Ⅰ 數學這門學科的特點是什麼
數學學科的特點
數學是一門研究數量關系和空間形式的科學,具有嚴密的符號體系,獨特的公式結構,形象的圖像語言。它有三個顯著的特點:高度抽象,邏輯嚴密,廣泛應用。
1.高度抽象性 .
數學的抽象,在對象上、程度上都不同於其它學科的抽象,數學是藉助於抽象建立起來 並藉助於抽象發展的。
數學的抽象撇開了對象的具體內容,而僅僅保留數量關系和空間形式。在數學家看來,五個石頭、五座大山、五朵金花與五條毒蛇之間,並沒有什麼區別。數學家關心的只是「五」。
又如幾何中的「點」、「線」、「面」的概念,代數中的「集合」、「方程」、「函數」等概念都是抽象思維的產物。「點」被看作沒有大小的東西,禾長無寬無高;「線」被看作無限延長而無寬無高,「面」則被認為是可無限伸展的無高的面。實際上,理論上的「點」、「線」、「面」在現實中是不存在的,只有充分發揮自己的空間想像力才能真正理解。
2.嚴密邏輯性 .
數學具有嚴密的邏輯性,任何數學結論都必須經過邏輯推理的嚴格證明才能被承認。邏輯嚴密也並非數學所獨有。任何一門科學,都要應用邏輯工具,都有它嚴謹的一面。但數學對邏輯的要求不同於其它科學 因為數學的研究對象是具有高度抽象性的數量關系和空間形式,是一種形式化的思想材料。許多數學結果,很難找到具有直觀意義的現實原型,往往是在理想情況下進行研究的。如一元二次方程求根公式的得出,兩條直線位置關系的確定,無窮小量的得出,等等。數學運算、數學推理、數學證明、數學理論的正確性等,不能像自然科學那樣藉助於可重復的實驗來檢驗,而只能藉助於嚴密的邏輯方法來實現。
3.廣泛應用性 . 數學作為一種工具或手段,幾乎在任何一門科學技術及一切社會領域中都被運用。各門科學的「數學化」,是現代科學發展的一大趨勢。我國已故著名數學家華羅庚教授曾指出:「宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數學」。 這是對數學應用的廣泛性的精闢概括。
數學應用的例證不勝枚舉,太陽系九大行星之一的海王星的發現,電磁波的發現,都是 歷史上數學應用的光輝範例。
數學的這三個顯著特點是互相聯系的,數學的高度抽象性,決定了其邏輯的嚴密性,同時又保證其廣泛的應用性。這些特點也深刻地反映了:實踐是數學的源泉,實踐應用的需要正是學習數學的目的。
Ⅱ 數學科學的特殊性表現在哪些方面
一般認為,數學有三個顯著特點,這就是抽象性,邏輯嚴密性,應用廣泛性,數學的以上三個特點是互相聯系,互相影響,密不可分的,認識數學的以上特點,並注意在中學數學教學中正確把握好數學的特點,具有重要意義。
1.抽象性
所謂抽象就是在思想中分出事物的一些屬性和聯系而撇開另一些屬性和聯系的過程。抽象有助於我們撇開各種次要的影響,抽取事物的主要的、本質的特徵並在「純粹的」形式中單獨地考察它們,從而確定這些事物的發展規律,數學以高度抽象的形式出現,首先是其研究的基本對象的高度抽象性。數學抽象最早發生於一些最基本概念的形成過程中,恩格斯對此作了極其精闢地論述:「數和形的概念不是從其他任何地方,而是從現實世界中得到來的。人們用來學習計數,也就是作第一次算術運算的十個指頭,可以是任何別的東西,但總不是知性的自由創造物。為了計數,不僅要有可以計數的對象,而且還要有一種在考察對象時撇開它們的數以外的其他一切特性的能力,而這種能力是長期以經驗為依據的歷史發展的結果。和數的概念一樣,形的概念也完全是從外部世界得來的,而不是從頭腦中由純粹的思維產生出來的。必須先存在具有一定形狀的物體,把這些形狀加以比較,然後才能構成形的概念。純數學是以現實世界的空間形式和數量關系,也就是說,以非常現實的材料為對象的。這種材料以極度抽象的形式出現,這只能在表面上掩蓋它來源於外部世界。但是,為了對這些形式和關系能從它們的純粹形態來加以研究,必須使它們完全脫離自己的內容,把內容作為無關緊要的東西放在一邊;這樣就得到沒有長寬高的點,沒有厚度和寬度的線,a和b與x和y,常數和變數;只是在最後才得到知性自身的自由創造物和想像物,即虛數,[1]數的概念,點、線、面等幾何圖形的概念屬於最原始的數學概念。在原始概念的基礎上又形成有理數、無理數、復數、函數、微分、積分、n維空間以至無窮維空間這樣一些抽象程度更高的概念。從數學研究的問題來看,數學研究的問題的原始素材可以來自任何領域,著眼點不是素材的內容而是素材的形式,不相乾的事物在最的側面,形的側面可以呈現類似的模式,比如代數的演算可以描述邏輯的推理以至計算機的運行;流體力學的方程也可能出現在金融領域,數學強大的生命力就在於能夠把一個領域的思想經過抽象過程的提煉而轉移到別的領域,純數學的研究成果常常能在意想不到的地方開花結果。有些外國數學家由於數學研究對象的抽象性,就認為數學是不知其所雲為何物,這種認識是不妥的。
