编辑推荐
数学思维方法研究扩展了数学方法论的研究与教学内容,突出了数学思维在数学学习和研究中的重要地位。数学思维方法研究既注重数学的解题问题,又关注解题者的思维方式。数学思维方法是研究数学思维的特征,规律及其方法的学科。数学思维方法研究人们从事数学活动时思维发生,发展的规律,以及这些思维规律所具有的方法论意义上的特征。由于数学思维方法的研究具有思维活动的心理学特征和思维科学的特征,因此它必将涉及和运用一些心理学、思维科学中的概念。具体地说。数学思维方法将把思维,数学思维,数学发展中的发现、发明与创新的思维过程作为自己的研究对象。
内容简介
《数学思维方法(第2版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,注重新型师范教育模块课程的建设,为培养师范生的创新精神和实践能力服务,全面体现“大学精神、大学文化”和“实用、适用”的教学要求。《数学思维方法(第2版)》是数学思维方法研究的基本教材,尤其突出数学思维在数学知识、理论和方法之中的地位,将数学史、数学哲学与数学文化的研究相结合,将数学思维方法的研究与数学教育相结合。
《数学思维方法(第2版)》结构合理,在内容上分为三个部分:第一部分是对数学思维方法历史、数学思维与数学教育、数学发展中的几种重大思维方式的论述;第二部分是目前国内比较有代表性的数学方法论与数学思维方法的主要内容;第三部分主要是从中西数学文化差异,思维模式的角度,梳理数学思维方法的作用。
《数学思维方法(第2版)》主要供高等师范院校数学教育专业、小学教育专业、教育学专业使用,同时也可作为在职中小学数学教师培训和教育科研人员从事数学课程教学研究的重要参考书。
作者简介
王宪昌,吉林师范大学数学学院教授,主要从事代数学、数学史、数学文化,数学思维与创造性思维的教学与研究工作。在《自然辩证法通讯》、《自然科学史研究》、《科学技术与辩证法》、《数学教育学报》、《科学史通讯》等刊物上发表《李约瑟难题的数学诠释》、《宋元数学与珠算的比较评价》、《中国数学哲学的兴起》、《关于数学文化研究的几点思考》等研究论文四十多篇。出版《数学思维方法》、《数学思想史》(合著)、《数学与人类文明》、《数学文化学》(合著)、《创新教育与软发明》,《科技与创造发明》、《数学教学专题讲座》、《大学本科小学教育专业教材·数学思维方法》(主编)、《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·数学思维方法》(主编)等著作和教材十余部。现任吉林省高师院校数学教育研究会理事长.吉林师范大学数学文化史、数学教育方向硕士研究生导师。
内页插图
目录
第一章 数学思维方法概述
第一节 数学思维方法研究的对象和内容
第二节 数学思维方法的产生、发展与层次性
第三节 数学思维方法与数学教育
第二章 数学中几种重要的思维方法
第一节 算术向代数的发展
第二节 几何学的发展与代数化
第三节 常量向变量的发展——无限的数学思维
第四节 概率论——随机现象的数学思维
第五节 模糊数学的数学思维方法
第六节 中国古代数学的思维方法
第三章 数学思维中的逻辑思维与非逻辑思维
第一节 数学中的逻辑思维
第二节 数学中的非逻辑思维
第三节 数学中的创造性思维
第四章 数学的解题及发现的方法
第一节 数学中的观察与实验
第二节 解题的原则与思维方式
第三节 合情推理——数学发现的方法
释四节数学猜想——数学的一种思维方式
第五章 数学的公理化方法
第一节 公理化方法概述
第二节 公理化方法的基本内容
第三节 公理化方法的作用
第四节 公理化方法与结构方法
第六章 数学模型方法
第一节 数学模型概述
第二节 数学模型的分类
第三节 数学模型的构造方法
第七章 化归法
