范文一:数学科技论文
院 系: 数学与决算科学学院 专 业: 数学与应用数学(金融数学) 学 号: 10251003206 姓 名: 陈锦柱 指导教师: 胡桂武、邹战勇、陈建超 提交日期: 2012 年 1 月 13 日
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姓名 陈锦柱 学年论文成绩
评语:
指导教师(签名)
年 月 日
说明:指导教师评分后,学年论文交院(系)办公室保存。
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中文摘要
数学是一门有着广泛应用的基础科学,对生产和生活起到了重要
的作用。本文浅显地分析了数学的特点、数学思想和数学工具在科学
研究中所表现出的重要作用。
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、管理、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。本文从
数模的角度出发,剖析了高新技术与数学技术的关系,论证了高新技
术的实质就是一种数学技术。
关键词:计算机技术 数学的应用 数学技术 高新技术 数学建模
Abstract:With the rapid development of computer technology, the application of mathematics, not only in the field of engineering, natural sciences play an increasingly important role, and an unprecedented breadth and depth to the economic, management, financial, biological, medical, environmental, geological, population, transportation, and other new areas of infiltration, the so-called mathematical technology has become an important part of the contemporary high-tech. This article is from the point of view of the digital-to-analog analysis of the relationship of the high-tech mathematical techniques, and demonstrates the essence of the high-tech is a mathematical technique.
Key words:Computer technology, The application of mathematics, Mathematical techniques, High-tech, Mathematical Modeling
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目录
摘要............................................................................................................................2 一、 前言...................................................................................................................4 二、 数学的定义和特点...........................................................................................4
2.1抽象性..........................................................................................................4
2.2精确性..........................................................................................................5
2.3普遍性..........................................................................................................5 三、 科学技术与数学的关系....................................................................................6
3.1数学建模的作用...........................................................................................7 四、 数学在科学中的应用.........................................................................................8
4.1数学在物理中的应用....................................................................................9
