摘要:数学理论和数学应用是大学数学教育中重要的组成部分,对培养大学生高素质人才具有重要的意义。数学理论和数学应用在大学数学教育中是相辅相成的,数学理论与数学应用相互结合才能发挥出更好的功能,才能在大学数学教育中更好地培养大学生的数学应用能力。基于此,本文就针对大学数学教育中数学理论与数学应用的关系和作用展开了探讨,以供参考。
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在我国传统的大学数学教育中,都是比较重视大学生对数学理论基础和方法的掌握,而忽略了对学生数学应用能力的培养,这样,学生在面对实际问题的时候,缺乏解决问题的能力。随着对教育行业的改革,大学数学教育也发生了一些变化,但是,从整体上来看,大学生对数学的应用能力没有明显的提高。学生是否真正的掌握了数学理论和数学应用,是否真正明白两者之间的关系和作用,这是需要反思的。数学理论是基础,数学应用与之相辅相成,让学生有主次之分对两者进行合理的学习,提高大学数学教育的水平。
1、大学数学教育的根本是要掌握好数学基本理论和方法
大学生只有对数学理论进行系统的、全面的、扎实的学习之后,才可以更好的培养自身的数学应用能力,大学数学教育的最终目的也是培养大学生完整的数学应用能力。对于目前大学生学习数学的情况而言,是不太理想的,他们认为学习数学的目的只是为了应付学校的考试,对于以后的就业是没有多大帮助的,很多学生从心理上就对大学数学产生畏惧,本科毕业论文都会避免对大学数学理论和应用的涉及。对于数学专业的本科生来说,如果不把主要的心思花在数学学习上,在今后的数学应用上面发展不大,对于工科生来说如果没有掌握好数学理论,会对专业知识的理解掌握产生严重影响。
数学理论和应用对那些科研工作者而言也是非常重要的,直接影响他们的创造能力。比如,法拉第常数作为近代科研中重要的物理常数,代表每摩尔电子所携带的电荷,尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子的时候这个常数显得尤为重要,但是因为法拉第缺乏系统的数学理论和应用,导致他的实验无法上升到一个理论的层面,也无法从理论上做出预见。
而后来的英国物理学家詹姆斯•麦克斯韦运用他自身良好的数学知识构想出了著名的麦克斯韦方程,解释时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律,将前人的大量定性实验上升到了理论的层次,也从理论上对电磁波的存在进行了预见,为电子技术的发展开辟了新的时代。只有让学生对数学理论和应用进行完整的掌握,才能更高层次的理解数学思维,也才能让大学数学教育达到育人的目的。
2、大学数学教育应当将数学理论与数学应用进行相互融合
大学数学教育对学生进行数学素养培养,数学素养培养内容包括了数学理论和方法,理论和方法来自于数学理论发展的自身规律驱动,以及解决实际情况中科学技术和生产实践遇到的问题。通过对资料的参考发现,在1870年之前,应用数学跟纯粹数学是一家的。在那个时代,数学理论主要是在解决问题中发展形成的。
比如说,十七世纪以来,微积分的概念和技巧不断扩展并被广泛应用来解决物理学、天文学上遇到的各种实际问题,并且取得了巨大的成就,但是一直到十九世纪以前,微积分的发展过程中,对于数学分析的严密性问题还没得到解决,等到十九世纪下半叶的时候,法国数学家柯西才将这个问题解决,柯西极限存在准则为微积分注入了严密性,这也是极限理论的创立,这些也为20世纪数学的发展奠定了良好的基础。
虽然数学的主体是在很早以前就形成了,但是在大学数学教育中我们也不能忽略了数学的应用,需要结合数学的应用背景让学生更好的对数学知识进行体会,让学生可以抓住问题的本质进行抽象的、严谨的统一处理。让学生体会到数学知识是源于现实但又是高于现实的,数学的抽象化是将问题进行简单化,数学知识是为人们揭示自然定律存在的统一性。
3、大学数学教育的最终目标是培养全面的应用能力
数学应用可以分为内部应用和外部应用,大学数学应用能力的培养应当根据层次进行划分。对于工科专业的本科生和将来准备在数学专业发展的大学生,需要提高他们对数学外部的应用能力,而对于将来想要从事数学研究的专业本科生,需要提高他们在数学上的内部应用能力。比如,著名数学家华罗庚在早年时期就对数论进行深入的研究,1959年后他和他的学生王元教授合作开展了近代数论方法在近似分析上的应用研究,研究成果被国际数学界成为“华-王方法”。在对学生进行应用能力培养上不能完全依靠课本教学,需要注重对学生进行数学应用意识和解决问题思维的培养。
4、结束语
综上所述,数学理论和方法是大学数学教育的基础,想要提高学生的数学应用能力,需要将数学理论和数学应用进行科学合理的结合。大学数学教育不仅可以让学生掌握数学理论方法,提高自身面对实际问题的应用能力,还可以提高学生的科学素养和人文素养。
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期刊名称:应用数学学报
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主管单位:中国科学院
主办单位:中国数学会,中国科院数学与系统科学研究院
出版地方:北京
专业分类:科学
国际刊号: 0254-3079
国内刊号:11-2040/O1
邮发代号:2-822
创刊时间:1976年
发行周期:双月刊
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