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数学

本人投身中学数学教学已近30载。日常生活中,注意观察普通民众对于数学的看法;工作中一直关注高考数学的变化趋势。前些年部分人觉得数学太难,甚至有人期望将数学踢出高考,而现实中近几年高考数学难度稳中有升。在创新驱动发展成为时代主题的大背景下,我们应当如何看待数学呢?

数学有点枯燥

数学以高度抽象性使之成为行业内的国际通用语言,但因其抽象简洁,使许多人难以理解,因此,数学往往给人留下枯燥难学的印象。学生学习数学的方式主要表现为听课、做题、考试,再做题等,学习目标主要是获取一定的分数或便于升学,在学习过程中忽视了数学的趣味性。我们知道,量变引起质变,然而,当你问学生0.9的循环节等于1吗,好多人不能确定。在现实世界中,事物之间存在着广泛的联系。当面对的实际问题中涉及多个变量时,人们不易发现它们之间的依赖关系。这时该数学登场了,因为数学所揭示的规律通常有点隐蔽,不宜被人们接受。黄金矩形生活中比比皆是,有的人工作中经常用黄金矩形,但本人却全然不知。一次跟换窗户师傅谈黄金矩形,对方就全然不知。另一方面数学是自然世界的语言,即便有人用数学语言把自然现象表达出来,好多人还是不以为然,象欧拉公式;溶液不等式,解题中可以用分析法、综合法、函数法、几何法等做到横向连通,训练思维,看似充分,但学生未必体会到学习数学的乐趣;葵花籽排列规律,圆锥体积公式V=πR3,球体体积公式V=πR3,圆柱体积公式V=2πR3 等等。大多数同学把他们当做知识点学习,很少思考知识点所揭示的现象或规律,自然学习数学的体验有点枯燥。

数学真有趣

数学除了高度抽象性,还有广泛应用和趣味性。如前所述:溶液不等式的证明,可以看成是不饱和溶液,加入溶质后浓度变大的过程,就如同糖水中加糖会更甜;圆锥体积公式、球体体积公式、圆柱体积公式,反映了等底等高等半径的圆锥、球体、圆柱体积之间的比例关系,这或许可以视为幼儿园游戏的符号表示。若能如此理解,数学便不再那么枯燥,反而饶有趣味。数学真有趣,可不是浪得虚名,如剩女现象的产生,从数学的角度来看,是他们错过了黄金分割点(配对游戏 …);而美女往往拥有更多的黄金分割点; 笔者并非算命先生,但却知道在一个50人的班级中,有同学生日相同的可能性非常大,因为计算可知是大概率事件; 古印度智叟分牛的典故,起先堪称是智慧的典范,后来也得到数学计算的印证,然而最后发现,这仅仅是一种巧合。问题的本质在于三兄弟所获牛数的比,只要最后这个简单的整数比能将19整分,那么结果必然皆大欢喜。反之,纵然智叟有再高的智商,也无济于事;为什么门面房门牌匾,管理部门要求统一规格,而有些商户不愿接受呢?从数学角度看,这是个最大视角问题…… 数学对随机现象的研究,有助于人们提高分析决策能力和工作效率,如假设一网站登录,密码由八位数字组成,某同学注册时将后四位用生日的四个数字重新编排了一个顺序作为密码。由于长时间未登录该网站,他忘记了密码,现在随机输入由生日组成的一个四位数,那么,该同学能顺利登录的可能性有多大?(再如几何概型送报纸或接人等问题… ) 数学与生活密不可分,数学教会我们生活智慧,我国著名数学家华罗庚说: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,无处不用数学。

数学特别重要

大家都知道华为现在是全球颇具影响力的民族企业,却鲜有人知道华为如何异军崛起。当然,其中涉及诸多因素,如任老的爱国情怀,科学的管理等等。从数学的视角来看,正是数学推动了华为的领先发展。华为拥有庞大的数学家团队,致力于基础实践研究。2008年,华为以200万美元年薪聘请了一位俄罗斯数学家,他率先突破了2G到3G的关键算法,也为后来4G、5G技术上的领先奠定重要基础。数学的严谨推理性是算法的基石,从历史和数学角度审视东西方文化差异,东方文化中更多的是不完全归纳法,即经验性思维偏多;而西方文化则以数学归纳法为主,即更注重逻辑思维。十八世纪,西方国家涌现出众多数学家,而当时中国却鲜有数学家,这或许是当时中国落后的原因之一。微积分的创立,使数学在服务人类生活方面发生划时代的转变。历史和现实均表明,数学在推动社会发展中具有极其重要的作用。当下,以创新为主题的社会转型发展时期,数字经济已成为全球社会转型的焦点。大数据、云计算、人工智能等领域都需要数学的创新应用来推动其发展。北京大学学神韦东奕凭借一己之力,解决了世界级航天难题。6人博士团队4个月都未能解决的难题,韦东奕仅用5天解决的佳话告诉我们:当今社会的发展,万事俱备,只欠数学这股东风。宏观经济运行中的风险决策、推理决策等方面都需要数学助力(回归分析案例 )…… 显然数学已经上升到国家战略的高度。如果因数学枯燥、数学难而放弃对它的重视,那么我们将如何完成社会转型发展,实现民族复兴的中国梦呢?

数学是有点抽象和枯燥,但数学具有广泛的应用性。因此,数学特别重要。尤其是在以创新为核心的社会转型期,民族复兴急需数学承担重任。学会用数学眼光观察世界,会用数学思维思考世界,用数学语言表达生活;促进学生思维能力、实践能力和创新意识发展,是数学在学生成长中的责任使命。那些期望把数学踢出高考的思潮是不切实际的,也是极其危险的。高考数学难度加大的现实告诉我们,面对数学难的挑战,我们只有正视困难,找准克服困难的策略方法,直逼数学本质,民族复兴才有根基。数学家克莱因说:数学是人类最高超的成就,数学是人类心灵最独特的创作,音乐能激发或抚慰情怀,绘画是人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上的一切。

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