4.2数学在经济学中的应用................................................................................9
4.3数学在生物学中的应用................................................................................9
4.4数学在人文科学中的应用............................................................................9
4.5数学在人工智能中的应用............................................................................10
4.6数学在计算机中的应用................................................................................10 五、参考文献...............................................................................................................11
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一、前言
随着科学不断的进步,计算机的出现,社会环境的不断改变,各个新兴学科的不断产生和发展,使得数学的应用领域越来越广泛,数学对人所起的作用越来越大。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、管理、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。高科技是现代社会发展的主流,数学技术是高科技不可或缺的一部分,而数学建模就是两者的桥梁,从数模的角度来看,高科技的本质是一种数学技术。
二、数学的定义和特点
毕达哥拉斯学派提出了“万物皆数”的观点,虽然这是一个错误的观点,因为数是个概念,不是物,是物的数量特征在人的头脑中反映为数,不是客观存在的物。但是这个错误的背后是一个人类认识上的大进步——认识到数量关系在宇宙中的重要性。
当前,数学被定义为是从量的侧面去探索和研究客观世界的一门学问。而客观世界中的任何事物或对象又是质与量的对立统一,因此没有量的侧面的事物或对象是不存在的。因此从数学的定义出发,就必然导致数学与客观世界中的一切事物的存在和发展密切相关。
恩格斯曾经说过,“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量关系,所以是非常现实的材料。这些材料以极度抽象的形式出现,这只能在表面上掩盖它起源于外部世界的事实。但是为了能够从纯粹的状态中研究这些形式的关系,必须使它完全脱离自己的内容,把内容作为无关重要的东西放在一边。”从这一论述出发,数学具有如下特点:
1.1抽象性
任何科学及人类思维都具有抽象性,但数学要比其他理论更抽象。一方面,它是对具体事物的抽象,比如从一块石头抽象出1的概念。另一方
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面,它还可以在抽象之上进行抽象,由概念引出概念。如1、2、3等概念无疑是建立在对真实事物的直接抽象上。至于像虚数这样的概念,则距离现实更远,以至被认为是“思维的自由想象和创造物”。总之,它只保留了事物的空间形式和数量关系;数学体系是由抽象的概念以及关系构成的,是被人们用高度形式化的符号来描述的;而且所有这些内容,都只能靠思维才能把握。
1.2精确性
精确性主要是指的是逻辑的严密性和结论的确定性。数学的纯粹的关系,量的结构等概念是定义明确的,其所有理论都是严格按照逻辑法则推导出来的。这种推导对于每个人来说都是无可争辩和确定不疑的。因此,数学结论具有严格的逻辑性和结论的准确性。正像爱因斯坦所说的:“数学之所以有高声誉,受到特殊的尊重,一个理由是数学的命题具有可靠性,另一个理由是数学给予自然科学以某种程度的可靠性,没有数学,科学是达不到可靠性的。”数学上的公理系统在描述、分析、解释自然、社会现象时,通常都是以精确、可靠著称的,当然,在数学领域内,精确性的含义也是相对的。如模糊数学的创立,就表明精确性和模糊性的相对性。但事实上,而这并不是相互对立的,模糊性并不要求舍弃精确性,相反地,正是在于运用数学的精确方法,深入到现实世界中的模糊事件或现象中去,以求达到认识的数值化、明晰化。
1.3普遍性
数学方法适用于现实生活和科学研究的一切领域,因而具有广泛的普遍性。当然,在实际上,数学方法在各门科学中的应用程度和所处地位是各不相同的。这和科学发展的水平和数学发展的水平都有关系。比如在19世纪,数学应用“在固体力学中是绝对的,在气体力学中是近似的,在液体力学中已经比较困难了;在物理学中多半是尝试性的和相对的,在化学中是最简单的一次方程;在生物中=零”。进入20世纪后,在整个力学、物理学、天文学中,数学的应用无处不有。化学、生物学由于数学方法的广泛应用而逐渐走向精密科学。连经济学、地质学、生态学、社会学、心理学以至法学、历史学、伦理学等科学也越来越多地运用数学方法,并出现大量新兴的边缘科学,如计量经济学、社会统计学、数学生物学等。随
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着信息时代的到来和计算机的普遍应用,数学方法正朝着更广泛、更深刻的方向发展,计量化已成为科学技术发展的趋势。
三、科技与数学的关系
