摘要:人類歷史源遠(yuǎn)流長、世界文明博大精深,數(shù)學(xué)作為一門具有豐富內(nèi)涵和在現(xiàn)實(shí)生活中具有廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科,支撐著現(xiàn)代文明,同時(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活起到了重要的作用。本文將闡述數(shù)學(xué)文化的豐富內(nèi)涵及在科學(xué)研究中體現(xiàn)出來的作用,進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)學(xué)在文化和科學(xué)等領(lǐng)域中的地位。
關(guān)鍵詞:文化內(nèi)涵 科學(xué)價(jià)值 數(shù)學(xué)精神 現(xiàn)代文明 精確 嚴(yán)密
數(shù)學(xué)文化是文化領(lǐng)域中的重要組成部分,是現(xiàn)代文明至關(guān)重要的核心文化。數(shù)學(xué)與社會(huì)的關(guān)系變得緊密和明顯,具有豐富文化內(nèi)涵和獨(dú)特地位的數(shù)學(xué)學(xué)科已經(jīng)滲人到社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,在不斷的引領(lǐng)人類創(chuàng)造文明,豐富文化,促進(jìn)人類不斷向更高的層次、更美好的生活前進(jìn);同時(shí),數(shù)學(xué)的研究也能推動(dòng)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步,數(shù)學(xué)研究的發(fā)展也在影響人們的文化素養(yǎng),促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展和提高。
一、數(shù)學(xué)的文化內(nèi)涵
1.數(shù)學(xué)精神與數(shù)學(xué)文化理念
愛因斯坦先生曾說過,任何一門科學(xué)不過是一些日常思考的提煉罷了。最初的數(shù)學(xué),其發(fā)展歷程也遵循這個(gè)規(guī)律,最初的數(shù)學(xué)只是現(xiàn)實(shí)社會(huì)的一個(gè)簡單模型,幫助人們解決“日常思考”,進(jìn)行一些現(xiàn)實(shí)生活和社會(huì)中的簡單運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)。但數(shù)學(xué)的發(fā)展顯示出來的作用卻不容忽視,數(shù)學(xué)為這些簡單的“日常思考”提供一個(gè)載體,能充分的顯示人類的思維和探索精神。與自然語言及普通學(xué)科相比較,數(shù)學(xué)這個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的思想和思維的方式具有無與倫比的精確性、嚴(yán)密性和邏輯性。人類憑借這種精確性、嚴(yán)密性和邏輯性都非常強(qiáng)的思維方式與能力,逐漸發(fā)展其他的自然科學(xué)。
2.數(shù)學(xué)文化的現(xiàn)實(shí)意義
(1)數(shù)學(xué)文化的人文價(jià)值
數(shù)學(xué)文化具有完善自我的人文價(jià)值,數(shù)學(xué)文化的博大精深能使人的心胸遠(yuǎn)大,數(shù)學(xué)問題的研究對(duì)象浩大深遠(yuǎn),結(jié)論廣泛適用,能激勵(lì)人的心智,發(fā)展人的思維,同時(shí)數(shù)學(xué)文化還具有提升人類審美水平的價(jià)值,數(shù)學(xué)的發(fā)展能讓你提高和完善追求的目標(biāo)。
(2)數(shù)學(xué)文化的教育意義
數(shù)學(xué)既是人類認(rèn)識(shí)自然的中介,也是一種創(chuàng)造與發(fā)現(xiàn)的活動(dòng),具有鮮明的傳承人類數(shù)學(xué)思想和知識(shí)的功能。數(shù)學(xué)不僅是一門科學(xué),還是一種藝術(shù),對(duì)人類的教育具有統(tǒng)籌和促進(jìn)作用,數(shù)學(xué)知識(shí)也為數(shù)學(xué)教育的改革與發(fā)展提供了必要的理論基礎(chǔ)。
二、數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值
1.數(shù)學(xué)在眾學(xué)科中的作用
(1)數(shù)學(xué)在經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用
著名的宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)家 John Maynard Keynes曾經(jīng)說過,“一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家應(yīng)該在某種程度上是一個(gè)數(shù)學(xué)家,歷史學(xué)家,國際活動(dòng)家,哲學(xué)家”。數(shù)學(xué)思想對(duì)于經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究有著不可或缺的推動(dòng)作用,當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展有賴于數(shù)學(xué)學(xué)科在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的應(yīng)用,數(shù)學(xué)的精確性、嚴(yán)密性和可靠性為經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究提供良好的準(zhǔn)備和載體。
