师说过:“一位从本科就是计算机专业的博士说:‘研究计算机就是研究数学’。”虽然我现在无法体会到这句话,也不论这就话是否完全正确,但它总能说明了一点:数学在计算机中必然会发挥巨大的作用。 作为一个大三的本科生也许我的知识不够全面,理解也不是那么透彻,我在此只想根据自己的学习经历来谈一下个人的见解—数学在计算机中的应用。 也许我们小的时候,只知道学习数学有趣。等我们慢慢长大,随着学习的深入,我们总是喜欢问这样一个问题:学数学有什么用呢?我们总是告诉自己,学会加减乘除就足以应付生活了,再学深入那些抽象的知识一点用处也没了。其实数学作为一门基础课程也许在现实中确实没有什么用处,但数学作为一种工具,它很好地锻炼了我们的思维,让我们的思维变得活起来。而在计算机中,大家也都有一个共识:学不好数学的人也很难学好计算机。虽然这个也有点片面,但我们不否认这其中总有一定道理的。计算机的知识也是相当抽象化的模型,需要我们具有良好的逻辑思维户外清晰地脉络,而数学好的人这种思维往往是比较突出的。因此,我们经常发现,现实中有非常多的搞计算机搞得比较好的,他们的前身是学数学专业的。从基础方面,数学思维为计算机的学习打下一个良好的基础,站在今天,我不再去抱怨以前的数学学习是多么的艰难,而是有一种风雨之后见彩虹的喜悦,我不能否认,数学确实对我在计算机中的学习产生了潜移默化的影响,而这种影响确实是那么的有益。 记得刚开始学习编程的时候,接触的《C语言程序设计》,程序里的许多样题都是一些小的数学案例。用计算机程序计算和1+2+…+100=,求1!+2!+…+10!=….等,我想大家都不会陌生。是的正是这些小的数学例题,把我们的计算机学习一步步的引向远方。这些样题虽然不难,但它却包含了许多的思想。编程确实是用一种计算机的语言来表达数学的思想。我们必须像往常一样有一个明确的条理性,找出其中的规律,然后一步步求解。不过不同的是,现在不再需要我们在纸上用笔一步步的演算,而是把我们的思维赋予计算机来演算。 接下来的学习,作为一名计算机的学生,总要接触一门《离散数学基础》。刚开始我们会产生一个疑问,我们学计算机的干嘛要学习那么多数学。但随着老师的介绍,我们只能默默接受计算机学子的命运,别抱怨了,埋头学吧!介绍说:离散数学是研究离散量的结构和相互关系的学科,它在计算复杂性理论,软件工程,算法和数据结构,数字逻辑电路等各领域都有广泛应用,同时也能适当培养学生的抽象思维和慎密逻辑推理能力。也许那时候还感觉软件工程,数据结构还很陌生,感觉到学习数学依旧痛苦,没有感到那些抽象的理论到底有什么用啊,不会是在吓唬我们吧?但接下来在以后的学习中,它的确得到了广泛应用。