综观技术的发展,人类为了更好地生存与发展,创造了许许多多的技术,它们或多或少都与数学的发展有着不可分割的联系,可以说是相生相伴。人类最初掌握的比较完善的技术之一可以说是记数技术,从几万年前的刻痕记数(以树干、骨头为物质载体,把数刻在其上记事)、结绳记数(用草绳打结记事)、石子记数、手指记数,到近代用的纸笔记数、现代的计算机计数,这些记数方法的不断改进与演化已经形成了今天相当完善的记数制与计算技术。数学技术一般指实现数学运算、推理、应用的信息技术,它总是伴随着数学的进步而进步。数学的原理、思想、方法与技术结合而形成的数学技术本质上就是一种高科技。离开了数学技术,信息技术将成为无源之水,也就谈不上发展了。总而言之,高科技与数学技术彼此互为依赖,缺一不可,数学建模就是两者之间的一个过渡点,紧紧地把两者联系在一起。
何为数学建模,当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学模型是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。数学建模是数学在各领域广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径,数学建模在科学技术发展中的作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视。 从数学建模的角度出发看待高科技与数学技术,可以说高科技的就是一种数学技术。
首先,从数学建模的实际意义出发,数学建模是一种数学的思考方法,
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是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包含抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。这里的描述不但包括外在形态,内在机制的描述,也包括预测,试验和解释实际现象等内容。我们也可以这样直观地理解这个概念:数学建模是一个让纯粹数学家(指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家,生物学家,经济学家甚至心理学家等等的过程。数学模型一般是实际事物的一种数学简化。它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的,但它和真实的事物有着本质的区别。要描述一个实际现象可以有很多种方式,比如录音,录像,比喻,传言等等。为了使描述更具科学性,逻辑性,客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。使用数学语言描述的事物就称为数学模型。有时候我们需要做一些实验,但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验,实验本身也是实际操作的一种理论替代。而数学技术在这方面的意义恰好与高新技术的各种要求和条件是一致的。
从数学建模的应用角度出发,数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性,结论的明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性,自从20世纪以来,随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,人们对各种问题的要求越来越精确,使得数学的应用越来越广泛和深入,特别是在21世纪这个知识经济时代,数学科学的地位会发生巨大的变化,它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。经济发展的全球化、计算机的迅猛发展,数理论与方法的不断扩充使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库,数学已经成为一种能够普遍实施的技术。数学技术与高新记住之间一直都是相互依赖的,每一次当两个不同领域的思想成功地结合之后,都将产生意想不到的结果。兰德尔曾说科学起源于数学。近代科学的发展,主要依赖于数学的发展。克莱因甚至强调一个时代的总体特征,在很大程度上与这个时代的数学活动有着密切的联系。当今社会,数学与高新技术的相互渗透己经非常广泛,高新技术从本质上来讲是一种数学技术。在勘探石油的时候,美国人用wiener滤波来处理数据,成功地在一条河流下的93Okm处,找到了一个储量超过十亿桶的大油田;在制造飞机的过程中,人们用有限元来分析结构的强度和稳定性,用最优法来计算如何能让飞机
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在提速的同时又能省油:用概率论来解释色盲分布的平稳性:1990年爆发的中东战争就是数学战争,战争中比的不是人力、物力、火药等,而是数学的尖端技术,实际上现代战争也全都是数学战争,现代战争中出现了很多高新技术,如GPS、卫星定位、授时等,授时在现代战争中除了协调指挥以外,还有一个及其重要的作用就是对精确打击武器的制导。
有位数学家甚至断言:“只要人类文明不断地进步,在下一个两千年里,人类思想中压倒一切新事物的,将是数学理智的统治。”这句话虽然在程度上有些夸张,但是不正是说明了数学技术在高新技术上扮演的重要角色么,当高新技术发展到一定程度的时候,人们必然可见其本质实则就是一种数学技术。
四、数学在科学中的作用
数学经常作为其它科学的工具出现;而事实上,数学也是一个完整、严密的思想体系。
4.1数学是一种工具
华罗庚先生曾经写到:“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,无不应用数学。”正如华老所言,数学作为一种工具在科学中许多领域都有十分广泛的应用。