數學科學的高度抽象性,決定數學教育應該把發展學生的抽象思維能力規定為其曰標。從具體事物抽象出數量關系和空間形式,把實際問題轉化為數學問題的科學抽象過程中,可以培養學生的抽象能力。
在培養學生的抽象思維能力的過程中,應該注意從現實實際事物中抽象出數學概念的提煉過程的教學,又要注意不使數學概念陷入某一具體原型的探討糾纏。例如,對於直線概念,就要從學生常見並可以理解的實際背景,如拉緊的線,筆直的樹乾和電線桿等事物中抽象出這個概念,說明直線概念是從許多實際原型中抽象出來的一個數學概念,但不要使這個概念的教學變成對直線的某一具體背景的探討。光是直線的一個重要實際原型,但如果對於直線概念的教學陷入到對於光的概念的探究,就會導致對直線概念糾纏不清。光的概念涉及了大量數學和物理的問題,牽涉了近現代幾何學與物理學的概念,其中包括對歐幾里得幾何第五公設的漫長研究歷史,非歐幾何的產生,以及光學,電磁學,時間,空間,從牛頓力學的絕對時空觀,到愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論,等等。試圖從光的實際背景角度去講直線的概念,陷入對於光的本質的討論,就使直線的概念教學走入歧途。應該清楚,光不是直線唯一的實際原型,直線的實際原型是極其豐富的。
在培養中學生的抽象思維能力方面,要注意的一個問題是應根據中學生的年齡心理特點,對中學數學教學內容的抽象程度有所控制,過度抽象的內容對普通中學生來說是不適宜的(如某些近代數學的概念)。另外,對於抽象概念的學習應該以抽象概念藉以建立起來的大最具體概念作為前提和基礎,否則,具體知識准備不夠,抽象概念就成為一個實際內容不多的空洞的事物,學生對於學習這樣的抽象概念的重要性和必要性就會認識不足。
2.嚴密性
所謂數學的嚴密性,就是要求對於任何數學結論,必須嚴格按照正確的推理規則,根據數學中已經證明和確認的正確的結論(公理、定理、定律、法則、公式等),經過邏輯推理得到,這就要求得到的結論不能有絲毫的主觀臆斷性和片面性。數學的嚴密性與數學的抽象性有緊密的聯系,正因為數學有高度的抽象性,所以它的結論是否正確,就不能像物理、化學等學科那樣,對於一些結論可以用實驗來加以確認,而是依靠嚴格的推理來證明;而且一旦由推理證明了結論,這個結論也就是正確的。
數學科學具有普遍的嚴格邏輯性特點,而在數學發展歷史中則有許多非常典型的例子。例如,對於無限概念逐步深入的認識,畢達哥拉斯學派對於無理數的發現,牛頓、萊布尼茲的微積分及其嚴格化,處處連續卻處處不可導的函數的構造,集合論悖論的構造,都很好地說明了數學的這種嚴格的風格和精神。
數學中嚴謹的推理使得每一個數學結論不可動搖。數學的嚴格性是數學作為一門科學的要求和保證,數學中的嚴格推理方法是廣泛需要並有廣泛應用的。學習數學,不僅學習數學結論,也強調讓學生理解數學結論,知道數學結論是怎麼證明的,學習數學科學的方法,包括其中豐富蘊涵的嚴格推理方法以及其他的思維方法。如果數學教學對於一些重要結論不講證明過程,就使教學價值大為降低。學生也常常因為對於一些重要而基本的數學結論的理解產生困難而不能及時得到教師的指導解惑而對數學學習失去興趣和信心。根據對於新高中數學課程教學的一些調查,新教材中對於某些公式的推導,某些內容的講解方面過於簡單,不能滿足同學的學習要求,特別典型的立體幾何中的一些關系判定定理只給出結論,不給出證明,方法上採用了實驗科學驗證實驗結論的方法進行操作確認,就與數學科學的精神和方法不一致,老師們的意見比較多,是日前數學教學實踐面臨的一個問題。數學教學的一個重要目標是教學生思維的過程與方法,讓學生充分認識數學結論的真理性、科學性,發展嚴密的邏輯思維能力。