数学在各方面的的应用

附录三关于数学在理科中应用的调查报告 我们对理科中物理、化学、计算机基础中数学知识的应用进行了相关的调查。调查过程中翻阅了大量的相关资料,并询问了不少相关的专家,现将结果公布如下: 一、物理学中的数学知识 数学是物理学的基础和工具。离开了数学,物理学几乎寸步难行。现行大学物理系的数学教材几乎囊括了所有高等数学的基础知识。理论物理和实验物理都必需具备相当高深的数学知识。 理论物理中所应用的数学知识有:空间及其拓朴、映射、实分析、群论、线性代数、方阵代数、微分流形和张量、黎曼流行、李导数、李群、矢量分析、积分变换(包括傅里叶变换和拉普拉斯变换)、偏微分方程、复变函数、球函数、柱函数、函数、格林函数、贝塞尔函数、勒让德多项式等。 实验物理中所应用的数学知识呈主要集中在概率统计学中。包括一维、多维随机变量及其分布、概率分布、大数定律、中心极限定理、参数估计、极大似然法等。其中概率分布包括伯努力分布、泊松分布、伽马分布、分布、t分布、F分布等。 从上可以看出,上述数学知识对物理专业来讲,必需了解,且有的需要深入了解。比如群论、空间及拓朴、积分变换、偏微分方程、概率分布、参数估计等。工科和理科、师范类和非师范类、物理专业和非物理专业、其物理学习中所应用的数学知识也有范围和程度上的变化。工科就没有理科要求高,物理专业中所涉及的数学知识也比非物理专业所学物理课本上的数学知识丰富的多。 二、化学中的数学知识 初等化学只是简单介绍物质的组成、结构、性质、变化及合成。除了相应的计算外,与数学的联系没有物理学那么紧密。高等化学需要更深入的研究物质,因此需要相应的高等数学知识为基础。下面我们就化学理论和化学实验两种课程来讨论。 化学理论中所应用的数学知识有:级数及其应用、幂级数与Taylor展开式、Fourier级数、Forbemus方法、Bessel方程、Euler-Maclaurh加法公式、String公式、有限差分、矩阵、一阶偏微分方程、二阶偏微分方程、常微分方程(包括一阶、二阶、线性、联立)、特殊函数(包括贝尔函数和勒让德多项式)积分变换、初步群论等。 化学实验中所应用的数学知识有:随机事件及其概率、随机变量的数字特征、随机分量及其分布、大数定理、中心极限定理、参数估计等。 从上面可以看出,化学中的数学知识主要应用于计算,因此大部分是一些数学公式和方程,并没有更深一步理论推导及逻辑思维、形象思维的要求。所以,化学专业中数学知识的要求不高,只限于了解并会套公式而已。

多媒体在数学教学中的应用 论文

多媒体在数学教学中的应用 甜水学校王萍 随着科技的进步,计算机多媒体在教育教学活动中也广泛使用,并且它是一种现代教学手段。在数学教学中应用信息技术使得教育手段,教学方法,教学观念,课堂教学结构,教学思想和理念都有所变革。新课程标准指出:“要把信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,是学生乐意并有更多的精力投入到现实的,探索性的数学活动中。”利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理及其强大交互式特点,为数学教学编制的系列计算机辅助教学课件,能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具,能有效地减轻学生课业负担,激发学习兴趣,真正地改变传统教育单调模式,使乐学落到实处。多媒体技术的出现和使用为我们教学手段改进提供了新的机会,产生不可估量的教学效果。它的出现,为我们的教学改革注入了新的活力。随着现代教育技术的快速发展,媒体作用与教学过程之间发生了根本性的转变。在数学教学中运用现代媒体提高教学效率,是教育工作者的一个热门话题。以下是我的几点看法: 一、运用计算机多媒体动画,创设良好氛围,激发学习兴趣,有利于学生发现知识。 兴趣是力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向,这种倾向是和愉快的情感体验相联系的。它是在需要的基础上产生和发展的,由有趣 ----- 乐趣 ---- 志趣逐级发展。学生大多活泼、好动,喜欢多变、宽松的教学环境。静态的文字、课本及教师的口语则满足不了学生比较活跃的心理需求,他们在安静的教室里,往往找不到自己的位置,认为老师是演员,自己是观众,是旁观者。因此,思想容易开小差,使教学达不到理想的效果。而教学媒体通过声、像、动画等学生喜闻乐见的形式,以其新颖性、艺术性吸引学生的注意力,为学生创设符合其心理特点的教学情境,不断地给学生以新的刺激,使学生的大脑始终保持兴奋状

