高考数学为什么越来越简单呢(高考数学难哭一片)
可能很多人心中,都有过这样的疑虑,我们日常中也用不到这些知识,除了应对高考升学,数学学来到底有什么意义呢?
我前一阵子看过一部纪录片,名为《被数学选中的人》,很系统地解答了这个疑问,我挺喜欢的,这篇来介绍介绍这部记录片,相信看完,心中的也能有更笃定的答案。
高考数学难哭一片,
究竟学数学意义何在?
刚一打开这部纪录片,好多“被数学抛弃的人打卡”这样的弹幕,看来不少人都被数学虐过.....很虐又不能不学,那就必须把意义搞清楚,虐也要虐个明白。
所以,到底为啥要学数学?
01
数学能解决实际问题
在人类文明的早期,数学是人们为了解决日常实际问题,而自发创造出来的工局,如何分配物资,如何记录收支,如何建造房屋等等,都需要数学的帮助。
考古学家发现,人们很早就开始使用数学了,古埃及人会用分数分面包,如何让10个人平分9个面包。 ▼
(答案:9/10=2/3 1/5 1/30)
而我们的祖先,也会运用几何学的原理,丈量土地,建造房屋。在中国的记载中,公元前1000年左右,商高与周公对话时说“勾三广 骨修四 径隅五” ,如果一边的长度是3,另一边是4,那么斜边的长度就是5。▼
后来的大航海时代,也是因为人类能够通过数学,估算地球半径。▼
数学历经代数的发展,解析几何的出现,微积分的创立,函数概念的发明,非欧几何的研究,应用数学的蓬勃,逐渐演变为引领整个自然科学发展的知识体系。
为了生产、生活人类发明了算术;
为了丈量土地、计算面积人类又发明了几何;
为了测天量地又发明了三角;
人类面临的问题更加地复杂。
比如说为了计算天体运动,人类又发明了微积分,为了描述自然界的一些现象,人类又发明出了常微分方程和偏微分方程等强有力的工具。
时至今日,数学的分支越来越庞大,它实实在在地构筑了我们今天的生活。比如,人们依靠数论,建立起了现代密码学,我们今天的每一笔网络支付,都离不开它。
不管数学学得咋样,我们都享受着数学发展的成果。
02
数学是很多其它学科的基础
人类文明的发展和数学密切相关,数学至诞生之日起就一直推动者天文和物理学的发展。有了解析几何和微积分的帮助,牛顿的绝对时空理论才有了根基。▼
“从小学生都会的加减乘除,到复杂到全世界只有几个人能看懂的推理演算。
从我们住的房子,用的手机,听的音乐,到物理、化学、天文、气象、经济等等几乎所有学科,都是在数学的指导下实现和演进的。”
即使是人口学等社会科学,也要有数学工具的支持 ▼
数学是打开各个自然学科的钥匙,人类有了数学才会有后面说的这些科学,从这一点上怎么说数学的重要性都不够。
03
数学揭示着自然运转的奥秘
数学和大自然有着千丝万缕的神奇联系,比如神奇的斐波那契数列:1,1,2,3,5,8,13……,这个数列中,每个数都是前面两个数字的和。
很多植物的花瓣数量,都是斐波那契数,比如百合有3片花瓣,梅花有5瓣,向日葵有21或34瓣 ▼
树枝的生长,同样表现出这种特殊的模式 ▼
如果在坐标系中,把斐波那契亚数列画成曲线,则跟向日葵种子和松果的螺线如出一辙 ▼
大自然的很多事物,就是和数学的秩序吻合。比如冬天的雪花,它们是很完美的6边形,或者6边形的衍生物,它们都是由自相似的组成,在数学上叫做分形。
数学和音乐也紧密相关。毕达哥拉斯把一根琴弦分成1/2段、1/3段和1/4段,由此得到了不同的声音,也就是Do、Fa、So、Do四个音。
人类的思考方式受语言支配,数学可以被看作是一种特殊的语言,它可以帮助我们去刻画那些最基本的原理和普遍的规律。全世界大约有6000种语言,却只有一种数学。
04
数学推进着探索的边界
我们都知道,圆周率是个无理数,约等于3.1415926,那这个数值是怎么算出来的呢?古人用的办法其实非常简单又非常复杂,就是用多边形来近似圆形,多边形的边越多,算出来的值,就越接近圆周率 ▼
我国数学家祖冲之,把圆周率精确到了小数点以后第七位,而为了得到这个结果,他算到了12288边形!