嚴密性程度的教學把握當然應該貫徹因材施教的原則,根據學生和教學實際作調適,數學教材(包括在教師教學用書中)可提供嚴密程度不同的教學方案,備作選擇和參考。例如,對於平面幾何中的平行線分線段成比例定理,在實際教學中就可以根據教學實際情況採用三種不同的教學方案,第一種是初中數學教材(如人民教育出版社中學數學室編寫的《九年義務教育三年制初級中學教科書幾何第二冊》)普遍採用的,即從特殊的情形作說理,不加證明把結論推廣到一般情形;第二種是用面積方法來得到定理的證明(如任命教育出版社中學數學室編寫的《義務教育初中數學實驗課本幾何第二冊》的證明方法);第三種則分別就比值是有理數、無理數的不同情況來加以證明,是嚴密性要求較高,對學生的思維能力要求也較高的一種教學方案(如前蘇聯的某些初中數學教材的教學要求)。可以肯定,長期不同程度的教學要求的差異也自然導致學生數學能力的較大差異。從培養人才的角度認識,當然應該為不同的學生設計不同的教學方案,才能有利於學生得到充分的發展。
此外,數學科學中邏輯的嚴密性不是絕對的,在數學發展歷史中嚴密性的程度也是逐步加強的,例如歐幾里得的《幾何原本》曾經被作為邏輯嚴密性的一個典範,但後人也發現其中存在不嚴格,證明過程中也常常依賴於圖形的直觀。在中學數學教學中培養學生邏輯思維能力的問題上,要注意嚴密的適度性問題,在這方面,我國中學數學教材工作者和廣大教師在初等數學內容的教學處理上作了許多研究,許多處理方式反映了中學生的認識水平,具有重要價值,例如,中學代數教學中許多運算性質的教學,其邏輯嚴格性不可能達到作為科學意義下數學理論的嚴格程度,一直以來的處理方法是基本合理的。
此外,在數學教學上追求邏輯上的嚴密性需要有教學時間的保證,中學生學習時間有限。目前,在實施高中數學新課程以後,各地實際教學反映教學內容多而課時緊的矛盾比較突出,教學中適當地減少了一些對中學生來說比較抽象,或難度較大,或綜合性較強的教學內容,使教學時間比較充裕以利於學生消化吸收知識。在目前的高中數學新課程試驗中,教學內容的量怎樣才比較合理,讓一部分高中學生能夠學得了的新增的數學選修課內容(尤其是選修系列四的部分專題)切實得到實施,以貫徹落實新高中課程的多樣性和選擇性,也是值得繼續探討的重要問題。
與此相關的一個問題,數學教學要處理好過程與結果的關系。學習數學基本而重要的日標是會解決各種問題,過分地強調數學教學中的邏輯與證明又會導致知識面不寬,以致對於許多影響深遠、應用廣泛的數學方法了解不夠。這說明,數學教育一方面應該重視邏輯思維能力的培養,還應該重視科學精神的培養,數學思想方法的領會。就數學結論的嚴格性和嚴密性,嚴格和嚴密的態度是需要的,但是,在一些特定的教學階段,只要不導致邏輯思維能力的降低,不影響學生對於結論的理解,對於某些類同的數學定理的證明應該可以省略,這應該不會影響數學能力的培養。
其他科學工作為了證明自己的論斷常常求助於實驗,而數學則依靠推理和計算來得到結論。計算是數學研究的一種重要途徑,所以,中學數學教學必須培養學生的數量觀念和運算能力。現在的計算工具更加先進,還可以藉助於大型的計算系統,這使計算能力可以大大加強。新的高中數學課程增設了演算法的內容,充實了概率統計、數據處理的內容,在高中技術課程中又增加了「演算法與程序設計」模塊,這體現了計算機和信息時代對於培養運算能力的新要求。從目前中學數學實際教學情況看,演算法內容的教學由於技術條件的限制而存在落實不夠的情況,應該解決教學中存在的實際困難,如演算法在計算機上真正實現運算,使教學落到實處,這就涉及計算機語言的問題,但在中學數學課程中直接引入計算機程序設計語言又似乎使中學數學教學的內容過於技術化和專門化,這是值得研究的一個問題。
3.應用廣泛性