数学学科前沿讲座报告

数学学科前沿讲座 通过一个学期的学习和学校数位专家教授的耐心讲解,产生了一些自己对数学学科的体会。下面就简要谈谈,通过听取前沿讲座我对数学学科的理解与变化。近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。因有数学,才有今天科技的繁荣,在我们身边到处都有数学问题。今天科技领域也以数学为基础。如计算机的发展,一切理论都是数学家提出的,某个物理学家要研究某个项目,都要以丰厚 的数学功底为前提。在人们的生活中,时刻与数学打交道,可谓世界因数学而精彩。既然数学有如此大的魅力,下面将粗略的介绍一下。数学曾出现三次危机:无理数的发现——第一次数学危机;无穷小是零吗——第二次数学危机;悖论的产生---第三次数学危机。数学历来被视为严格、和谐、精确的学科,纵观数学发展史,数学发展从来不是完全直线式的,他的体系不是永远和谐的,而常常出现悖论。在悖论中逐渐成熟,进而到现在出现多个分支,分为:基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学。 一、应用数学应用数学属于数学一级学科下的二级学科。应用数学是应用目的明确的数学理论和方法的总称,它是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系的重要纽带。应用数学主要研究具有实际背景或应用前景的数学理论或方法,以数学各个分支的应用基础理论为研究主体,同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中的数学问题,包括建立相应的数学模型、利用数学方法解决实际问题等。主要研究方向: (1) 非线性偏微分方程非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支,无论在理论中 还是在实际应用中,非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域的问题。利用非线性偏微分方程描述上述问题充分考虑到空间、时间、时滞的影响,因而更能准确的反映实际。本方向主要研究非线性偏微分方程、H-半变分不等式、最优控制系统的微分方程理论及其在电力系统的应用。 (2)拓扑学拓扑学,是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起 源于希腊语Τοπολογ的音译。Topology 原意为地貌,于 19 世纪中期由科学家引入,当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今,拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支,研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓

2017年高三物理总复习(专题攻略)之数学方法在物理学中的应用及高考题型答题技巧 数学方法在物理

数学方法在物理学中的应用(一) 物理学中的数学方法是物理思维和数学思维高度融合的产物,借助数学方法可使一些复杂的物理问题显示出明显的规律性,能达到打通关卡、快速简捷地解决问题的目的。高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用,借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题。可以说任何物理试题的求解过程实质上都是一个将物理问题转化为数学问题,然后经过求解再次还原为物理结论的过程。复习中应加强基本的运算能力的培养,同时要注意三角函数的运用,对于图象的运用要重视从图象中获取信息能力的培养与训练。在解决带电粒子运动的问题时,要注意几何知识、参数方程等数学方法的应用。在解决力学问题时,要注意极值法、微元法、数列法、分类讨论法等数学方法的应用。 一、极值法 数学中求极值的方法很多,物理极值问题中常用的极值法有:三角函数极值法、二次函数极值法、一元二次方程的判别式法等。 1.利用三角函数求极值 y =acos θ+bsin θ = ( + ) 令sin φ=,cos φ= 则有:y = (sin φcos θ+cos φsin θ)= sin (φ+θ) 所以当φ+θ=π2 时,y 有最大值,且y max =。 【典例1】在倾角θ=30°的斜面上,放置一个重量为200 N 的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=3 3,要使物体沿斜面匀速向上移动,所加的力至少要多大?方向如何?

解得:F =α μαθμθsin cos cos (sin ++mg 因为θ已知,故分子为定值,分母是变量为α的三角函数 y=cos + = ( cos + sin ) = (sin cos + cos sin ) = sin(+ ) 其中 sin = ,cos =,即 tan = 。 当+ = 90 时,即 = 90 - 时,y 取最大值 。 F 最小值为 ,由于 = ,即 tan = ,所以 = 60。 带入数据得 F min = 100 N,此时 = 30 。 【答案】 100 N 与斜面夹角为30 【名师点睛】 根据对物体的受力情况分析,然后根据物理规律写出相关物理量的方程,解出所求量的表达式,进而结合三角函数的公式求极值,这是利用三角函数求极值的常用方法,这也是数学中方程思想和函数思想在物理解题中的重要应用。 2.利用二次函数求极值 二次函数:y =ax 2+bx +c =a (x 2 +b a x +b 24a 2)+c -b 24a =a (x +b 2a )2+4ac -b 24a (其中a 、b 、c 为实常数),

