數學是我們一生中使用率最高的課程,大到買菜逛街,小到攢錢買房。然而,数学课數學是一門非常小眾的學科,常常被人們忽視。33歲獲得菲爾茲獎的哈佛大學教授丘成桐認為,“基礎數學需要國家更多的投入;數學不重要,因為它能解決工業問題——它非常重要。
對於學生數學的基礎知識教育,很多家長從小在培養自己孩子進行學習的時候容易陷入誤區,以為企業學習數學問題就是讓孩子學會加減乘除、分數代數,以考試取得高分為最終提高學習發展目標。
事實上,學習數學遠遠不止這些,在一道數學題上,中文课延伸也可以培養孩子的語言能力和邏輯思維能力等能力。
數學是用來描述各種模式、結構和規律的語言,可以幫助孩子理解事物的本質。學習數學是鍛煉大腦邏輯思維的好方法,可以幫助孩子從不同的角度思考,使思維更加活躍,更容易接受和理解新事物。最終我們要培養孩子學習的不僅僅是數學運算,還有數學思維,數學思維包括二十多種思維方式,比如發散思維、逆向思維、邏輯思維、空間思維、立體思維等等。
我記得在學校的時候,我的同學,甚至我的父母都曾經說過: “學數學有什么用?你長大後不會想成為一名數學家的。”很多學習原則是你在大學時就學到的,在大學之前我們學習的是基礎知識,大學開始在各行各業的深入探索都離不開數學。
數學在許多領域發揮著關鍵作用。作為一門基礎科學,數學的每一次進步,最終都會推動人類整體科技和生活的進步。
當下的人工進行智能、大數據、雲計算、新能源等這些研究領域的尖端技術科技都和數學發展有著千絲萬縷的聯系。
數學在人工智能領域中的作用
→人工智能說到底是算法
人工智能實際上是數學、算法理論和工程實踐相結合的一個領域。歸根結底是算法問題。這就是數學、概率論、統計學和其他數學理論的體現。例如,簡單的機器翻譯和語音識別可以通過概率公式和馬爾可夫假設來實現。
→數學讓人工智能成為一門規范的科學。
人工進行智能技術綜合性很強,機器學習識別、遺傳算法、概率統計、數據信息科學、數值研究分析問題等等都在人工智能教育領域起著非常重要的作用。數學是這些分門別類知識的核心理論基礎,數學讓人工智能成為了一門規范的科學。
數學在航空航天中的作用
→世界上任何火箭的設計制造都離不開一個公式“齊奧爾科夫斯基公式”。
1903年,俄羅斯科學家發現了康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基。
火箭速度與火箭發動機噴氣速度、火箭質量和燃料質量關系。
→航天器何時進行發射是可以直接算出來的
有許多發射時間限制,包括照明條件,恢複時間,會合和對接等。通過建立各約束條件與發射時間之間的關系式,可以計算出相應的發射窗口,最終發射時間是發射窗口的公共部分。
數學在國防安全領域中的作用
現代戰爭的定量分析與建模
從作戰指揮到作戰計劃,都需要進行定量分析,建立模型,形成隨機的作戰指揮體系。其中,概率統計、運籌學等數學分支發揮著重要作用。
→數論知識用於管理信息的“加密”與“解密”
大多數公鑰算法都是基於高計算複雜度的困難問題,需要在高速計算機上進行大量耗時的求解。這些方法通常是從幹數理論推導出來的。例如,RSA 源幹整數分解問題,DSA 源於離散對數問題,而橢圓曲線密碼學則基於與橢圓曲線相關的數學問題。
數學在生物醫學領域中的作用
生命現象可以用數學模型來研究
數學模型可以定量描述生物物質的運動過程,一個複雜的生物學問題可以借助數學模型轉化為一個數學問題。通過數學模型的邏輯推理、求解和運算,得出客觀事物的相關結論,達到研究生命現象的目的。