在日常生活、工作和生產勞動以及科學研究中,數量關系和空間形式方面的問題是普遍存在的,數學應用具有普遍性。數學這門歷史悠久的學科,在第二次世界大戰以來出現了空前的繁榮。在各分支的研究取得重大突破的同時,數學各分支之間、數學與其他學科之間的新的聯系不斷涌現,更顯著地改變了數學科學的面貌。而意義最為深遠的是數學在社會生活的作用的革命性變化,尤為顯著的是在技術領域,隨著計算機的發展,數學滲入各行各業,並且物化到各種先進設備中。從衛星到核電站,從天氣預報到家用電器,新技術的高精度、高速度、高自動、高安全、高質量、高效率等特點,無一不是通過數學模型和數學方法並藉助計算機的計算控制來實現的。計算機軟體技術在高新技術中佔了很大比重,而軟體技術說到底實際上就是數學技術,數字式電視系統,先進民航飛機的全數字化開發過程,大量的例子說明了,在世界范圍數學已經顯示出第一生產力的本性,她不但是支撐其他科學的「幕後英雄」,也直接活躍在技術革命第一線。數學對於當代科學也是至關重要的,各門學科越來越走向定量化,越來越需要用數學來表達其定量和定性的規律。計算機本身的產生和進步就強烈地依賴於數學科學的進展。幾乎所有重要的學科,如在名稱前面加上「數學」或「計算」二字,就是現有的一種國際學術雜志的名字,這表明大量的交叉領域不斷涌現,各學科正在充分利用數學方法和成就來加速本學科的發展。關於數學應用的廣泛性問題,哈佛大學數學物理教授阿瑟·傑佛(Arthur Jaffe)在著名的長篇論文《整理出宇宙的秩序──數學的作用》(此文是美國國家研究委員會的報告《進一步繁榮美國數學》的一個附錄)中作了精闢的論述,他充分肯定了數學在現代社會中的重要作用;「過去的四分之一世紀中,數學和數理技術已經滲透到科學技術和生產中去,並成為其中不可分割的組成部分。在現今這個技術發達的社會里,掃除數學盲』的任務已經替代了昔日掃除文盲』的任務而成為當今教育的重要曰標,人們可以把數學對於我們社會的貢獻比喻成空氣和食物對於生命的作用。事實上,可以說,我們大家都生活在數學的時代──我們的文化已經數學化。在我們周圍,神通廣大的計算機最能反映出數學的存在,……,若要把數學研究對我們社會的實用價值寫出來,並說明一些具體的數學思想怎樣影響這一世界,那就可以寫出幾部書來。」他指出:「(1)高明的數學不管怎麼抽象,它在白然界中最終必能得到實際的應用;(2)要准確地預測一個數學領域到底在那些地方有用場是不可能的。」[2]有許多數學家常常對自己的思想得到的應用感到意外。例如,英國數學家哈代(G H Hardy)研究數學純粹是為了追求數學的美,而不是因為數學有什麼實際用處,他曾自信地聲稱數論不會有什麼實際用處,但四十年後質數的性質成了編制新密碼的基礎,抽象的數論與國家安全發生了緊密關系。「計算機科學家報告說每一點數學都以這樣或那樣的方式在實際應用中幫了忙,物理學家則對於數學在自然科學中異乎尋常的有效性』贊嘆不已。」
其次,數學教育應該注意培養學生應用數學的意識和能力,這已經成為我國數學教育界的共識。但應該注意的另一方面,數學的應用極其廣泛,在中小學有限時間內,介紹數學應用就必須把握好度。數學的應用具有極端的廣泛性,任何一個數學概念、定理、公式、法則都有極廣的應用。而過量和過度的數學應用問題的教學必然影響數學基礎理論的教學,而削弱基礎理論的學習又將導致數學應用的削弱。在中學數學教學中,重在讓學生初步了解數學在某些領域中的應用,認識數學學習的價值從而重視數學學習。另外,數學的應用也不僅限於具體知識的實際應用,很重要的是一些數學觀念和思想在實際工作中的運用。中小學是打基礎的時候,所謂打基礎主要是打數學基本知識和技能的基礎,要讓學生有較寬廣的數學視野,不應該以在實際中是否直接有用作為標准來決定教學內容的取捨,也不應該要求學生數學學得並不多的時候就去考慮過最的應用問題。初中數學教學實踐反映,一些傳統的教學內容被刪減對於學生數學學習產生了不良影響;高中數學新教材實驗回訪也反映,高中數學教科書中某些部分實際問題份量「過重」,不少實際問題的例、習題背景太復雜,教學中需花很多時間幫助學生理解實際背景,沖淡了對主要數學知識的學習。實際上,學生參加工作後面臨的實際問題會有很大的差異,學生的工作生活背景差異也很大,學生對於實際背景、實際問題的興趣會有很大的差異,另外實際問題涉及因素常常較多,對於中小學生,尤其是對於義務教育中的學生而言常常顯得比較復雜。數學在某一個特殊領域的應用就必然涉及這個領域的許多專門化的知識,對於學生成為較大的困難。