多媒体在数学教学中的应用

多媒体在数学教学中的应用 熊农中学杜强 [摘要] 这片文章主要讲了在现在新课程改革当中,对数学教学手段改革的一种看法,即在教学过程中积极地使用多媒体。通过其视听结合、手眼合并的特点及其模拟、反馈、个别指导和游戏的内在感染力来吸引大家的注意力,提高大家的学习兴趣。多媒体教学法从教学过程本身丰富了教育的手段,同时使原本抽象的知识变得具体形象,同学们容易接受,大大提高了课堂效率。 [关键词] 多媒体;数学教学;多媒体应用 随着当今社会知识信息激增和“减负提素”工作深入开展,使传统教育面临着巨大的挑战,教学手段及教学方法的改革已势在必行。科学技术的发展,计算机已进入教育领域,并得到迅速的发展。计算机在教育上的应用,使得教学手段、教学方法、教材观念与形式、课堂教学结构、以至教学思想与教学理论都发生了变革。教育手段现代化的有效性,是教师探索课堂教育方法、手段的方向。要在课堂教学中提高教学的效益,进行高密度、高容量的教学,多媒体的应用势在必行。 一、数学教学手段需要创新 数学教学是一项具有实用性且充满创造性的工作,在中小学数学教学中,培养学生的这种创造性显得尤为突出。学生的创新思维是一项自主性的活动,传统教育中的“灌入式”,“填鸭式”教学方法显然不能培养学生的创新思维和能力,只能阻碍了学生主观能动性以及思维的发展,使知识的迁移能力大为降低,更谈不上创新思维和创新能力的发展。现代教学应强调注重对学生的开导以及培养学生独立性的重要意义,这对当今培养创新人才仍有重要借鉴意义。在当今的数学教学中教师不仅要用启发式的教学,调动学生的主动性、自觉性,激发积极的思维、培养分析问题和解决问题的能力,而且更应该积极地利用现代化的教育手段,它是推动学生创新能力发展的有效途径。尤其是计算机多媒体在教学过程中,通过声音、图像等多种表现形式,使学生对知识掌握得更加透明、更加形象,有利于激发学生的学习兴趣和创新激情。 另一方面,从学生喜欢广大教师在数学课上使用多媒体进行教学中,可以看出教师使用多媒体教学已取得了 可观的效果,可以说多媒体技术的应用将会给数学改革带来一片生机,值得数学教师积极推广,在中小学数学课堂教学中探索利用计算机辅助教学,让多媒体在数学教学中体现多媒体的最佳效果和数学教学的特色,使枯燥乏味的课变得生动活泼,原本抽象的知识变得具体形象,学生的思维能力不断向高层次发展。 二、多媒体技术的应用符合“数学为大众”的思想自从1984年在澳大利亚召开的第五届国际数学教育会议上明确提出了“数学为大众”的口号以来,“数学为大众”很快成为中国数学教育界的热门话题。“数学为大众”的提出正好适应了社会要求对数学教育进行变革的愿望,人们普遍认为它将成为未来数学教育的方向。我国的数学教育长处是学生有扎实的双基,短处是缺乏创造意识,教育的主旨是培养人的分析问题,解决问题的能力。爱因斯坦说过,教育不是用“好胜心”去诱导学生的竞争心理,而是要用“好奇心”激励学生的科学兴趣;通过考试,拿到名次,乃是“功利性”的刺激。追求真理,探索奥秘,才是更高境界。李政道先生也指出:“中国历来是讲究做‘学问’,现在学生只是作‘学答’。”在我们的数学课上,有太多的“好胜心”,太少的“好奇心”,更多的是教会学生作“学答”,而不是做“学问”。让学生对数学发生兴趣,对数学好奇,由学会数学到会学数学,将是一件大工程。大众数学将使

《高等数学》知识在物理学中的应用举例

《高等数学》知识在物理学中的应用举例 一 导数与微分的应用 分析 利用导数与微分的概念与运算,可解决求变化率的问题。求物体的运动速度、加速度的问题是典型的求变化率问题。在求解这类问题时,应结合问题的物理意义,明确是在对哪个变量求变化率。在此基础上,灵活运用各类导数和微分公式解决具体问题。 例 1 如图,曲柄,r OA =以均匀角速度ω饶定点O 转动.此曲柄借连杆AB 使滑块B 沿直线Ox 运动.求连杆上C 点的轨道方程及速度.设,a CB AC == ,?=∠AOB .ψ=∠ABO y 解 1) 如图,点C 的坐标为: ψ?cos cos a r x +=, (1) .sin ψa y = (2) 由三角形的正弦定理,有 ,sin 2sin ? ψa r = o x 故得 .2sin 2sin r y r a == ψ? (3) 由(1)得 r y a x r a x 2 2cos cos --= -=ψ? (4) 由,1cos sin )4()3(2222=+=+??得 ,12422 222222=---++r y a x y a x r y 化简整理,得C 点的轨道方程为: .)3()(422222222r a y x y a x -++=- 2) 要求C 点的速度,首先对(1),(2)分别求导,得 ,sin cos 2cos sin ψψ?ω?ωr r x --=' ,2 cos ? ωr y =' 其中.?ω'=