第一节 化归法概述
第二节 变形法
第三节 分割法
第四节 关系映射反演方法
第八章 逐次渐进方法
第一节 逐次渐进方法概述
第二节 逐次渐进方法应用
第三节 类比猜想与归纳猜想
第九章 数学中常用的几种方法
第一节 分析与综合
第二节 形式化与演绎法
第三节 构造与反例
第十章 数学建模、数学实验中的数学思维方法
第一节 数学建模与数学模型化方法
第二节 数学建模的方法与应用
第三节 数学建模中的数学思维方法
第四节 数学实验方法的教学与发展
第五节 数学实验方法与数学思维
第十一章 数学文化与数学思维方法
第一节 数学文化与数学教育
第二节 数学文化与数学思维
第三节 数学文化与数学思维方法
第四节 数学思维方法在文化系统中的作用
第十二章 数学方法论的研究与发展
第一节 数学思维方法与数学美学
第二节 数学思维与西方数学教育
第三节 数学方法论的研究与发展
主要参考文献
精彩书摘
(3)思维的间接性。
思维的间接性是指人们凭借已有的知识经验或以其他事物为媒介,间接地推知事物过去的变化,认识事物现实的本质,预见事物未来的发展。在数学研究中,思维的间接性十分明显。因为数学本身就是一种非现实存在的理性构造,人们就是运用了间接性的思维特征,才从已有的数学成果中获得了新的理论。
2.思维的分类
根据不同的分类形式,思维有不同的表现形态。
(1)根据思维的形态不同,可以将思维分为动作思维、形象思维和抽象思维。
动作思维是指以实际的动作为支柱的思维,也称为操作思维或实践思维。它的特点是直观的、在实际操作活动中产生和进行的。3岁前的儿童思维就以动作思维为主。
形象思维是指用表象进行分析、综合、抽象、概括的过程。形象思维中的基本单位是表象,幼儿在3~6岁的思维多属于形象思维。成人的思维中也有形象思维的发生,特别是艺术家、作家、导演等更多地运用形象思维。数学家有时也借助形象思维来表述某些抽象的概念,当然,成人的形象思维与儿童的形象思维有本质的差异。
抽象思维是运用概念、判断和推理的形式来反映事物本质的思维。这种思维是以概念为支柱进行的思维,人们把它看作是人类思维的核心形态,又称为理性思维。抽象思维的形式又有形式逻辑与辩证逻辑之分,两者既有区别又有联系。形式逻辑的概念具有抽象性和确定性,辩证逻辑的概念具有具体性和灵活性。数学作为一种形式逻辑思维的表述过程和构造形式,它在发生发展的过程中也具有辩证逻辑的形式。如微积分中极限概念的产生、发展和最后定义,就明显地表现出辩证逻辑思维的形式。
前言/序言
图书简介:逻辑的殿堂:探索现代代数与拓扑的精妙结构 作者: 史密斯·J·R., 约翰逊·A. K. 出版社: 环球科学出版社 出版年份: 2023年 页数: 680页 --- 内容提要: 《逻辑的殿堂:探索现代代数与拓扑的精妙结构》是一部深入浅出、结构严谨的数学专著,旨在为具有一定微积分和线性代数基础的读者(包括高年级本科生、研究生以及对抽象数学抱有浓厚兴趣的专业人士)构建起一座通往现代数学核心领域的坚固桥梁。本书并未侧重于应用数学或离散结构,而是聚焦于数学理论中最具内在美感和深刻洞察力的两大支柱:抽象代数和拓扑学。 本书的叙述风格力求清晰、精确,同时又不失启发性。它不仅仅是定理和证明的堆砌,更是一次关于“结构”与“形态”的哲学性探索。作者们相信,数学的真正魅力在于其统一性和内在的逻辑一致性,而现代代数与拓扑学正是展现这种美感的最佳载体。 第一部分:群论的基石与群的结构(约占全书三分之一篇幅) 本部分从集合论的基本概念出发,迅速过渡到群(Group)的严格定义。我们摒弃了对基础群论概念的过度冗述,转而将重点放在群的内部结构和不同类型的群上。 核心概念的深化: 对子群、陪集、正规子群和商群的讨论极为详尽,特别是对同态(Homomorphism)和同构(Isomorphism)的性质进行了多角度的剖析。 