此外,學校教育雖然是為學生今後參加工作和生產作的准備,但也不必讓學生化過多時間去思考成人階段才會遇到的一些實際問題,有些實際問題不如留給成年人去考慮。2001年,人民教育出版社中學數學室邀請北京大學數學科學學院田剛教授等談數學教育的有關問題,他們在談到對於數學科學及其教學的看法時指出:數學主要還是計算與推理,從數學中能學到的,最重要的是邏輯思維,抽象化的方法,這是一些普遍有用的東西;數學教育中邏輯思維能力的培養要加強,就應用而言,目前的信息技術中就非常需要很強的邏輯思維能力,尤其是編寫程序,編程有長有短,短的出錯的可能性小一些,怎樣才能短一些又解決問題,不出現錯誤,這就需要邏輯思維;美國進行微積分的教學改革,用高級的圖形計算器,能直觀地看,用逼近的方法;技術能對直觀地把握數學有一定的幫助,不過真正重要、有用的還是用邏輯推導公式;數學教育要教一些基本的東西。
第三方面,數學具有廣泛應用,但並非所有學生都會去從事需要很深奧的數學知識的工作,單就直接應用數學的角度而言,不必每個學生都學習很高深的數學理論。普通百姓經常應用的是最基本的數學知識,學習數學很重要的目的是通過學習提高思維能力。所以,在中小學階段,一方面數學教學要面向全體學生,使人人都有機會獲得良好的數學教育,另一方面也應該根據學生的實際和他們的興趣愛好,根據每個學生的學業、智能發展特長,讓不同的學生在不同的方面得到不同的發展,當然,對於規劃在科學和技術領域發展的學生必然應該打下良好的數學基礎。大家注意到,大量在中學階段打下了良好數學基礎的學生,包括部分國際國內中學數學競賽中的優勝者,卻沒有在後續學習階段繼續以數學作為自己的主要發展方向而選擇其他的領域,而選擇理工科專業的學生常常在大學階段仍學習很多的數學科學的課程,這也說明了數學應用的廣泛性和數學對於學生發展的重要價值。
Ⅲ 數學有哪些特點
提問者你好。
數學的抽象,在對象上、程度上都不同於其他學科的抽象,數學是藉助於抽象建立並發展起來的.數學的抽象撇開了對象的具體內容,而僅僅保留數量關系和空間形式.在數學家看來,五個石頭、五座大山、五朵金花與五條毒蛇之間,並沒有什麼區別.數學家關心的只是「五」.又如幾何中的「點」、「線」、「面」的概念,代數中的「集合」、「方程」、「函數」等概念都是抽象思維的產物.「點」被看作沒有大小的東西,無長無寬無高;「線」被看作無限延長而無寬無高,「面」則被認為是可無限伸展的無高地面.實際上,理論上的「點」、「線」、「面」在現實中是不存在的,只有充分發揮自己的空間想像力才能真正理解。
有的同學因數學的抽象而感覺數學枯燥、難學,其實「抽象」是數學的武器,是數學的優勢.我們應該喜愛「抽象」,在數學的抽象過程中保留量的關系和空間形式,而舍棄其他一切,學會運用「抽象」的手段來解決問題。
Ⅳ 理解並解釋數學知識有什麼特點
數學學科特點:高度的抽象性、結論的確定性和應用的廣泛性是數學的特點.要想學好數學必須具備三大能力,即運算能力、空間想像能力及邏輯思維能力,其中邏輯思維能力是核心。運算能力是基礎,空間想像能力主要用於立幾題中,邏輯思維能力包括,判斷能力、邏輯推理能力、數學建模能力以及對數學解的分析能力,
同時學習好數學要抓住「四個三」:
1.內容上要充分領悟三個方面:理論、方法、思維;
2.解題上要抓好三個字:數、式、形;3.閱讀、審題和表述上要實現數學的三種語言自如轉化(文字語言、符號語言、圖形語言);4.學習中要駕馭好三條線:知識(結構)是明線(要清晰),方法(能力)是暗線(要領悟、要提練),思維(訓練)是主線(思維能力是數學諸能力的核心,創造性的思維能力是最強大的創新動力,是檢驗自己大腦潛能開發好壞的試金石。)
方法;一、掌握基礎知識。把課本上的知識點全部弄懂弄熟,把課本上的例題,練習題也要研究透徹。二、能夠,靈活運用。對於公式、定理、推論要理解透徹,在解題時分析題意,聯系相關知識點,運用到解題步驟中。三、舉一反三,勿搞題海戰。做題不要求多,而要精,只要掌握一種類型的一道題,那麼這種類型的其它題就可迎刃而解,萬變不離其宗。四、考前復習要有側重點。I,分值大的主要有函數,圓椎曲線,概率排列組合。分值小的有數列,三角函數,不等式,集合。
數學是一切科學之母"、"數學是思維的體操",它是一門研究數與形的科學,它不處不在。要掌握技術,先要學好數學,想攀登科學的高峰,更要學好數學。