又因为,sin 2sin ψ?a r = 对该式两边分别求导,得 .cos 2cos ψ ? ωψa r = ' 所以C 点的速度 2 2 y x V '+'=4 cos )sin cos 2cos sin (2222 ?ωψψ?ω?ωr r r + --= .)sin(cos sin 4cos cos 22ψ?ψ??ψ ω ++= r 例2 若一矿山升降机作加速度运动时,其加速度为),2sin 1(T t c a π-=式中c 及 T 为常数,已知升降机的初速度为零,试求运动开始t 秒后升降机的速度及其所走过的路程. 解: 由题设及加速度的微分形式dt dv a = ,有 ,)2sin 1(dt T t c dv π-= 对等式两边同时积分 ? ?-=v t dt T t c dv 0 ,)2sin 1(π 得: ,2cos 2D T t T c ct v ++=ππ 其中D 为常数. 由初始条件:,0,0==t v 得,2c T D π - =于是 )].12(cos 2[-+ =T t T t c v ππ 又因为,dt ds v = 得 ,)]12(cos 2[dt T t T t c ds -+ =ππ 对等式两边同时积分,可得: )].2sin 2(221[2t T t T T t c s -+=πππ

数学在计算机中的应用

离散数学在计算机方面的应用 计算机学科主要脱胎发源于数学学科,离散数学是现代数学的一个重要分支,是计算机科学中基础理论的核心课程。计算机学科中普遍采用了离散数学的基本概念、基本思想和基本方法,并把离散数学作为自己的理论基础和重要的数学工具。 离散数学是现代数学的一个重要分支,是计算机科学中基础理论的核心课程。它是以研究离散性的结构和相互间的关系为主要目标,其研究对象一般地是有限个或可数个元素。由于计算机科学的迅速发展,与其有关的领域中,提出了许多有关离散量的理论问题,需要用某些数学的工具做出描述和深化。离散数学把计算机科学中所涉及到的研究离散量的数学综合在一起,进行较系统的、全面的论述,为研究计算机科学的相关问题提供了有力的工具。 数学课程所涉及的概念、方法和理论,大量地应用在数据结构、数据库系统、编译原理、人工智能、计算机体系结构、算法分析与设计、软件工程、多媒体技术、数字电路、计算机网络等专业课程以及信息管理、信号处理、模式识别、数据加密等相关课程中。它所提供的训练十分有益于学生概括抽象能力、逻辑思维能力、归纳构造能力的提高,十分有益于学生严谨、完整、规范的科学态度的培养。这些能力与态度是一切软、硬件计算机科学工作者所不可缺少的,为学习计算机科学的后续课程、从事科研或工程技术工作以及进一步提高科学技术水平奠定理论基础。离散数学提供的营养滋补了计算机科学的众多领域,学好了离散数学就等于掌握了一把开启计算机科学之门不可缺少的钥匙。从学科比较和联系的视角,对离散数学在计算机学科中的应用进行客观理智的分析,可以给予我们诸多启示,进而指导计算机专业学科教育教学的改革和发展。 一、离散数学在数据结构中的应用 计算机要解决一个具体问题,必须运用数据结构知识。对于问题中所处理的数据,必须首先从具体问题中抽象出一个适当的数学模型,然后设计一个解此数学模型的算法,最后编出程序,进行测试、调整直至得到问题的最终解答。而寻求数学模型就是数据结构研究的内容。寻求数学模型的实质是分析问题,从中提取操作的对象,并找出这些操作对象之间含有的关系,然后用数学的语言加以描述。数据结构中将操作对象间的关系分为四类:集合、线性结构、树形结构、图状结构或网状结构。数据结构研究的主要内容是数据的逻辑结构,物理存储结构以及基本运算操作。其中逻辑结构和基本运算操作来源于离散数学中的离散结构和算法思考。离散数学中的集合论、关系、图论、树四个章节就反映了数据结构中四大结构的知识。如集合由元素组成,元素可理解为世上的客观事物。关系是集合的元素之间都存在某种关系。例如雇员与其工资之间的关系。图论是有许多现代应用的古老题目。伟大的瑞士数学家列昂哈德·欧拉在18世纪引进了图论的基本思想,他利用图解决了有名的哥尼斯堡七桥问题。还可以用边上带权值的图来解决诸如寻找交通网络里两城市之间最短通路的问题。而树反映对象之间的关系,如组织机构图、家族图、二进制编码都是以树作为模型来讨论 二、离散数学在数据库中的应用 数据库技术被广泛应用于社会各个领域,关系数据库已经成为数据库的主流,离散数学中的笛卡儿积是一个纯数学理论,是研究关系数据库的一种重要方法,显示出不可替代的作用。不仅为其提供理论和方法上的支持,更重要的是推动了数据库技术的研究和发展。关系数据模型建立在严格的集合代数的基础上,其数据的逻辑结构是一个由行和列组成的二维表来描述关系数据模型。在研究实体集中的域和域之间的可能关系、表结构的确定与设计、关系操作的数据查询和维护功能的实现、关系分解的无损连接性分析、连接依赖等问题都用到二元关系理论。 三、离散数学在编译原理中的应用

