玩转数字魔方

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  数学文化是人类文化中最深刻的部分,它是源于实际、指导实际的一种思维创造。近年来,出现了在经济与产业中大显身手的所谓“现代数学技术”,如天文数学,就是将数学计算应用于航空航天的。在现代科学技术众多的学科前沿领域,要达到较高的境界就必须有扎实的数理基础。因此,对于那些在数学、物理学科有一定的兴趣和专长,希望成为基础学科领域或者应用学科从事科学研究工作的同学来说,数理基础科学专业是一个不错的选择。
  专业选择前提:好数理≠数理好
  数理基础科学专业强调打好数学和物理学的基础的同时,培养学生对数学的高度抽象思维能力,同时具有现代物理学的形象思维和实验技能,要求学生具备较扎实的数学和物理学的专业知识。数理基础科学班的学习,是具有一定的挑战性的,如果对数学物理没有特别的兴趣,要坚持下来可能会有困难。好数理和数理好不是一回事,不能画等号。数理基础科学专业不是一个中小学意义上的快班、尖子班。经常有一些家长觉得自己的孩子分数不错,如果这个分数能上数理基础科学班,最后却不上的话,会觉得有点亏。其实,应该首先问孩子喜不喜欢数学、物理,如果不喜欢,你让他走了这条路,结果痛苦的是他,会影响他的发展,所以喜欢还是很重要的。
  课程安排:金字塔式教学体系
  俗话说,要成为一个物理学家必先是一名数学家。现在的高新技术,无论是激光还是计算机,实际上都是从物理一些基本的原理出发引申出来的。又比如在网上用Google很方便,什么都可以查到,这方面的基础就是数学。所以,很多高新技术都源自于基础科学(包括数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物学6门基础学科及其分支学科、边缘学科)。数理基础科学专业的特点是基础,没有基础的实践是空谈,但如何把基础运用于实践是最大的考验 。
  那么,数理基础科学的课程是怎样安排的呢?该专业的学生前两年有共同的课程要求,不管你将来做数学、做物理还是做应用都有一些共同要求。
  但是从大二下学期开始进行专业分流,学生可根据自己的志趣与能力,选定自己的发展方向。以我所就读的云南大学为例,数理基础科学专业原是在物理科学技术学院学习。如果专业分流时出现人数不均等的情况,就由学院按成绩决定,成绩高者优先进入数学与统计学院的数学与应用数学专业;留在物理科学技术学院的,则进入物理学专业。
  如果说在大二下学期专业分流时选择物理系,在接下来的两年中还要继续修读数学课,如数理方程、微积分。在专业分流中选择数学系的学生,也要学习物理课。所以,前面的基础是一个小平台,后面互相之间还在修对方的课。从大三开始逐步向物理学、数学及校内其他对数理基础要求较高的学科分流发展,安排基础课及部分按不同主修方向有所区别的课程,学生根据自己的志趣与能力,选定自己的发展方向。第四年安排主修方向的基础课并继续安排科研训练和毕业综合论文训练,通过毕业论文设计,强化其理论知识的运用和科研创新的能力。
  数理人乐在其中
  作为数理基础科学的学生,在学习中,我觉得这个专业是应用传统方式验算、推理,感受伟人们推导定理、定律时的“内在美”,与使用现代仪器设备、方式方法验证公式、结论的正确性相结合。同时还有值得一提的是,在通过几何图形构图的理论知识学习过程中,领会美学的一种逻辑化表现形式。无论能力还是学习方面,给予我精神上的收获都是很丰富的。
  以前学数学,都是老师怎么说,我们就怎么做,比较深度的问题都没有仔仔细细地思考过。而现在,就拿学习数学分析来说吧,我会对我感兴趣的问题进行思考。比如在学习泰勒展示时,我会去思考为什么它可以高度代替,思考到底为什么高阶倒数和相对应的相乘法就可以相等。不知不觉中,我对问题的探索精神就被培养起来了。再说说物理。过去我觉得物理只要有公式,就能解决所有问题。其实这是对物理一个很片面的理解,物理的魅力,不是一个公式,几个字母就能诠释的。只有当你从最简单的公式、最基本的物理量推出一个全新的公式,得到一个素未谋面的物理量时,你才能真正领会物理学真正的魅力所在。
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