數學的三大特點嚴謹性、抽象性、廣泛的應用性所謂數學的嚴謹性,指數學具有很強的邏輯性和較高的精通性,一般以公理化體系來體現。
什麼是公理化體系呢?指得是選用少數幾個不加定義的概念和不加邏輯證明的命題為基礎,推出一些定理,使之成為數學體系,在這方面,古希臘數學家歐幾里得是個典範,他所著的《幾何原本》就是在幾個公理的基礎上研究了平面幾何中的大多數問題。在這里,哪怕是最基本的常用的原始概念都不能直觀描述,而要用公理加以確認或證明。
數學的抽象性表現在對空間形式和數量關系這一特性的抽象。它在抽象過程中拋開較多的事物的具體的特性,因而具有十分抽象的形式。它表現為高度的概括性,並將具體過程符號化,當然,抽象必須要以具體為基礎。
至於數學的廣泛的應用性,更是盡人皆知的。只是在以往的教學、學習中,往往過於注重定理、概念的抽象意義,有時卻拋卻了它的廣泛的應用性。
Ⅳ 數學的主要特徵是什麼
數學的定義即是數學的特徵
數學是研究數量、結構、變化以及空間模型等概念的一門學科。透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察中產生。數學家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴謹推導出的真理。
名稱來源
數學(mathematics;希臘語:μαθηματικά)這一詞在西方源自於古希臘語的μάθημα(máthēma),其有學習、學問、科學,以及另外還有個較狹意且技術性的意義-「數學研究」,即使在其語源內。其形容詞μαθηματικός(mathēmatikós),意義為和學習有關的或用功的,亦會被用來指數學的。其在英語中表面上的復數形式,及在法語中的表面復數形式les mathématiques,可溯至拉丁文的中性復數mathematica,由西塞羅譯自希臘文復數τα μαθηματικά(ta mathēmatiká),此一希臘語被亞里士多德拿來指「萬物皆數」的概念。(拉丁文:Mathemetica)原意是數和數數的技術。
數學的本質
數學的本質是什麼?為什麼數學可以運用在所有的其它科目上?
數學是研究事物數量和形狀規律的科目。
如果要深入的研究其本質及其擴展問題,就必須引入【全集然文明】專有名詞了。
其實數學的本質是:一門研究【儲空】的科目。
自然萬物都有其存儲的空間,這種現象稱之為【儲空】。
要判斷一個事物是否為「儲空」其實很簡單:只要能夠套入「在××里」的××就是「儲空」(包括具體和抽象)。於是大家將會發現,所有的事物都可以套入其中,也就是說:自然萬物都只是不同的「儲空」而已。
於是人們也發現:【代數】就是研究【儲空量】的科目;【幾何】就是研究【儲空形狀】的科目。而既然自然萬物都只是不同的儲空而已,那麼數學當然也就可以通用於所有的科目之中了!
1.更多的證據
因為一個除真空外的儲空都是有【儲隔】(儲空隔膜)的,於是人們在其它科目中使用數字就必須用【單位】來區分各種不同的儲空,如:個、頭、條、小時、牛、焦耳、歐姆、安培等等,可以說離開了單位,數字幾乎毫無意義。
並且各種名詞的【定義】也是相關儲空的儲隔,就是區別於其他事物的地方。
2.新數學等式和計算模型
異儲空計算模型
異儲空等式【異儲空等式】比如:1個人 異等於 5個蘋果 ,就是說:一個人可以得到5個蘋果,或一個人和5個蘋果相聯系(任何聯系都可以);異等號就是等號=下面加個o(儲空標志);這樣就可以簡單的描述很多日常生活中碰到的計算。而且您還可以通過右圖的【異儲空計算模型】(最簡單的模型),來計算一些事物。
3.其他幾何領域
當然有,其實一直都有兩個巨大的幾何領域被人們長期的忽視,那就是【文字幾何】與【功能幾何】。
(1)文字幾何:當一些有特定含義的文字按照特殊的組合和形狀排列下來就會出現各種特殊的功能和特性。就像我們最常見的「化學元素周期表」、「文字圖表」、「數學計算模型」等等。
(2)功能幾何:各種形狀都是擁有各種不同的功能的!如球形可以做大容量的容納物質,交叉有利於物質傳播等等。所以我們應該仔細研究和探討各種形狀的各種特殊功能!
