數(shù)學文化是人類文化中最深刻的部分,它是源于實際、指導實際的一種思維創(chuàng)造。近年來,出現(xiàn)了在經(jīng)濟與產業(yè)中大顯身手的所謂“現(xiàn)代數(shù)學技術”,如天文數(shù)學,就是將數(shù)學計算應用于航空航天的。在現(xiàn)代科學技術眾多的學科前沿領域,要達到較高的境界就必須有扎實的數(shù)理基礎。因此,對于那些在數(shù)學、物理學科有一定的興趣和專長,希望成為基礎學科領域或者應用學科從事科學研究工作的同學來說,數(shù)理基礎科學專業(yè)是一個不錯的選擇。
專業(yè)選擇前提:好數(shù)理≠數(shù)理好
數(shù)理基礎科學專業(yè)強調打好數(shù)學和物理學的基礎的同時,培養(yǎng)學生對數(shù)學的高度抽象思維能力,同時具有現(xiàn)代物理學的形象思維和實驗技能,要求學生具備較扎實的數(shù)學和物理學的專業(yè)知識。數(shù)理基礎科學班的學習,是具有一定的挑戰(zhàn)性的,如果對數(shù)學物理沒有特別的興趣,要堅持下來可能會有困難。好數(shù)理和數(shù)理好不是一回事,不能畫等號。數(shù)理基礎科學專業(yè)不是一個中小學意義上的快班、尖子班。經(jīng)常有一些家長覺得自己的孩子分數(shù)不錯,如果這個分數(shù)能上數(shù)理基礎科學班,最后卻不上的話,會覺得有點虧。其實,應該首先問孩子喜不喜歡數(shù)學、物理,如果不喜歡,你讓他走了這條路,結果痛苦的是他,會影響他的發(fā)展,所以喜歡還是很重要的。
課程安排:金字塔式教學體系
俗話說,要成為一個物理學家必先是一名數(shù)學家?,F(xiàn)在的高新技術,無論是激光還是計算機,實際上都是從物理一些基本的原理出發(fā)引申出來的。又比如在網(wǎng)上用Google很方便,什么都可以查到,這方面的基礎就是數(shù)學。所以,很多高新技術都源自于基礎科學(包括數(shù)學、物理學、化學、天文學、地理學、生物學6門基礎學科及其分支學科、邊緣學科)。數(shù)理基礎科學專業(yè)的特點是基礎,沒有基礎的實踐是空談,但如何把基礎運用于實踐是最大的考驗 。
那么,數(shù)理基礎科學的課程是怎樣安排的呢?該專業(yè)的學生前兩年有共同的課程要求,不管你將來做數(shù)學、做物理還是做應用都有一些共同要求。
但是從大二下學期開始進行專業(yè)分流,學生可根據(jù)自己的志趣與能力,選定自己的發(fā)展方向。以我所就讀的云南大學為例,數(shù)理基礎科學專業(yè)原是在物理科學技術學院學習。如果專業(yè)分流時出現(xiàn)人數(shù)不均等的情況,就由學院按成績決定,成績高者優(yōu)先進入數(shù)學與統(tǒng)計學院的數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè);留在物理科學技術學院的,則進入物理學專業(yè)。
如果說在大二下學期專業(yè)分流時選擇物理系,在接下來的兩年中還要繼續(xù)修讀數(shù)學課,如數(shù)理方程、微積分。在專業(yè)分流中選擇數(shù)學系的學生,也要學習物理課。所以,前面的基礎是一個小平臺,后面互相之間還在修對方的課。從大三開始逐步向物理學、數(shù)學及校內其他對數(shù)理基礎要求較高的學科分流發(fā)展,安排基礎課及部分按不同主修方向有所區(qū)別的課程,學生根據(jù)自己的志趣與能力,選定自己的發(fā)展方向。第四年安排主修方向的基礎課并繼續(xù)安排科研訓練和畢業(yè)綜合論文訓練,通過畢業(yè)論文設計,強化其理論知識的運用和科研創(chuàng)新的能力。
數(shù)理人樂在其中
作為數(shù)理基礎科學的學生,在學習中,我覺得這個專業(yè)是應用傳統(tǒng)方式驗算、推理,感受偉人們推導定理、定律時的“內在美”,與使用現(xiàn)代儀器設備、方式方法驗證公式、結論的正確性相結合。同時還有值得一提的是,在通過幾何圖形構圖的理論知識學習過程中,領會美學的一種邏輯化表現(xiàn)形式。無論能力還是學習方面,給予我精神上的收獲都是很豐富的。
以前學數(shù)學,都是老師怎么說,我們就怎么做,比較深度的問題都沒有仔仔細細地思考過。而現(xiàn)在,就拿學習數(shù)學分析來說吧,我會對我感興趣的問題進行思考。比如在學習泰勒展示時,我會去思考為什么它可以高度代替,思考到底為什么高階倒數(shù)和相對應的相乘法就可以相等。不知不覺中,我對問題的探索精神就被培養(yǎng)起來了。再說說物理。過去我覺得物理只要有公式,就能解決所有問題。其實這是對物理一個很片面的理解,物理的魅力,不是一個公式,幾個字母就能詮釋的。只有當你從最簡單的公式、最基本的物理量推出一個全新的公式,得到一個素未謀面的物理量時,你才能真正領會物理學真正的魅力所在。