4.1.1数学在物理学中的应用
在波尔建立原子量子模型以后,德国一位物理学家海森伯,直接从光谱的频率和强度的经验资料出发,在1925年提出了矩阵量子力学。而另外有一位差不多同时,或者稍晚一点,奥地利的物理学家薛定諤,他改进了德布罗意基于波粒二象性的物质波理论,提出了波动量子力学。矩阵量子力学中使用矩阵数学作为描述量子力学的工具,而波动量子力学中则采用更为大家所熟悉的微分方程作为数学工具。美国的物理学家费曼,他的研究不仅证明了矩阵和波动两种量子力学的数学的等价性,而且又发展出了第三个等价的方法,就路径积分量子力学,从这里我们也可以看到,对物理现象的描述都用到了数学这种工具。
4.1.2数学在经济学中的应用
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著名的宏观经济学家 John Maynard Keynes曾经说过,“一个经济学家应该在某种程度上是一个数学家,历史学家,国际活动家,哲学家”。从这段评述中,我们可以得到以下结论:第一,经济学家必须是多才多艺的;第二,经济学家必须具有良好的数学功底。历史已经证明,一个丝毫不懂数学的经济学人是不会在经济研究的路上走得很远的;而一个具备良好数学基础的经济学家往往会成为经济学界的大师。归根到底,数学思想对于经济学的研究有着不可或缺的推动作用。
4.1.3数学在政治学中的应用
数理统计的应用使传统政治研究摆脱了以价值代替事实的弊病,用科学性和技术性方法得到更令人信服的结论。虽然当今政治学界又兴起了后行为主义革命,但它并没有抛弃行为主义所推崇的数学和其他科学方法。有理由相信,随着传统科学的交叉和渗透,当代政治学学者对数学加深了理解,数学与政治学的完美结合并非不可实现。
4.1.4数学在人工智能中的应用
人工智能产生于 20 世纪五、六十年代,仅仅五十年它就渗透到各个学科,渗透到人类的日常生活之中。其发展之迅速、应用之广泛是前所未有的。人工智能是建立在数学和计算机科学等基础上的一门综合性学科。人在观察客观世界时可能在大脑中形成一个模糊的影象,但人工智能却必须以确切的数量关系和逻辑关系为基础,因而这门学科与数学一样也是一门严密的科学。
4.1.5数学在人文科学中的应用
在人文科学里,社会学被公认为最不易给出定义的学科之一,但很多数学家逐渐发现,社会学诸多定义中有一个共同的基本点——社会学可称之为社会医学。唯其如此,诊断、判断、或决断应是社会学的重要环节,而社会选择的正确性则正是这种诊断的必然结果。
4.1.6数学在生物学中的应用
在生物科学的研究中,人们往往从两个角度去考察问题,一方面是考察生物体的微观形态,如气管、细胞、分子等的性质;另一方面则是宏观的研究,如生物体的生存与周围环境的关系。无论哪方面,生命表现出的现象都十分复杂且具有很强的特异性,所以提出的数学问题往往十分复杂,将其解决则需要丰富的数学理论基础,如集合论、概率论、统计数学、
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对策论、微积分、微分方程、线性代数、矩阵论和拓扑学,和一些近代数学分支,如信息论、图论、控制论、系统论和模糊数学等。从整个自然界到生物圈、种群、群落,从生物体的各个系统到器官、组织、细胞,虽然通过观察和实验可以在生物学角度得到定性的经验及结论,但各个细节精确的定位则需要建立在严密的逻辑关系基础上,这就需要借助数学在严谨及推理方面的力量――在分析父母与子女变异、探索遗传规律时人们提出了与回归相关的数学概念,诞生了生物统计学;借助现代自动化仪器设备,人们可以利用在数学基础上建立的控制系统研究生理生化过程,如检测血压、体温、呼吸调节系统,模拟神经系统以及内分泌系统,分析视觉、听觉信息处理过程,探讨人脑功能,处理各种感受器官的信息传递与肌肉运动系统的控制问题;在数学的支持下,通过研究种群与环境相互作用建立起了生物动力学,对微生物培养技术、种群遗传基因频率的变化、生物进化论规律、人类神经网络等的研究起了至关重要的作用。 4.1.7数学在计算机中的应用
凭借论文《论数字计算在决断难题中的应用》和《机器能思考吗》被誉为“计算机之父”和“人工智能之父”的图灵以及给出计算机基本架构的冯?诺伊曼本身就是天才的数学家,而第一台现代计算机ENIAC的发明者莫西利和艾克特也都有相当深刻的数学背景。世界上第一批计算机学家,绝大多数都有深刻的数学背景。以发明汉字激光照排系统使得我们“告别铅与火,迎来光与电”而被誉为当代毕昇的王选先生,就将其成功部分归功于其在北大扎实的数学训练;而语音识别专家、Google全球副总裁、中国区总裁、以“致中国学生的四封公开信”而备受IT领域青年学子拥护的李开复先生,在给计算机学子的许多建议中,除了争取在校期间拥有编两万行程序的经验以外,还有打好数学基础这一条。
以上这种例子还有很多,可以毫不夸张地说,数学是几乎所有自然科学研究的有力工具。在有些无法或很难进行观察试验的领域,数学甚至是唯一的工具和方法。
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五、参考文献
[l]张奠宙.数学的今天,M,.桂林:广西教育出版社,1999. [2]南国农.信息技术教育与创新人才培养[J].电化教育研究,2001. [3]张定强.当代信息技术与数学教育改革[J].电化教育研究,1998. [4]RICHARD S PALAIS.数学可视化:以数学的探索平台为目标[J].数学译林,2000.
[5]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育数学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2001年7月.