使用全集然文明邏輯:如果自然萬物有共同的本質和規律,那麼它們必然可以用來推導各個科目的本質和規律,並推理出該科目內的新內容。於是我們發現了數學就是研究「儲空」的一個科目,並推理出了各種新領域。
註:等式、四則運算、解方程式的本質都可以用【儲空】內部規律推理出來
數學研究的各領域
數學主要的學科首要產生於商業上計算的需要、了解數字間的關系、測量土地及預測天文事件。這四種需要大致地與數量、結構、空間及變化(即算術、代數、幾何及分析)等數學上廣泛的子領域相關連著。除了上述主要的關注之外,亦有用來探索由數學核心至其他領域上之間的連結的子領域:至邏輯、至集合論(基礎)、至不同科學的經驗上的數學(應用數學)、及較近代的至不確定性的嚴格學習。
數量
數量的學習起於數,一開始為熟悉的自然數及整數與被描述在算術內的自然數及整數的算術運算。整數更深的性質被研究於數論中,此一理論包括了如費馬最後定理之著名的結果。數論還包括兩個被廣為探討的未解問題:孿生素數猜想及哥德巴赫猜想。
當數系更進一步發展時,整數被承認為有理數的子集,而有理數則包含於實數中,連續的數量即是以實數來表示的。實數則可以被進一步廣義化成復數。數的進一步廣義化可以持續至包含四元數及八元數。自然數的考慮亦可導致超限數,它公式化了計數至無限的這一概念。另一個研究的領域為其大小,這個導致了基數和之後對無限的另外一種概念:艾禮富數,它允許無限集合之間的大小可以做有意義的比較。
結構
許多如數及函數的集合等數學物件都有著內含的結構。這些物件的結構性質被探討於群、環、體及其他本身即為此物件的抽象系統中。此為抽象代數的領域。在此有一個很重要的概念,即向量,且廣義化至向量空間,並研究於線性代數中。向量的研究結合了數學的三個基本領域:數量、結構及空間。向量分析則將其擴展至第四個基本的領域內,即變化。
空間
空間的研究源自於幾何-尤其是歐式幾何。三角學則結合了空間及數,且包含有著名的勾股定理。現今對空間的研究更推廣到了更高維的幾何、非歐幾何(其在廣義相對論中扮演著核心的角色)及拓撲學。數和空間在解析幾何、微分幾何和代數幾何中都有著很重要的角色。在微分幾何中有著纖維叢及流形上的計算等概念。在代數幾何中有著如多項式方程的解集等幾何物件的描述,結合了數和空間的概念;亦有著拓撲群的研究,結合了結構與空間。李群被用來研究空間、結構及變化。在其許多分支中,拓撲學可能是二十世紀數學中有著最大進展的領域,並包含有存在久遠的龐加萊猜想及有爭議的四色定理,其只被電腦證明,而從來沒有由人力來驗證過。
基礎與哲學
為了搞清楚數學基礎,數學邏輯和集合論等領域被發展了出來。康托(Georg Cantor,1845-1918)首創集合論,大膽地向「無窮大」進軍,為的是給數學各分支提供一個堅實的基礎,而它本身的內容也是相當豐富的,提出了實無窮的存在,為以後的數學發展作出了不可估量的貢獻。Cantor的工作給數學發展帶來了一場革命。由於他的理論超越直觀,所以曾受到當時一些大數學家的反對,就連被譽為「博大精深,富於創舉」的數學家Pioncare也把集合論比作有趣的「病理情形」,甚至他的老師Kronecker還擊Cantor是「神經質」,「走進了超越數的地獄」.對於這些非難和指責,Cantor仍充滿信心,他說:「我的理論猶如磐石一般堅固,任何反對它的人都將搬起石頭砸自己的腳.」他還指出:「數學的本質在於它的自由性,不必受傳統觀念束縛。」這種爭辯持續了十年之久。Cantor由於經常處於精神壓抑之中,致使他1884年患了精神分裂症,最後死於精神病院。
然而,歷史終究公平地評價了他的創造,集合論在20世紀初已逐漸滲透到了各個數學分支,成為了分析理論,測度論,拓撲學及數理科學中必不可少的工具。20世紀初世界上最偉大的數學家Hilbert在德國傳播了Cantor的思想,把他稱為「數學家的樂園」和「數學思想最驚人的產物」。英國哲學家Russell把Cantor的工作譽為「這個時代所能誇耀的最巨大的工作」。
數學邏輯專注在將數學置於一堅固的公理架構上,並研究此一架構的成果。就其本身而言,其為哥德爾第二不完備定理的產地,而這或許是邏輯中最廣為流傳的成果-總存在一不能被證明的真實定理。現代邏輯被分成遞歸論、模型論和證明論,且和理論計算機科學有著密切的關連性。
恩格斯說:「數學是研究現定世界的數量關系與空間形式的科學。」
