数学是什么?
数学是自然科学六大基础科学当中之一,但相比于其他基础科学,数学显得更加基础。一方面,数学在人类历史发展和社会生活中发挥着不可替代的作用,另一方面,数学也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
整体来说,数学是侧重于研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科,主要学习的也就是如何将具象的事物进行抽象化归纳后,解决实际现实问题的逻辑思维。
也正是因为数学的工具性,数学好的同学,往往能够在金融、计算机、工程等几乎所有理工科、商科方向的工作上都有一定的优势。而在国外大部分理工科方向的专业录取要求里,数学也是被硬性要求的科目之一。
数学有哪些分支?
数学虽然作为一个基础学科,但是它在分支方向上并不是非常多。一般来说,可以分成应用数学和纯数学两个分支。其中纯数学更多偏向于数学基本原理的研究,在数学理论上不断钻深,解决各类数学难题;而应用数学则相对偏向于将数学的专业知识和其他领域的理论结合起来,用数学的原理去辅助其他专业完成某些难题,得到某些结论。
虽然应用数学专业,强调的是数学在现实生活当中的应用,但是本质上还是数学专业,学生主要学习的内容也是数学的基本原理和各类公式。在对于具体内容的学习上,应用数学专业相比较于纯数学专业,会更加强调学习针对具体问题如何进行数学建模,如何使用计算机编写简单的程序应用等与实际应用相关的部分。
另一方面,虽然数学整体大方向仅分成纯数学与应用数学两个,但由于数学的工具性,还会有很多数学与其他学科结合的科目,如计算数学(计算机+数学)、金融数学(金融+数学)、运筹学(管理+数学)、物理数学(物理+数学)、统计学等。这些科目的学习就更加专精,以数学模型为基本工具和方法,从而来解决在不同领域可能会遇到的问题。未来在用的时候是以其他科目为主,对于数学更多用到的是其中的推导逻辑和论证方法。
因此纯数学与应用数学的专业,学习的内容上虽然有一定的不同,但大体还是以数学基本原理为主。而数学与其他学科结合的科目则更显五花八门,如果觉得不清楚未来往什么方向发展,是可以选择应用数学方向的,在大一大二的学习过程当中,发现自己在数学领域适合哪些方面,又在哪些方面比较薄弱,并最终确定自己究竟应该去什么专业进行学习。
美国大学开设的数学专业
数学相关的项目,在美国大多属于文理学院/自然科学学院,修习的学位也一般是理学学士(BS)学位,有部分学校会开设学习难度相对较低的文学学士(BA)学位。大部分美国学校在本科阶段开设的数学项目种类相对较少,并不会细分到多个领域,而是最多以应用数学和理论数学进行区分,但也少部分学校例外,会在本科期间将专业进行细分。我们选取了美国较为代表性的加州大学伯克利分校作为案例,来给大家看一下美国大学的数学专业是如何进行分类的
(1)应用数学
数学专业的核心在于学习数学的基本原理,所以虽然加州伯克利的数学系分成了三个专业方向,但其中学习的内容却大部分相同。主要就是通过数学的基本原理和概念,从而来分析、解决现实当中存在的各种问题。应用数学专业在三个专业当中更加偏向于将数学知识运用到其他学科的问题当中去,比如物理、化学、生物等。
(2)教学数学
教学数学专业学习的内容和另外两个专业的区别不算太大,同样是要学习教学的基本原理和概念,然后学会分析解决现实问题。但是在学习内容当中也会更加偏向于如何教会别人学习,通过学习提升数学教师的教学质量。
(3)数学
纯数学专业在和前两种方向学习差距不大的情况下,相对更加偏纯数理方向,未来也主要以学习研究基础数学为主。当然在这方面钻研的程度加深,同样也可以把这些数学上的原理给用到各种专业知识上去。
英国大学开设的数学专业
相较于美国方向,英国大学在本科阶段开设的数学专业种类更加丰富,也会开设更多数学和其他学科交叉的学科,比如像“数学与经济”,“数学与哲学”等。但是这些数学相关的课程却并没有区分得那么明显,比如我们接下来将要详细介绍的帝国理工大学,他的数学科目在前两年的课程并没有太大的差别,他们官网上也写着,如果前两年的课程顺利修习完,可以在第三年之前任意调整自己的主修方向(但只能在数学系内),那么接下来就让我们来看看他们是如何设置分支专业的。
(1)数学
帝国理工的数学专业着重于培养学生的批判性思维和在数学方面的逻辑素养,除了数学专业需要掌握的大量基本公式和数学原理以外,帝国理工的数学专业也同样开设了很多与物理、化学、计算机等方向接轨的选修课程,让数学专业的同学在学习本专业知识以外,还能有进一步发展的空间。
(2)纯数学
纯数学的学习内容和数学专业大致完全相同,主要的区别在于从大三开始,纯数学同学的必修课会追加很多更深层次的数学原理和理论。在掌握了这些更多的理论之后,纯数学的同学同样可以去参加其他的物理、化学、计算机方向的选修课程,获得更加全面的发展。
(3)数学与计算机科学
这门学科主要研究的对象是以计算数学的基本核心,由计算机系和数学系的教授共同来教授同学,帮助同学对于纯数学、数值分析、统计学打好基础,并同步学习计算机科学中的软件开发过程,适合未来往计算机、编程方向的同学学习,打好理论基础。
(4)应用数学与物理数学
这门学科同样与数学在前两年学习的内容相似,但是从第三年开始,将会更加专精于应用数学,到时候可以在这个基础上去专精于一些解决实际应用的问题,如游戏动力学,数学生物学,科学计算等等用于物理学或是其他科学中的问题。
(5)数学与计算数学
这门学科同样与数学在前两年学习的内容相似,但是从第三年开始,将会更加专精于计算数学,着重于学习高性能计算以及科学计算等方向的课程,帮助同学建立计算机算法的高效能分析模型,从而具备计算机算法方面的基础,但计算机算法仅作为选修课程。
(6)数学与统计学
这门学科同样与数学在前两年学习的内容相似,但是从第三年开始,相对更加专精于统计学,后续就会学习如应用概率,随机模拟,风险决策等统计学关键课程。更适合未来从事统计方向工作的同学学习。
(7)数学与金融统计
这门学科同样与数学在前两年学习的内容相似,但是从第三年开始,将会更加专精于金融统计学,着重于学习金融数学,期权,消费者信用,统计模型等。帮助同学建立起金融方向的专业知识的基础,让同学能够未来打好金融商科方向的基础知识,便于后续的精深。
数学未来的发展方向是什么?
数学专业,作为一个理科专业,它有着和其他理科专业相同的特点,学习的时间越久,对于专业内技术掌握得越深,越能够找到称心如意的工作。如果仅考虑从事数学领域本身的工作,那大多都会考虑往数学家或者数学教师的方向发展。但如果考虑到数学的工具性,其实诸如金融、工程、财会、计算机等等领域都非常看重数学方向的人才。
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