多媒体在初中数学教学中的作用

多媒体在初中数学教学中的作用 [摘? 要]随着现代科学技术的发展,计算机已进入我国的教育领域,并得到迅速的发展。以计算机为核心的多媒体技术在学科教学中的运用,既是现代课程发展的必然选择,也是目前世界各国教育改革的重要趋势。新课程标准指出:“要把信息技术作为学生学习数学和解决问题的有效工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中。”所以多媒体课件在教学中有着不可估量的作用。 [关键词]? 多媒体课件、初中数学 正文: 数学是一门抽象性、逻辑性很强的学科,而且很多数学题都是经过提炼加工的、纯数学的、人为编制的,学生不了解它的实用价值,不了解它的来龙去脉,再加上它的呈现形式的单调,学生会感到枯燥、乏味,这样就会影响学生的学习兴趣。而电教媒体的运用,就能较好地解决这个问题。运用电教媒体进行教学,可以在形象的大小、远近、虚实、动静、抽象与具体之间进行转换,而且能突破时空的限制,有利于实现其他教学媒体难以实现的“形真”;电化教学过程中形、声、色、光的运用与结合,能够有效地渲染气氛,制造氛围,激发学生的学习兴趣,它能使抽象的数学具体化,枯燥的数学趣味化,静止的问题动态化,复杂的问题简单化。 一.使用多媒体课件教学可以激起学生的学习动机——浓厚的学习兴趣: 多媒体对于农村孩子来说是个新鲜事物,在多媒体教室里用科技上课能使学生充满新鲜、好奇感。学生学习动机是掌握知识,形成品格的重要因素。学习动机的关键在于是否

