“博士课堂”科普讲座第六期:《数学与现实:从理论到应用的奇妙旅程》
10月29日,深圳市大数据研究院(SRIBD)“博士课堂”科普讲座线上线下同步开展,吸引了1000余名观众。此次讲座由王筱平教授主讲,王教授以“数学与现实:从理论到应用的奇妙旅程”为题进行了精彩的讲座分享。
本次活动由港中深附属彩田学校xx主持,港中深福田基础教育集团常务副校长胡建军、港中深基础教育集团总校长助理杨伟广、港中深附属天健小学副校长肖江平与港中深附属彩田学校和天健学校600多名师生共聚一堂,港中深其他附属学校的师生及SRIBD视频号观众在云端共同领略数学的魅力。
发现数学:生活中处处有数学的奇妙踪迹
王教授首先以“数学有什么作用”、“为什么要学好数学”、“怎么样学好数学”三个问题进行抛砖引玉,引发了大家的思考。他指出,数学在生活中无处不在,从小学阶段的数数、计算面积和长度,到生活中的购物找零,都是数学的基本应用。例如,去菜市场买菜,计算商品价格和找零金额,都需要用到加减法。
王教授还提到,随着学习阶段的提升,数学知识不断丰富和深化。从代数到平面几何,再到高等数学,每个阶段都有其独特的应用领域。代数可以帮助我们解决数量关系问题,平面几何用于研究图形的性质和关系,而高等数学则在更复杂的科学研究和工程技术中发挥着关键作用。他鼓励同学们从课堂所学和生活所用中挖掘身边的数学,培养对数学的敏感度和应用能力。
培养兴趣:一流的数学人才不是唯天才论
王教授结合自己的生平和求学经历,强调了培养数学兴趣的重要性。他分享了自己从江苏省如皋一个县级市,凭借对数学的热爱和努力,考入北京大学数学系,并一路在数学领域深造的经历。他提到,自己在小学时就对数学产生了浓厚的兴趣,通过不断学习和探索,逐渐深入数学的世界。
王教授还谈到,很多人认为学好数学需要天赋,但他认为,努力和正确的学习方法同样重要。他以自己在美国留学时对橄榄球从无兴趣到感兴趣的经历为例,说明了解规则对于培养兴趣的关键作用。在数学学习中,要掌握数学的规则,即逻辑推理,才能更好地理解和应用数学知识。他鼓励同学们不要害怕困难,要勇于提问,及时解决学习过程中遇到的问题。同时,他也指出,刷题并不是一种好的学习方法,它可能会让学生感到疲惫和失去兴趣,而应该注重理解和掌握数学的本质。
荷叶效应:高等数学由初等数学开始演进
王教授以荷叶效应为例,阐述了高等数学如何从基础数学理论开始应用。荷叶出淤泥而不染的现象背后隐藏着数学原理。他从水滴为什么是圆的这个简单问题入手,解释了因为表面积最小的状态是稳定的状态,这涉及到面积固定时周长最小的区域问题。从平面几何知识可知,面积固定时,周长最小的三角形是正三角形,多边形是正多边形,推广到任意区域则是圆。这是因为水滴要极小化表面能,所以呈现出球状。
王教授进一步指出,荷叶表面的微结构使得它不亲水,水滴在荷叶上呈球状且不易沾附,这背后涉及到更复杂的数学理论和物理现象。他通过实验结果和理论模拟的对比,展示了数学模型在解释物理现象中的重要作用。他强调,在物理和工程应用中,需要建立数学模型,进行数值模拟和分析,才能更好地解释现象和提供指导。
在互动环节中,同学们也针对古诗现象、数学与人工智能的关系等问题与王教授进行深入探讨,通过这次讲座,同学们对数学的应用有了新的认识和感悟,王教授也鼓励同学们带着对数学的热爱和探索精神,在今后的学习和生活中,用数学的眼睛看世界,提高自己的思维能力和应变能力。