在将近2000年前的南北朝,真的很难想象,他是怎么用有限的资源,做出了12288边形,又做了多少计算,才得到了这么一个结果,这其中一定有如痴如狂的热爱和不为人所理解的乐趣吧。
片中有很多这样的例子,比如费马大定理“x的n次方 y的n次方=z的n次方,当n大于2时没有正整数解”的证明,就是困扰了人类360多年的问题,无数数学家前赴后继,一点点推进着问题的最终解答。
这里还有个有趣的故事,一位决定自杀的数学家,在临死前看到了一篇关于“费马大定律不可证明”论文中的漏洞,当即被吸引,于是错过了自杀的时间,数学成了他的救命恩人。
另一个我们相对更熟悉的世界级难题“哥德巴赫猜想”:任何一个大于2的偶数,都可以写成一个素数加上另外一个素数的和(素数也叫质数,是大于1的自然数中,只能被1和这个数本身整除的数)。
就是这短短的一句话,三百年来,难倒了这世界上无数最聪明的大脑,因为数字是无穷无尽的,找到再多符合这个规律的数,也并不能证明它就是正确的,只能另辟蹊径,一点点逼近最后的答案。
1966年,我国数学家陈景润证明了“1 2”,也就是说,任何一个大于2的偶数,都可以写成一个素数 另外两个素数的乘积,这已经是目前离答案最近的人了。如今又是半个世纪过去,哥德巴赫猜想依旧未被破解。 ▼
人类智力的边界就这样被一次次的努力,所挑战,所突破,即便只是得以知道这样的故事,也仍然是令人震撼和感到激励的。
“唯有热爱,可抵岁月漫长。”
05
形成科学素养的载体
可能人们多少会觉得上面说的这些意义,看起来有些宽泛,依旧离现实很远。但作为一个并不想改变世界的普通人,即使注定要把学过的大部分数学公式还给老师,学数学依旧是非常必要的。
教育的意义,就是把具体的知识点忘掉之后,剩下的那部分。知识的学习,实际上是一种载体,一种形成科学素养的载体。
就拿我们初中学的几何来说,其实就是从最简单的公理出发,通过推理演绎,最终形成了一个庞大的体系。
曾经刷过的题当然早就忘了,但是当面对生活或者工作中的复杂情况时,还是会自动调用头脑中形成的逻辑推理能力,分析、解决问题,做出正确的决策。
06
独立思考
对于幼儿园甚至小学的孩子来说,生活中绝大多数事情,是对是错,都要听老师或者父母的,唯有在数学的世界中,他们是完全自主的。1 1=2,这是他们自己计算思考的结果,而不需要别人来告诉他,他的思考是正确的。
也就是说,孩子可以为自己的思考负责,这不正是独立人格的起点么?
教育就是教会人们思考,但同时也要教会人们对他们的思考负责,虽然这个说法对几乎所有的课程都适用,但是它尤其适用于数学。
我想很多人之所以喜欢数学,很大程度上也正是因为数学经由思考无限拓展,它抽象复杂世界表象下共通的本质,却有一种明确而简洁的至美。
07
写在最后
“可能很多人都有这样的疑问,既然根本用不上何必要学那么多呢,学的时间是不是也太长了些呢。我们学了9-12年的数学,也仅仅学到了微积分之前,这也是16世纪的数学,我们要求一个当代的现代人,要以人人掌握微积分为标准的话,那么我们受到的训练远远不够。”
数学很重要,这是一个普遍的共识,科技进步需要大量的数学人才,从概率学角度来,想要让更多的人才脱颖而出,加大数学教育的人口基数是最有效的方法,于是数学成为了全世界每一个孩子的必修课。
我们今天讨论了意义、用处,但对于数学来说,如果仅仅用“有用”来定义它,不免显得过于狭隘,数学,就是对未知的无限追求。很多的探索,或许只是数学家被好奇心驱使的钻研,在当时并没有现实的用处,但却改变了后世人的生活。
数学教育对个体的塑造起着至关重要的作用,正如纪录片中所说:“数学是人类文明最核心,最抽象的知识源泉,数学支撑着人类对世界的认知,我们每个人都学一点数学,应该是理所当然的事情。如果被数学选中的人是一个集合的话,它与人类这个集合应该是一样大的。”
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