→用數學輔助精准醫療
浙江人民大學一團隊可以通過學生數學分析模型和數學算法,不僅能重構病人腹部三維,還編成軟件呈現給醫生,幫助企業進行教育精准判斷。他們還利用網絡深度合作學習方法處理超聲影像,同時中國加入旋轉不變性等現代經濟數學的概念,研制出基於超聲影像的智能診斷管理系統的DE超聲機器人。
數學在信息領域的作用
如果沒有快速傅裏葉變換,今天就沒有互聯網
在各大信息學科的建立和發展中,一些著名的數學家往往成為相關領域的先驅。沒有快速傅立葉變換,就沒有今天的互聯網;穀歌的核心技術依賴於大矩陣特征值的快速算法。
解決物聯網中的關鍵科學問題
提出並發展原創理論和方法,賦予分布式網絡算法實時性、准確性、智能性和普及性,有助於解決以物聯網為代表的網絡優化與控制技術中的關鍵科學問題,包括網絡資源的有效分配。
數學在能源領域的作用
→偏微分矩陣方程組、幾何學發展關乎電的安全
一個大的區域連接到一個大的電網。每個電網由多個發電廠支撐,每個發電廠的生產過程可以用一組微分方程來描述,並以高階代數方程為約束條件。發電、供電和輸電的安全涉及複雜的偏微分方程、幾何學和許多其他數學問題。
→數學也可用於油氣勘探
由於油氣資源勘探日益複雜,利用大型計算機和先進的數學方法處理油氣勘探的地震資料已成為國內外油氣勘探最重要的手段。
數學在海洋領域的作用
→大數據實現天氣預報
動力控制系統、偏微分方程、隨機微分方程、計算教學方法等研究發展方向在大氣與海洋環境科學的研究工作中都有重要技術應用。例如,深圳打造的海洋大數據信息系統,通過這些數據可以融合和交織分析,能給出指定區域的出行建議,並能預測台風登陸行徑,為專家決策問題提供理論依據。
→數學模型可以預測海嘯
這個數學模型通過估計海嘯在哪裏登陸,海浪的高度,以及它們移動的速度來支持海嘯預警系統。更為根本的是,數學科學有助於繪制海底地形圖,並根據獨立的海洋潮汐測量儀的數據推斷大規模海浪的行為,這些測量儀不規則地放置在數百英裏之外。
數學在先進制造領域中的作用
→CAD核心管理功能建立在計算幾何等數學知識基礎上在數字化教學設計可以制造企業技術經濟發展的每個關頭,數學學習方法都起了一個關鍵重要作用。例如,計算機網絡輔助系統設計(CAD)的核心產品功能,曲面造型、參數化設計、協同創新設計等,直接建立在計算幾何、計算代數幾何、自動推理、運籌學等數學分支的基礎上。
高端數控機床的數控系統
數控系統是數控機床的“大腦”,是決定其性能的關鍵因素。數控系統的一些核心技術是實現高速高精度控制的基礎。這些問題可以歸結為幾何計算、求解非線性方程和最優控制問題。
數學到底有多重要?
綜上所述,我們可以說數學學科影響著國家的實力。
所以,孩子們,數學不是一門簡單的學科。當你對初學者的數學一無所知時,你可能會被它抽象的思維和生澀的概念難倒。很多時候,當你做不出題的時候,你會感到挫敗,想放棄,但請在情緒平複後,保持熱情,繼續前進。為什么?因為如果你將來想成為科學家、醫生或者宇航員,你需要面對數學。想從事高精尖行業,必須以數學為基礎。所以,為了自己的夢想,請迎接數學的挑戰,克服困難。小數點老師陪你攻克,駕馭數學。以後一定會感謝自己的辛苦!
家長們,如果沒有你們在孩子的學習問題上遇到一個難題,可以通過關注我,我們國家共同進行探討解決問題的答案,讓孩子的學習更上一層樓!
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