[6]国家高中数学课程标准制订组.高中数学课程标准的框架设想[J].数学教育学报,2002
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范文二:数学创新科技论文
数学教学中培养学生的创新精神
第七师高级中学高中数学 朱茂山
【摘要】创新精神是创造力的灵魂和动力。创新精神是指要具有能够综合运用已有的知识、信息、技能和方法,提出新方法、新观点的思维能力和进行发明创造、改革、革新的意志、信心、勇气和智慧。刨新精神是一种勇于抛弃旧思想旧事物、创立新思想新事物的精神。我认为要培养具有创新精神的学生,首先教师应具有创新精神。只有具有创新精神和创新意识的教师,才能对学生进行启发教育,培养学生的创新能力;只有教师了解当今高新技术发展的最新成果,才能站在高科技革命的高度,鼓励学生勇敢探索;只有教师自身具备不断学习提高的能力,才能教会学生如何学习;只有具有坚定理想信念和优良道德品质的教师,才能对学生进行有效的思想政治教育和人格培养。
培养学生们的创新精神是开发学生创造性最有效的措施。所以教师们在教学时应特别注意对学生创新精神的培养和锻炼。 【关键词】培养 创新 创新思维
我们青少年作为跨世纪的一代,肩负着更多的了历史责任。科技革命的席卷而来给人们以挑战,如何培养青少年的数学科技创新能力,开展发明创新活动,应明确其目的是为了培养我们学生的创造精神和科学素质,而这些正是现代科学技术高速度和综合化发展对未来建设者的要求。这些基本要求,是从小养成、不断发展的。那么数学教学中应如何培养我们学生的科学创新能力呢,
一、培养学生的科学创新能力
创新精神是创造力发展的灵魂和动力。培养学生们的创新精神是开发学生创造性最有效的措施。一个人的创造力能达到什么程度,能开发到什么程度,能否为社会做出创造性的贡献,在很大程度上取决于一个人是否具备创新精神。如果一个人他具有愿意为科学和人类进步献身的高尚品质,那它的背后就有巨大的精神力量支持,创造力就会发展,他就很可能会为社会做出创造性的的贡献。因此,老师们在进行数学概念的创造性教学时,要特别注意对学生创新精神的培养。变灌输方式为主动探索式,变学生的被动学习为主动学习,努力创设有利于学生创造性思维发展的教学氛围,运用有利学生创新意识培养的教学方法,为学生创新意识的培养创造条件。传统教育中“填鸭式”的教学方法显然不能培养学生的创新思维和能力,只有通过发现式、启发式、讨论式等先进和最优的教学 方法,综合加以运用,这就要求我们既要有改革创新精神,又要着眼于实际效果。
比如可以通过多媒体手段进行教学,以激发学生的求知欲和好奇心;通过有效的激励手段,鼓励学生大胆质疑问难,大胆进行联想和猜测,以培养学生的挑战性和冒险性;通过思想教育,使学生树立为社会进步作出贡献的远大理想,培养学生爱祖国、爱人民的优良品质等。
二、创造思维的新视角
创新需要会思维,需要会学习的能力,要借用他山之石,为我所用。首先有一个学习的问题。在信息化的时代里,知识创新的速度不断加快,知识更新的周期不断缩短,人们对知识的占有将有静态变为动态。也就是说,人们的学习不会因为学校学习的结束而结束。然而面对浩如烟海的知识,每个人不仅要有学习新知的能力,而且要有鉴别新知的能力和技巧。所以不要再以变革传统的被动接受、死记硬背、机械操练的学习方式,而应倡导主动参与、乐于探究、勤于思考的学习方式,培养学生们学会学习是适应现代社会发展的需要。因此教师要发挥知识的智力因素,做到发散思维和收敛思维的辩证统一,发展学生们的创新思维能力。
数学的创造性往往开始于不严格的发散思维,而继之以严格的逻辑分析思维,即收敛思维。发散思维虽然能够提供有价值的重要设想,但其成果必须严格验证。发散思维富于创造性,能够提供大量新思路、新方法。但是,单靠发散思维还不能完成创造性思维活动。因此,发散思维和收敛思维要相辅相成、辩证统一,偏视任何一面都是不可取的。
