《走進教育數(shù)學:走進教育數(shù)學(第二版)》引入并詮釋了“教育數(shù)學”這一新學科的全新概念,探討了“教育數(shù)學”的思想源頭與內涵。提出了走進教育數(shù)學,可從教材數(shù)學、競賽數(shù)學、測評數(shù)學、文化數(shù)學四個方面進入,并依次介紹了其研究的三、四、五、六個著眼點。為教育優(yōu)化數(shù)學,《走進教育數(shù)學:走進教育數(shù)學(第二版)》從整合創(chuàng)新、返璞歸真著手,介紹了一些優(yōu)化數(shù)學的方法和手段:基本概念的重新定義、體系結構的恰當調整、思想方法的歸結提升、切換透視的靈活處置、移植拓廣的適時運用、陳述呈現(xiàn)的方式改變、對稱性考慮、充要性探究、求簡性追求、尋找本質、揭示聯(lián)結、演繹深化、發(fā)掘中巧等。
《走進教育數(shù)學:走進教育數(shù)學(第二版)》還介紹了作者創(chuàng)新改造的大量案件及對中學數(shù)學研究的大量成果。
《走進教育數(shù)學:走進教育數(shù)學(第二版)》對廣大中學數(shù)學教師,特別是從事數(shù)學教育人士有重要的參考價值,可促使青年數(shù)學教育工作者快速成長,對有實踐經(jīng)驗的教師可從理論上得以提升,也可供高中以上文化程度的學生、數(shù)學愛好者及科技工作者參考。
更多科學出版社服務,請掃碼獲取。
沈文選,男,1948年生。湖南師范大學數(shù)學與計算機科學學院教授、碩士生導師,湖南師范大學數(shù)學奧林匹克研究所所長,中國數(shù)學奧林匹克高級教練,湖南數(shù)學奧林匹克培訓的主要組織者與授課者(湖南中學生已獲得IH0金牌10塊,銀牌2塊)。已出版《競賽數(shù)學教程》、《奧林匹克數(shù)學中的代數(shù)問題》、《奧林匹克數(shù)學中的幾何問題》、《奧林匹克數(shù)學中的組合問題》等數(shù)學競賽著作10余部,在《數(shù)學教育學報》等雜志上發(fā)表《奧林匹克數(shù)學研究與數(shù)學奧林匹克教育》、《奧林匹克中的幾何問題研究與幾何教學探討》等數(shù)學競賽論文40余篇。多年來為全國初、高中數(shù)學聯(lián)賽,數(shù)學冬令營提供試題20余道,是1997年全國高中數(shù)學聯(lián)賽、2002年全國初中數(shù)學聯(lián)賽、2003年第18屆數(shù)學冬令營等命題組成員。長期從事數(shù)學奧林匹克教育研究、中學數(shù)學教育研究、初等數(shù)學研究,并出版學術著作近20部,發(fā)表論文200余篇。任全國初等數(shù)學研究協(xié)調組成員、全國高師教育研究會常務理事、全國教育數(shù)學研究會常務理事、《數(shù)學教育學報》編委、湖南省高校數(shù)學教育研究會理事長、湖南省數(shù)學會中學數(shù)學專業(yè)委員會副主任。
數(shù)學是人類最古老的精神文明之一。原始部落的人們每天都離不開數(shù)與量的活動:氏族部落的成員經(jīng)常發(fā)生變化,增多或減少;每次瓣歸來。需計算獵物的多少,分配食物需將食物數(shù)量和部落成員加以比較。由于大江大河經(jīng)常洪水泛濫,洪水退去后,人們需重新丈量土地。修建住所、堤壩和一些建筑,需計算各種圖形的面積及物體的體積,從而漸漸地認識一些正整數(shù)和簡單的幾何圖形。人類對自然界,乃至宇宙的認識,自始至終都是和數(shù)學聯(lián)系在一起的。人類對自身的認識與教育,也是與數(shù)學分不開的。從古以來,人們受教育的最低要求就是“能寫、會算”,這“算”就是數(shù)學。進入20世紀以后,全世界的基礎教育都是以母語和數(shù)學為兩門最重要的課程來開設的。因此,數(shù)學是人類生存的需要、教育的主體。也就是說,在人們的生活、學習、工作中都要具備一定量的數(shù)學基礎知識,并隨著時代的前進,這種數(shù)學基礎知識也越來越寬廣,越來越厚實。