數學的分類
離散數學
模糊數學
數學分支
1.算術
2.初等代數
3.高等代數
4. 數論
5.歐式幾何
6.非歐式幾何
7.解析幾何
8.微分幾何
9.代數幾何
10.射影幾何學
11.幾何拓撲學
12.拓撲學
13.分形幾何
14.微積分學
15. 實變函數論
16.概率和統計學
17.復變函數論
18.泛函分析
19.偏微分方程
20.常微分方程
21.數理邏輯
22.模糊數學
23.運籌學
24.計算數學
25.突變理論
26.數學物理學
Ⅵ 論述數學學科四大特點
,對於數學是幾家歡喜幾家愁,高分的同學可以達到140多甚至考到滿分150分,但是有的同學可能連及格分都達不到。從整體情況來看,每年全國考研數學的平均分一般都是低於及格分的,只有80分左右。那平均分這么低,是不是說明考研數學很難呢?為了解答這個問題,大家就需要知道考研數學的基本特點了。
1、穩定
從每年考試大綱中反映的情況來看,考研統考的三科政治、英語、數學當中,數學的變化情況是很小的。每一年的考點和前一年相比,不論是命題方向還是試題特點上,都是在不斷重復的。正是由於考研數學的穩定性,九十年代甚至是八十年代的考研真題與現在的考試試題相比,都沒有發生很大的變化。它的穩定性這一特點,對我們考生的復習是很有好處的,因為這表示在新的大綱還沒有出來之前,大家完全可以把去年的大綱作為指路明燈去進行復習。
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2、基礎
為什麼說考研數學是基礎的呢?我們來看一下考試大綱對於考研數學是怎麼定義的:考研數學,考查的是考生對基本概念的理解,以及運用數學的基本方法和基本理論,解決數學的基本問題的能力。這一句話充分表達了考研數學考查是每個學科內最基本的內容和最基本的考點,這也說明不需要大家對數學有多麼深刻的認識,只需要理解、掌握每個學科內最基本、最簡單的內容就可以了,這也是我們考研數學復習的基本方向:以基礎為重。其實這也從側面回答了考研數學難不難的問題,至少從考試大綱反映的情況來看是不會特別難的。
3、綜合
這個特點說明雖然考研數學考查的都是很基礎的點,但是不會孤立的、分開的去考查大家,而是會把很多知識點融合到一道題目當中去考核大家。題目的綜合性一上來,對大家的要求也就很高了。這就要求大家在復習的過程中既要,又要系統,也就是說大家不僅要掌握各個考點,還要理解考點和考點之間的聯系,只有做好了這兩點,才能有得高分的可能。
4、題量大
考研數學的試卷一共有23道題,考試時間是180分鍾,看起來題量不是很大,時間很長,但從每年實際考試的情況來看,能夠完完整整做完整套試卷的考生是不超過10%的,絕大部分考生都是有會做但是沒有時間做的題目,這樣的話就會影響大家最後的成績了。關於這個問題,沒有任何技巧可以避免,大家只能做題,做題,再做題,通過做題加深對知識點的理解,從而提高解題的速度。在考試中做到不但要會,更要快,不但要掌握,更要熟練!
以上就是考研數學的四大基本特點。所謂知己知彼百戰不殆,知道了我們要面臨的問題,我們才能有針對性的解決辦法。考研數學到底怎麼復習呢?其實答案就隱藏在這幾個基本特點中,概括起來就是:先打好基礎,再學會綜合應用,最後提高熟練度,加快解題速度。這就是我們復習考研數學的基本方向。
Ⅶ 數學的主要特徵是什麼
數學源自於古希臘語,是研究數量、結構、變化以及空間模型等概念的一門學科。透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察中產生。數學的基本要素是:邏輯和直觀、分析和推理、共性和個性。
希望可以幫到你哦
Ⅷ 小學數學學科特點有哪些
1、小學數學是一種符號化的數學知識與生活實際經驗相結合的學習過程。
2、小學數學是一種不斷提出問題、探索問題、解決問題的過程。
3、小學數學是獲取數學知識、形成數學技能和能力的一種思維活動。通過數學學習培養學生的思維能力,尤其培養創新意識是不言而喻的。
4、小學數學是有指導的「再創造」的過程,著名的荷蘭數學教育家弗賴登塔爾指出:用自己的思維方式重新構造知識就是再創造。
Ⅸ 數學學科有什麼特點
1.明確的表述概念
2.抽象
3.理想化
4.有推理方法
5.有獨特的符號體系
6.數學的二元性:歸納+推理=創造