运用“普遍联系发展”的观点处理课本的例题、习题,发挥知识的智力因素,在保持一致条件不变的情况下,探索是否能得到跟深刻的、跟广泛的结论,或改变习题条件、结论的若干因素,组成新型的更一般的命题,并探究其正确性,举一反三,培养学生思维的广阔性。另一方面,要注重知识的纵向延伸,使学生的思维由表及里、由浅入深地不断递,培养学生思维的深刻性。
“兴趣是最好的老师”,一个人的创造性成果,无一不是在对所研究的问题产生深厚兴趣的情况下取得的。兴趣是人们心理活动共有的特征。比如一个人想在学业上有所成就,就必须对学业满腔的热忱和极大的兴趣,肯竭尽所能去做。学生们的学习动机和求知欲、学习积极性和主动性是帮助学生形成与发展创造性思维能力的重要条件,但它们不会自动涌现.这就需要老师们从创设认知“冲突”中去激发学生学习的兴趣。所以,教师要采取灵活多变的教学方法,创设背景,着力营造一种轻松愉快的学习氛围,从而培养学生们的学习兴趣和热情,用妙趣横生的数学问题是学生们去思考、去探索、去创新。
三、激励学生大胆探索,培养创新思维能力
有一位 教育家曾说:“教学的艺术不仅仅在于传授本领,而在于激励、呼唤、鼓励。”青少年的天性是好奇和求异,凡事喜欢打破沙锅问到底。对此,老师们不要压抑而应引导和鼓励。
教育激励常常有如下几种方法:1、榜样激励,要以学生中创新的事例为榜样,常言道“榜样的力量是无穷大的”。2、前景激励,青少年学生向往美好的理想,积极进取、大胆创新,开拓前进的道路。3、参与激励,实践出真知,训练出才干,培养学生的创新精神和实践能力。4、表现激励,勇于表现自我是青少年的特点,要让学生充分的展示自己的特长,对培养和发展学生的爱好与技能产生了无形的推动力。5、竞争激励,有竞争才有发展,同学间你追我赶,争先恐后,发挥了主体作用,有效推动了数学创新活动的开展。6、成功激励,成功给人带来光荣、幸福等美好感受,更能鼓励成功者不断进取,
发展了学生的创造性。7、表扬激励,及时、充分地肯定学生的闪光点,热情地表扬同学的聪明智慧,是激励学生大胆创新的良好方法。
可见,注重学生们独立思考,大胆探索和创新精神、思维能力的培养非常重要。学生们伸展智慧的触角去观察、探索、想象和创新吧~
范文三:数学创新科技论文
数学创新科技论文
【摘要】创新精神是创造力的灵魂和动力。培养学生们的创新精神是开发学生创造性最有效的措施。所以教师们在教学时应特别注意对学生创新精神的培养和锻炼。
【关键词】培养 创新 创新思维
我们青少年作为跨世纪的一代,肩负着更多的了历史责任。科技革命的席卷而来给人们以挑战,如何培养青少年的数学科技创新能力,开展发明创新活动,应明确其目的是为了培养我们学生的创造精神和科学素质,而这些正是现代科学技术高速度和综合化发展对未来建设者的要求。这些基本要求,是从小养成、不断发展的。那么数学教学中应如何培养我们学生的科学创新能力呢?
一、培养学生的科学创新能力
创新精神是创造力发展的灵魂和动力。培养学生们的创新精神是开发学生创造性最有效的措施。一个人的创造力能达到什么程度,能开发到什么程度,能否为社会做出创造性的贡献,在很大程度上取决于一个人是否具备创新精神。如果一个人他具有愿意为科学和人类进步献身的高尚品质,那它的背后就有巨大的精神力量支持,创造力就会发展,他就很可能会为社会做出创造性的的贡献。因此,老师们在进行数学概念的创造性教学时,要特别注意对学生创新精神的培养。比如可以通过多媒体手段进行教学,以激发学生的求知欲和好奇心;通过有效的激励手段,鼓励学生大胆质疑问难,大胆进行联想和
猜测,以培养学生的挑战性和冒险性;通过思想教育,使学生树立为社会进步作出贡献的远大理想,培养学生爱祖国、爱人民的优良品质等。
二、创造思维的新视角
创新需要会思维,需要会学习的能力,要借用他山之石,为我所用。首先有一个学习的问题。在信息化的时代里,知识创新的速度不断加快,知识更新的周期不断缩短,人们对知识的占有将有静态变为动态。也就是说,人们的学习不会因为学校学习的结束而结束。然而面对浩如烟海的知识,每个人不仅要有学习新知的能力,而且要有鉴别新知的能力和技巧。所以不要再以变革传统的被动接受、死记硬背、机械操练的学习方式,而应倡导主动参与、乐于探究、勤于思考的学习方式,培养学生们学会学习是适应现代社会发展的需要。因此教师要发挥知识的智力因素,做到发散思维和收敛思维的辩证统一,发展学生们的创新思维能力。