數(shù)學的這種基礎地位,也就決定了人們對數(shù)學的學習與研究的重視程度,因而人們?yōu)榇送度肓司薮蟮臒崆楹推D苦的奮斗。今天,寬廣、厚實的基礎數(shù)學就是人類智慧與熱情的結晶。
基礎數(shù)學又分為公眾基礎數(shù)學與專業(yè)基礎數(shù)學。公眾基礎數(shù)學內容將在教育數(shù)學中的教材數(shù)學、文化數(shù)學等章節(jié)中介紹,在此主要介紹一點專業(yè)基礎數(shù)學的有關內容。
專業(yè)基礎數(shù)學中,又有純粹數(shù)學、核心數(shù)學等的稱呼。
純粹數(shù)學主要包括代數(shù)與數(shù)論、幾何與拓撲、分析學等幾大部分。核心數(shù)學是指純粹數(shù)學的核心。
數(shù)學是一個整體,一些最有價值的數(shù)學問題、具有重大發(fā)展?jié)摿Φ臄?shù)學基礎理論和方法構成一個時期的“核心數(shù)學”(蔣文蔚,1993)。從19世紀的數(shù)學來看,復數(shù)理論因負數(shù)開方引起,伽羅瓦的群論來源于方程的根式解,羅巴切夫斯基的非歐幾何學起始于對歐氏幾何的第五公設的研究,而數(shù)學分析的嚴密化進程則源于無限小量之比的不確定性。這些數(shù)學內部提出的問題深刻地反映了客觀世界的數(shù)量關系,揭示了豐富的數(shù)學內涵。另外,許多應用性問題,也成了核心數(shù)學的重大分支,例如,傅里葉從熱傳導提出的三角級數(shù)展開。傅里葉分析、傅里葉變換、傅里葉算子、群上調和分析、非交換調和分析,其影響至今不衰,始終是核心數(shù)學的重要組成部分。在20世紀的上半葉,相對論和量子力學誕生,與之相應的黎曼幾何、李群和泛函分析也屬于那時的核心數(shù)學范圍。傳統(tǒng)的函數(shù)論、數(shù)論等基本的數(shù)學工具。仍然是那時核心數(shù)學的一部分。此時,組合拓撲學,以一般理想論為代表的抽象代數(shù)等,雖然并不和數(shù)學內部需要相聯(lián)系,卻以旺盛的生命力迅速發(fā)展。也構成核心數(shù)學的中堅。另一方面,盛極一時的射影幾何學、特殊函數(shù)論、方程式論、四元數(shù)解析等學科雖然是純粹數(shù)學,但漸漸淡出核心數(shù)學的范圍。到了20世紀下半葉,電子計算機的出現(xiàn)導致數(shù)理邏輯、逼近論等學科的發(fā)展,與此同時,微分幾何學受到拓撲學的影響產(chǎn)生了整體微分幾何,又和規(guī)范場論等數(shù)學物理課題相結合,從非主流數(shù)學進入主流數(shù)學。微分方程求解歷來是核心數(shù)學的重要部分,流形上的分析、多元復分析、動力系統(tǒng)、指標定理等成為世人關注的數(shù)學課題,完全受數(shù)學內部需要而發(fā)展的代數(shù)數(shù)論、代數(shù)幾何,更以費馬大定理的證明而達到高潮。面向21世紀,基礎數(shù)學的發(fā)展將會更快。非線性數(shù)學問題、離散數(shù)學問題、解析數(shù)論、代數(shù)數(shù)論、代數(shù)幾何、群與代數(shù)及表示理論、流形與變形拓撲學、整體微分幾何、隨機分析和無窮維分析以及應用數(shù)學、計算數(shù)學的基礎理論等都將有更大發(fā)展。
核心數(shù)學的重大進展和其成果的實際應用都是難以預計的。核心數(shù)學課題一旦有所突破,常常會產(chǎn)生不可估量的影響。如伽羅瓦提出的群論,源于代數(shù),后來擴展到幾何變換群、拓撲學中的同倫群和同調群、微分方程中的李群、有限群和典型群、物理學中的對稱群、規(guī)范群,其覆蓋面幾乎是整個數(shù)學。至于群論直接用于密碼編制,成為一種特殊的數(shù)學技術,更是始料不及了。
……