关键定理的剖析: 《第一同构定理》、《第二、三、四同构定理》被置于核心地位,并辅以大量不同数学背景下的实例(如矩阵群、置换群 $S_n$ 以及伽罗瓦群的初步引入)。 群的分类与结构: 重点分析了有限阿贝尔群的结构定理,清晰阐述了如何利用直积分解这些群。对于非阿贝尔群,本书详尽讨论了 Sylow 定理的证明及其在确定有限群结构中的关键作用。这部分内容旨在使读者理解,即便是看似复杂的有限群,其结构也是由少数几个基本构件(如素数幂阶群)所构建的。 第二部分:环与域的扩展:代数结构的深化(约占全书四分之一篇幅) 在掌握了群论的抽象思维后,本书将视野拓展到具有两种运算的结构——环(Ring)和域(Field)。 环论基础: 从交换环、单位环到理想(Ideal)和商环(Quotient Ring)的构建,与群论中的正规子群有着深刻的对应关系,本书强调了这种代数结构的“并行性”。 特殊类型的环: 详细介绍了整环(Integral Domain)、主理想整环(PID)和唯一因子域(UFD)。这些概念的引入,为理解多项式环的性质打下了坚实基础。 域论的引入: 重点探讨了域的扩张(Field Extension)。伽罗瓦理论的初步概念在此被温柔引入,主要关注于如何通过构造扩张域来求解代数方程,特别是二项式方程的根与域的结构之间的关系。 第三部分:拓扑学的几何直觉与严格定义(约占全书三分之一篇幅) 本书的后半部分转向了拓扑学,这部分内容旨在捕捉“连续性”和“邻近性”的本质,脱离对具体距离度量的依赖。 拓扑空间的构建: 从集合到拓扑的抽象过程被清晰描绘。本书细致区分了度量空间(Metric Space)与一般拓扑空间,并强调了开集、闭集、邻域、基(Basis)等基本概念的重要性。 连续性与构造: 对连续函数的拓扑定义(原像保持开集)进行了深入探讨,并详细论述了子空间、商空间以及积空间的构造是如何保持或改变拓扑性质的。 连通性与紧致性: 这是拓扑学的两大核心性质。连通性(Connectedness)部分侧重于路径连通性,并通过布尔积分定理等工具进行深化。紧致性(Compactness)的讨论尤为细致,特别是 Heine-Borel 定理在 $mathbb{R}^n$ 上的表述和推广,以及其在函数空间中的重要应用。 第四部分:基本代数与拓扑的交汇点(约占全书剩余篇幅) 本书以两个具有里程碑意义的主题收尾,展示了抽象代数和拓扑学的强大结合力。 基本群(Fundamental Group)简介: 这是代数拓扑学的第一个也是最重要的代数不变量。本书介绍了路径、路径的乘法、以及如何构造基本群 $pi_1(X, x_0)$。通过计算圆周 $S^1$ 的基本群(非平凡群 $mathbb{Z}$)和 $mathbb{R}^2$ 中一个去心圆盘的基本群(平凡群 ${e}$),读者将直观地理解这个代数结构是如何区分不同拓扑空间的。 同调理论的初步视角: 简要介绍了对拓扑空间进行“洞”和“孔”进行代数描述的思想,为读者理解更高级的同调理论(如奇异同调)搭建了一个初步的概念框架,但避免了复杂的张量积和链复体的繁复计算,旨在激发进一步学习的兴趣。 本书特点总结: 1. 理论深度与可读性的平衡: 每引入一个重要概念,都伴随着构造性的证明和几何上的直观解释。 2. 结构统一性视角: 强调群、环、域和拓扑空间之间在定义和构造上的内在联系和类比。 3. 强调“为什么”: 不仅告诉读者“是什么”,更着重于“为什么”这些结构在数学中如此重要,它们解决了哪些历史上的难题。 《逻辑的殿堂》不是一本入门级的休闲读物,它要求读者投入思考和时间,但作为一本深入探索现代数学核心结构的教材或参考书,它将为读者提供一个坚实、优雅且充满洞察力的知识体系。