数学的创造性往往开始于不严格的发散思维,而继之以严格的逻辑分析思维,即收敛思维。发散思维虽然能够提供有价值的重要设想,但其成果必须严格验证。发散思维富于创造性,能够提供大量新思路、新方法。但是,单靠发散思维还不能完成创造性思维活动。因此,发散思维和收敛思维要相辅相成、辩证统一,偏视任何一面都是不可取的。
运用“普遍联系发展”的观点处理课本的例题、习题,发挥知识的智力因素,在保持一致条件不变的情况下,探索是否能得到跟深刻
的、跟广泛的结论,或改变习题条件、结论的若干因素,组成新型的更一般的命题,并探究其正确性,举一反三,培养学生思维的广阔性。另一方面,要注重知识的纵向延伸,使学生的思维由表及里、由浅入深地不断递,培养学生思维的深刻性。
“兴趣是最好的老师”,一个人的创造性成果,无一不是在对所研究的问题产生深厚兴趣的情况下取得的。兴趣是人们心理活动共有的特征。比如一个人想在学业上有所成就,就必须对学业满腔的热忱和极大的兴趣,肯竭尽所能去做。学生们的学习动机和求知欲、学习积极性和主动性是帮助学生形成与发展创造性思维能力的重要条件,但它们不会自动涌现. 这就需要老师们从创设认知“冲突”中去激发学生学习的兴趣。所以,教师要采取灵活多变的教学方法,创设背景,着力营造一种轻松愉快的学习氛围,从而培养学生们的学习兴趣和热情,用妙趣横生的数学问题是学生们去思考、去探索、去创新。
三、激励学生大胆探索,培养创新思维能力
教育家第斯多惠曾说:“教学的艺术不仅仅在于传授本领,而在于激励、呼唤、鼓励。”青少年的天性是好奇和求异,凡事喜欢打破沙锅问到底。对此,老师们不要压抑而应引导和鼓励。
教育激励常常有如下几种方法:1、榜样激励,要以学生中创新的事例为榜样,常言道“榜样的力量是无穷大的”。2、前景激励,青少年学生向往美好的理想,积极进取、大胆创新,开拓前进的道路。
3、参与激励,实践出真知,训练出才干,培养学生的创新精神和实践能力。4、表现激励,勇于表现自我是青少年的特点,要让学生充
分的展示自己的特长,对培养和发展学生的爱好与技能产生了无形的推动力。5、竞争激励,有竞争才有发展,同学间你追我赶,争先恐后,发挥了主体作用,有效推动了数学创新活动的开展。6、成功激励,成功给人带来光荣、幸福等美好感受,更能鼓励成功者不断进取,发展了学生的创造性。7、表扬激励,及时、充分地肯定学生的闪光点,热情地表扬同学的聪明智慧,是激励学生大胆创新的良好方法。 可见,注重学生们独立思考,大胆探索和创新精神、思维能力的培养非常重要。学生们伸展智慧的触角去观察、探索、想象和创新吧!
范文四:数学与科技
哪些食物中含有淀粉呢?
汉丰二校 杨必晨
上科学课时,老师给我们讲解了食物中的营养,并且还让我们检测哪些食物中含有淀粉,对于这个实验我产生了浓厚的兴趣,于是回到家我开始了一系列的准备。
课堂上,老师告诉我们淀粉遇碘变蓝,也就是说,如果食物中含有淀粉,那么这种食物遇到碘一定会变成蓝色。于是我去四处购买碘,可都无功而返,问过老师,老师告诉我可以去药店买来碘伏替代碘,生活中很难买到碘,也很贵,没有必要。
于是我很兴奋的去药店买来碘伏,选择了妈妈说的含淀粉的土豆来试一试。我把土豆剥皮后切成片,小心翼翼的将碘滴在土豆上,开始土豆上的碘伏出现碘伏的浅黄色,慢慢的,土豆涂油碘伏的地方出
现了紫黑色,我兴奋的喊来妈妈观看。
妈妈说,你可以试一试其他的食物,我顺手拿了一根挂面,把它截成小段放在杯子里,滴上一些碘伏,与土豆一样,挂面也慢慢的变成蓝紫了,但是颜色与刚才的土豆相比,颜色浅一些。
突然,我脑海里冒出一个想法,
如果直接把家里的买的淀粉跟碘
伏反应会有怎样的现象呢。会不会更接近老师说的蓝色呢?