有学习兴趣。有了浓厚的学习兴趣,就有了学习动机中最现实和最活跃的基础。学生的兴趣是他们学习的直接出发点,好奇、好动是他们突出的心理特征。学生乐于在玩中学、在动中求知、在喜悦中索取。所以学生对采用多媒体课堂教学颇感兴趣,新奇的教学工具【幻灯、投影、录相、计算机】使他们产生兴趣,使他们迫切地想看、想摸、想动、想探索个究竟。并使学生的脑海中浮现出很多的联想,引起了极强的探索欲望。这种兴奋的状态正是引起、巩固和发展思维的基点,在这个基础上产生的学习动机是自觉的、积极的。在电教手段创设的愉快情境中学习,学生便有“我要学” “我想学”“我乐学”的积极性。这时的课堂教学便是教师与学生两个积极性的最佳结合,也为实现课堂教学优化创造了有利条件。教学也容易取得较好的效果。 学生的学习兴趣来源于所接受的信息,信息的传递方式适合学生的口味,学生就容易接受,兴趣就浓。因此,作为教师就要很好地把握多媒体及网络信息资源这个教学工具,最大限度的为学生传递更容易接受的信息,使学生在课堂教学中发挥出更多的聪明才智。 二.运用多媒体可以更加地突出教学的重点、难点: 多媒体课件以图、文、声、像并茂的方式进行形象化教学,弥补了传统教学在直观感、立体感和动态感方面的不足,为教学带来了质的飞跃。多媒体教学手段在课堂中的广泛运用,使常规的教学如虎添翼,打破了传统的以教师为中心的教学模式多媒体课件教学的优点。多媒体课件以其本身的直观形象性特点而具备了最佳的视听觉效果,这对于集中学生的注意力,激发学生的学习兴趣有着无可比拟的优越性,它提供的许多可能性往往是我们普通教学手段所难以企及的。它会把无声的教材内容变得有声有色,使课堂生动活泼,并带领学生进入课文创设的特有情境之中,让学生通过直接的视听感官作用,产生对课文学习的兴趣,很自然的步入到积极思维的状态中。在一些课文的实际教学过程中,适当地把

浅谈多媒体在数学教学中的作用

浅谈多媒体在数学教学中的作用 在数学教学中,恰当地使用多煤体教学手段,能够大大地调动学生的各种感官,激发学生的学习积极性,有利于学生参与探究知识的全过程,挖掘学生的潜能,开发学生的思维水平,提升课堂教学效益。结合自己在数学教学中的探索实践,现谈谈使用多媒体手段在教学中的作用。 一、调动学生多种感官,激发学生的兴趣 爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师。”古今中外的很多科学家,他们取得成就的重要因素之一就是对一事物具有浓厚的兴趣。所以,儿童的学习兴趣对激发他们的动机,调动学习积极性起着决定作用。一旦激发了学生的学习兴趣,就能唤起他们的探索精神和求知欲望。例如:上课前我通知今天第几节课到电教室上课,学生的高兴劲就甭多提了,一直处于兴奋状态。在课堂上哪怕仅仅看一下动画片,学生的兴趣就高涨,若是指名将自己的作业拿到投影仪上投影一下,学生就会争着上去,展示结束回位时,学生就会高兴得不得了,好象在说:“我成功了。”实践证明,利用多媒体教学手段能够激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,为参与探究知识作好铺垫。 二、有效地引导学生参与探究知识的全过程 要想学生积极参与探究,首先必须激发学生的情感。情感是人们对客观事物爱憎好恶而产生的内心体验,是人们精神生活的核心。由此可见利用多媒体教学手段是激发学生参与探究的最佳手段之一。 例如:我在教学圆的理解一课时,首先在大屏幕上出现一个正在画圆的画面,学生的注意力一下子就集中到大屏幕上了,然后问,这是什么?学生回答圆后,紧接着揭题。今天我们就共同研究相关圆的知识。圆的特征,怎样画圆在多媒体的协助下,学生很快很好地掌握了这些内容。尤其是探究圆面积计算公式这个教学环节,令我感谢多媒体。首先我问:若计算圆的面积,大家想一想能不能将圆转换成我们过去学过的图形呢?学生绝大部分说能转换成长方形,随后我就指了一名学生将自己准备的圆纸片在台上展示了圆转换成长方形的全过程。我接着问:这种方法你们同意吗?得到大家认同的情况下,再找一名中等生复述一下转换过程,这时,我将多煤体课件(圆转换成近似长方形)以动画的形式展示给学生看,学生的积极性高涨一倍。这时,我问:长方形的面积公式是长乘宽,那么圆哪有长和宽呢?学生个个抓头挠耳,有的皱着眉头,苦思冥想,有的看书,有的回忆转换过程,有的让我将转换过程的动画片再放一遍。很快就有学生说:“长方形的长就是圆周长的一半,宽就是圆的半径,圆的面积公式就是 这个发言得到了绝大部分同学的赞同,还有个别同学不甚理解,这时我不下结论,而是让学生再看一遍圆转换成近似长方形的过程,同学们通过刚才的再次观看,加上刚才同学的发言,那少数同学恍然大悟,一下子就明白了。在学生兴趣昂然中,会自不过然地寻求到解决问题的方法,大大缩短了知识传授与反馈的过程,使教师从单纯的传授知识的角色中摆脱出来,成为学生学习和理解知识的指导者,开发了学生的学习动力,使学生真正成为课堂学习的主人。 三、有利于激发学生的思维 学生的思维因为感官的局限性,学生凭借实际的参与获得的直接经验终究有限,从而限制了学习者思维水平的发展。充分利用多媒体教学的优势,可无限延伸学生的各种感官,扩展感受时间、空间领域,从而向他们提供与教学内容相适合的材料,并融知识性、趣味性、科学性于一体。这样就为学生思维活动的展开

