為什麼要學習數學

本文從科學語言、有力工具、學科基礎、獨立科學、關鍵技術和先進文化六個維度,系統闡述學習數學的核心價值,糾正應試導向的學習誤區

為什麼要學習數學

對多數人而言,數學可能是他們一生中所學最多的課程:從小學到中學,再到中學到大學,甚至包括研究生階段的學習,都與數學相關。如果認為這種學習僅是為了遵從學校與老師的要求,僅是為了應付考試並取得好成績,或是單純為了掌握或多或少的數學知識,那麼必然會對數學學習採取被動或敷衍的態度,學習效果自然也會受到嚴重影響。那麼,為何要學習數學?又為何要學好数學呢?我們將分別從數學本身的重性,以及學好数學對人才培養與個人成長的重要作用,來正面回答這兩個問題。

眾所周知,數學是一門研究現實世界中數量關係與空間形式的科學。數學的作用與地位,可概括如下:

首先,數學是一種科學的語言。伽利略曾說過:「宇宙這本書是用數學語言寫成的……除非你首先學懂了它的語言……這本書是無法讀懂的。」數學這種科學語言極其精確,正是數學這門學科的特點。同時,這種語言又是全球通用的。加減乘除、乘方開方、指數對數、微分積分、常數π、e、i……這些數學語言與符號,雖然起初可能五花八門、各有千秋,但早已統一為一種固定的樣式,廣泛應用於世界各地。

其次,數學是一種強大的工具。數學在人們的日常生活及生產中,隨時隨地發揮著重要作用,這已是一個不容置疑的事實。如今,數學作為現代化建設的重要武器,在許多重要領域中更扮演關鍵甚至決定性的角色。 第三,數學是一種共同的基礎。不僅在自然科學、工程技術中,而且在經濟科學、管理科學,甚至人文與社會科學中,為了準確且定量地考量問題,並獲得有充分依據的規律性認識,數學已成為不可或缺的重要基礎。如今,許多科學(尤其是許多自然科學)中的數學化趨勢,有些已初見端倪,有些也呼之欲出。 第四,數學是一門重要的科學。數學忽略了物質的具體形態與屬性,純粹從數量關係和空間形式的角度來研究現實世界。數學並非自然科學的一種,與物理、化學、天文、地學、生物等自然科學並不屬於同一層次。數學與研究思維規律的哲學相似,具有超越於具體科學之上、普遍適用的特徵。現今的數學科學已構成包含純粹數學及應用數學在內的眾多分支學科,以及許多新興交叉學科的龐大科學體系。

第五,數學是一門關鍵的技術。數學的思想與方法與計算技術的結合,已經形成了一項技術,而且是具有關鍵性且可實現的技術,稱為「數學技術」。其本質上是數學內容物化的電腦軟體或硬體,成為技術的重要組成部分與關鍵,亦可直接轉化為生產力。「高技術本質上是一種數學技術」,此觀點目前已獲得愈來愈多人的認同。 最後,數學是一種先進的文化。數學是人類文明的重要基礎,其產生與發展伴隨著人類文明的演進,並在其中持續發揮著重要的推動作用,佔有舉足輕重的地位。如今,人類充分享受著數學文化的恩惠,卻往往渾然不覺、習以為常,致使數學長期處於「無名英雄」之境。然而,正如古人所言:「天不生仲尼,萬古長如夜」,若沒有數學,沒有數學的進步,人們或許仍生活在愚昧與落後之中,過著如同黑夜般遙遠的生活。

長期以來,在人們認識世界與改造世界的過程中,數學作為一種精確的語言和強大的工具,始終扮演著舉足輕重的角色。尤其在當代,數學作為經濟建設的重要武器、各門科學的基礎,以及人類文明的重要支柱,已在許多領域中發揮關鍵作用。數學技術已成為高科技的突出標誌與不可或缺的組成部分,其影響與作用可說是無所不在,重要性也已獲得越來越多人的認同。因此,不僅在中小學,更在大學的許多系科中,數學被列為最重要的必修課程,實屬理所當然。