带着满心的疑惑,我将淀粉放在杯子里,加入一些自来水,然后滴了一些碘伏,靠杯壁的周围出现了一些深紫色,我使劲摇晃了一下杯子,结果,出乎我的意料,竟然成了黑乎
乎
的颜色。这是不是跟淀粉的含量有关系了,为什么这几个实验的颜色都和老师说的颜色不一样呢?我十分疑惑,我又将淀粉放入杯子中,这一次我没有加水,而是直接将碘伏滴入干的淀粉中,刚滴入就发现,雪白的淀粉竟然一下就变黑了,又过了十几分钟,我拨弄了一下淀粉,发现倒弄淀粉,杯子底部是深紫色。这时我突然明白,含淀粉的食物与碘伏反
应时,形成的颜色跟淀粉的含量有关,淀粉的含量越高,颜色越深,淀粉含量越低,颜色越浅。
我心里十分得意,边收拾桌子边唱着歌,可一不小心,我把碘伏洒到了
碘伏的
了紫黑
里也含
卫生巾
碘伏,
会变成作业本上,粘上作业本竟然变成色,难道作业本有淀粉,我又用来拭作业本上的我愿意卫生纸也紫黑色,可卫生上只是碘伏的浅黄色。这是为什么呢?带着这个疑问,我上网查阅了资料,原来纸张制造过程中,会在纤维浆液中加入某种变性淀粉,这样不仅可以保持纸张固有的特性,还可以给纸张增添一些特殊性能,如增加枝江的抗拉强度,增加纸的光泽度,改善耐油墨性能和印刷性能等等,百分之六十以上的造纸厂在生产过程中会添加使用变形淀粉。而我们家的卫生纸包装上写的是原浆纸,应该是没有添加这种淀粉吧。
通过做这几个实验,我不仅明白了几种食物中确实含有淀粉,还明白了含淀粉的食物跟碘伏反应产生的颜色并不一定是蓝色,并且我还明白了小小的纸张中还有如此大的学问。生活处处是科学,需要我们潜心的去观察,去发现,去探索!
范文五:数学与科技创新
数学与科技创新
摘要:现代科技的发展离不开数学, 数学的发展也不断随着科技的进步充实发展, 本文简单概括了一些数学对于科技创新所产生的意义以及数学在人们日常生活中离不开数学的运用。
关键词:数学 科技创新 科学
“科技创新”是现在使用频率很高的一个词, 那么究竟怎样去创新, 或者创新所具备的思想品质应该怎样形成, 这才是问题的关键, 或者说是人们应该关注的。就象“神七”上天并顺利返回, 我们许多人关注点为宇航员是英雄, 如许多家长鼓励小孩, 努力学习, 长大当航天员等。其实, 人们更应该关注的是将宇航员送上天的那些从事设备研究、设计、制造, 新材料研制及应用诸方面的科研人员与工作人员, 从向他们学习的角度讲, 更应关注科研人员成长的道路和成长的环境, 以及为祖国科技进步所做的奉献精神。
现代科技的发展, 实际上是人类综合应用各方面知识的结果, 而应用的核心知识, 或者说从理论到实践的确立上, 都离不开对数学知识的依赖与应用, 而数学的发展, 也都是在人们解决科研、生活中遇到的实际问题得到启发中推进, 不断随着科技的进步充实发展。牛顿的运动定律的得出, 就在于他应用了当时他所发明总结的微积分知识, 并归纳总结前人的许多实验结果; 对电磁学作出巨大贡献的麦克斯韦, 得益于他大学对数学的专门学习及留校的任教, 之后又在实验的基础上总结