(2)數(shù)學(xué)在物理學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用
德國一位物理學(xué)家海森伯,直接從光譜的頻率和強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)資料出發(fā),在1925年提出了矩陣量子力學(xué)。矩陣量子力學(xué)中使用矩陣數(shù)學(xué)作為描述量子力學(xué)的工具,而波動(dòng)量子力學(xué)中則采用更為大家所熟悉的微分方程作為數(shù)學(xué)工具。很多物理現(xiàn)象的描述都用到了數(shù)學(xué)這種工具。從整個(gè)自然界到生物圈、種群、群落,從生物體的各個(gè)系統(tǒng)到器官、組織、細(xì)胞,雖然通過觀察和實(shí)驗(yàn)可以在生物學(xué)角度得到定性的經(jīng)驗(yàn)及結(jié)論,但各個(gè)細(xì)節(jié)精確的定位則需要建立在嚴(yán)密的邏輯關(guān)系基礎(chǔ)上,這就需要借助數(shù)學(xué)在嚴(yán)謹(jǐn)及推理方面的力量――在分析父母與子女變異、探索遺傳規(guī)律時(shí)人們提出了與回歸相關(guān)的數(shù)學(xué)概念,誕生了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)。
2.數(shù)學(xué)影響人們的思維方式和科學(xué)研究
我們所學(xué)的很多數(shù)學(xué)知識(shí)、它幫助我們學(xué)會(huì)了理性思考,教會(huì)我們抽象與概括,教會(huì)我們?cè)鯓忧擅畹剞D(zhuǎn)化需要解決的問題……例如你可以用黃金分割的知識(shí)來審視一樣事物,看它美不美,又美在哪里,是否符合黃金分割。又可以運(yùn)用簡單的數(shù)學(xué)知識(shí)來分析你家一年的收入與支出,每年各增長多少,只要你想得出,生活中處處有數(shù)學(xué)。例如:
(1)在科技活動(dòng)展示中,同學(xué)們看見過一輛漂亮的“自動(dòng)翻斗車”。車斗是這樣一種無蓋的長方形盒子(教具),它的底面積為128,你能用一塊長20cm,寬12cm的鐵片制作它嗎?你能用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決這樣的一個(gè)實(shí)際問題嗎?
解:在長方體鐵片的四個(gè)角上剪去相同面積的小正方形,設(shè)小正方形的邊長為xcm,那么盒子底面的長和寬分別為(20-2x)cm和(12-2x)cm。得出
整理得? (新方程)
通過解方程可以得到x=2,即將這塊鐵片的四角截去邊長為2cm的正方形,剩下的材料即可作成底面積為128的“車斗”。
學(xué)數(shù)學(xué)是一切再教育的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)是培養(yǎng)邏輯思維重要渠道,不要只看眼前,往長的想,數(shù)學(xué)是所有科的靈魂。數(shù)學(xué)能讓你思考任何問題的時(shí)候都比較縝密,而不至于思緒紊亂。還能使你的腦子反映靈活,對(duì)突發(fā)事件的處理手段也更理性。數(shù)學(xué)給予人們的不僅是知識(shí),更重要的是能力,這種能力包括觀察實(shí)驗(yàn)、收集信息、歸納類比、直覺判斷、邏輯推理、建立模型和精確計(jì)算。這些能力和培養(yǎng),將使人終身受益。綜上所述,數(shù)學(xué)能影響一個(gè)人的思維方式,會(huì)讓一個(gè)人的思維變得緊湊,邏輯性和全面性都變強(qiáng),同時(shí)也有助于提高科學(xué)研究的效率。
總之,數(shù)學(xué)應(yīng)用之廣泛,小至日常生活中柴米油鹽醬醋茶的買賣、利率、保險(xiǎn)、醫(yī)療費(fèi)用的計(jì)算,大至天文地理、環(huán)境生態(tài)、信息網(wǎng)絡(luò)、質(zhì)量控制、管理與預(yù)測(cè)、大型工程、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、國防科學(xué)、航天事業(yè)均大量存在著運(yùn)用數(shù)學(xué)的蹤影。具有豐富文化內(nèi)涵和獨(dú)特地位的數(shù)學(xué)學(xué)科滲入到社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,數(shù)學(xué)的研究與發(fā)展在促進(jìn)人類文明邁向更高的階段,也在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展和提高。
廣東省清遠(yuǎn)市清城區(qū)源潭鎮(zhèn)第一初級(jí)中學(xué) 劉成剛