现代数学的特点和现状-丁伟岳

我主要回答同学们的一些问题。这些问题中大部分都是关系现代数学大局的问题,很深刻,也很难回答。这种问题是没有标准答案的,每个人会有不同的答案。我今天讲的是我的个人意见,同学们可以参考,但不一定正确。 1.现代数学的特点和现状 有的同学问:听说现代数学分支非常细,不同分支的人彼此不了解,这样还能出现总揽全局的数学大师吗?此外,数学的复杂是否使它远离“简单性”这个朴素的自然法则? 这是一个很大的问题,提这个问题的同学希望从总体上了解现代数学,这是非常好,非常值得鼓励的。但是要把这个问题说清楚并不容易。确实,现代数学分支繁多。按美国数学会的分类,数学科目可以分成60多个大类,每个大类下面又有几十个子类,总计有3500个以上的子类。肯定没有人能把所有这些分支都了如指掌,甚至于一个分支的专家也很难把分支里的所有数学了解得一清二楚。 但是,真正影响大局的数学却没有那么多。这就像世界上有200多个国家,但是影响全球格局的却只有少数大国。这种影响大局的数学可以叫做“主流数学”。即便在主流数学中也不是所有的问题都是平等的,还有主次之分。因此,如果能抓住主流数学中的主流问题,大体上就可以说是“总揽全局”了。至于说“大师”,他不仅能总揽全局,而且能通过他的工作影响全局。这样的人肯定很少,但也不能说一个没有,这要由历史来做定论。那么,为什么现在出不了牛顿,欧拉,高斯,黎曼这样的大师了呢?这有两个原因。首先,时势造英雄;不是每个时代都会出旷世英雄的。其次,即便是这样的英雄,他的历史地位也要经过历史的考验,并不是在当时就能确立的。 那么哪些是主流数学呢?回顾历史,现代基础数学从17世纪开始发源,经过18-19世纪的大发展和20世纪的完善,现代数学的基础部分,包括代数和数论,几何与拓扑,分析学的所有主要分支,我们叫这些为经典分支,都进入了成熟期。所谓成熟是指,理论已经十分完善,而内在的发展动力则减弱了。因此,基础数学的单独分支的自身发展已不再是主流。取而代之的是综合与交叉,集多个分支的方法来解决以前无法解决的重要问题。费尔马猜想和庞加莱猜想相继被证明就是最好的例证。在我看来,现代数学的另一个特点是应用数学的兴起,随着现代科学技术的迅速发展各个方面对数学的需求日益增长,推动了应用数学的崛起,它正成长为数学中一个不可忽视的主流。 从重要问题的来源看,基础数学内部一些最主要的问题是来自数论,拓扑以及几何,例如克莱研究所的7大问题中4个是关于纯数学的,两个来自数论(黎曼猜想,BSD猜想),一个拓扑(庞加莱猜想),一个代数几何(Hodge猜想)。[另外3个多少与应用有关:Navior-Stokes方程(流体力学),P-NP问题(计算复杂性),Yang-Mills理论(理论物理)。] 近年来,理论物理对基础数学的影响越来越大,这是值得注意的。 数学的复杂性不在于它的分支繁多,而在于它的深度和难度越来越大。世界既有简单的一面,又有复杂的一面。科学家的任务是把复杂的东西分析和解剖,化繁为简,找出对

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