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應用統計數學
鎖定
應用統計數學專業是培養具備統計數學和應用數學的基礎理論,具有運用數學理論和工具進行實際問題的抽象、分析、解決的能力和較強的計算機運用能力的人。
應用統計數學主幹課程
應用統計數學專業是受到科學研究的初步訓練的高級專門人才。畢業生能在教育部門、科研部門、政府部門、金融系統、計算機軟件公司、通訊公司等企事業單位從事教學、研究、計算機軟件開發等工作。
應用統計數學簡介
應用統計數學是應用目的明確的數學理論和方法的總稱,研究如何應用數學知識到其它範疇(尤其是科學)的數學分枝,可以説是純數學的相反。包括微分方程、向量分析、矩陣、傅里葉變換、復變分析、數值方法、概率論、數理統計、運籌學、控制理論、組合數學、信息論等許多數學分支,也包括從各種應用領域中提出的數學問題的研究。計算數學有時也可視為應用數學的一部分。
圖論應用在網絡分析,數論應用在密碼學,博弈論、概率論、統計學應用在經濟學,都可見數學在不同範疇的應用。
應用統計數學起源
數學家布爾.G.
應用統計數學包含三個詞:“應用”,“統計”和“數學”。大體而言,應用數學就包括兩個部分,一部分就是與應用有關的數學,這是傳統數學的一支,可稱之為”可應用的數學”。另外一部分是數學的應用,就是以數學為工具,探討解決科學、工程學和社會學方面的問題,這是超越傳統數學的範圍。
數學是人類活動中的一個項目,即使全是由人腦產生的最純粹的數學,也與自然界的規律相關聯,遲早會對自然規律的掌握或其他方面有用處的。將現在已可應用,或者即將就可應用的數學稱之為可應用的數學。
以發展而言,大概像微分方程、概率統計、計算數學、計算機數學,和運籌學等都算在可應用的數學範圍內。另一類則”數學的應用”。物理學家、航空工程師、地質學家、生物學家、經濟學家等,他們為了解決各學科及工程上的問題,需要用數學用為工具。因此,他們有時要把已經發展得很完善的數學搬過來用,有時候卻不得不自己創造性地發展新的數學方法,來處理他們所遇到的獨特問題。這就是數學的應用。他們往往要求不太高的嚴謹,常需要配合觀察實驗結果及經驗所賦予的直覺來發展數學方法。所以除了相當水平的數學修養外,應用數學家們對應用主題的學科還必須有相當深度瞭解。
傳統的數學分為”純數學”與”可應用的數學”,二者的差別只是程度上的不同,即使最純粹的數學在將來也會有應用的可能。它們的共同點是都只關注問題的數學內容,也只用數學標準來衡量研究的成果。“數學的應用”則以科學或工程內容為主導,數學只是工具,所以研究成就的衡量標準也大大不同。
20世紀以前沒有”應用數學”這一名詞。大數學家如高斯、歐拉、柯西等都是既搞純數學,又搞應用數學。比如,函數的發展基本上是為了解決物理學所引發的拉普拉斯方程。純粹的邏輯思維與自然現象的解釋探討是並行發展的。一直到二次大戰前,高等數學的應用絕大部分與物理學有關。
在二次大戰前後,由於航空工業的發展以及飛機在戰爭中的重要性,高等數學開始大量用在力學及其它工程方面,促成了應用力學與應用數學的發展。在40、50年代,應用數學的主要研討內容是力學,大多數應用數學家的背景也不是數學,所以”應用”的性質是很強的。60年代以後情況就有些改變。一方面高等數學的應用範圍愈來愈廣,不但物理學、工程、化學、天文、地理、生物、醫學在用高等數學,甚至經濟學、語言學也開始用相當多的高等數學,應用數學因此得到發展。
應用數學得以發展的另外一個原因是數學的發展越來越極端抽象化,漸漸地只有數學家自己以及狹門同行才能理解他們在搞什麼。在這種情形下,需要用數學的理論科學家與工程師們就只好自力更生,不依賴純數學家,而自己搞起數學來了。他們所搞的數學與純數學最大的區別就是與實際的結合:自然的實際,社會的實際。自然現象與社會發展提出的數學問題要設法解決;數學問題解決以後,其探討結果要再回到自然界與社會中去,應用數學就這樣產生了。
發展狀況
應用數學
從此以後,數學就從兩個方向發展着。一方面是純粹數學。例如哥德巴赫猜想、費馬大定理等世界名題,成為世人關注的焦點,一旦有所突破,可被視為人類思想史上的大事。至於非歐幾何、拓撲學、抽象羣論等等,雖説開始時看不到和實際的直接關係,但是隻要是好的數學知識,往往在若干年後會發現有實際應用。陳省身20世紀40年代研究的纖維叢理論,到了20世紀70年代,竟成為物理學上由楊振寧等發現的規範場的數學工具,這種世界的統一性,令人不可思議。
另一方面,應用數學在不斷地迅猛發展。現實世界畢竟是數學發展的源泉。從17世紀以來,社會發展和生產需要一直是數學發展的主要推動力。牛頓從物理學需要發明了微積分,反過來,第谷布拉赫(TychoBrahe)用數學方法發現了海王星;蒸汽機推動了運動學和熱力學的發展,促使數學分析學走向新的高峯;電磁學的基本規律是用微分方程寫的。時至20世紀,噴氣機和航天器的製造和導航,CT掃描的醫療設備,組織大規模戰爭的運籌方案,本質上都是數學技術。
在現代,數學不僅作為一個解決問題的工具,而且已成為時代文化的一個重要組成部分,一些數學概念、語言已滲透到日常生活中去,一些數學原理已成為人們必備知識,如面積、體積、對稱、百分數、平均數、比例、角度等成為社會生活中常見名詞;象人口增長率、生產統計圖、股票趨勢圖等不斷出現在報刊、電視等大眾信息傳播媒介中;而象儲蓄、債券、保險、面積、體積計算(估算)、購物決策等成為人們難以迴避的現實問題。那麼未來的公民——現在的學生,必須具備一個解決實際應用問題的數學素養,這一切都呼喚應用問題呈現於數學教育教學過程中。
中國古代數學一向有實用的傳統,數學教學中重視數學應用也並非新問題。在小學裏,數學應用問題是教學的重點和難點,從未有人持異議。到了初中,學了平面幾何,數學品味趨於抽象,邏輯推理不斷加強,數學應用漸有淡出之勢。不過,數學應用並未絕跡,諸如濃度問題、行程問題等仍有出現,平行四邊形與鐵柵門的關係等也總要提及。只是被某種錯誤觀念的誤導,大家不太重視罷了。
一到高中,情況變得越發嚴重。數學一直是中學的主幹課程,為什麼要學那麼多的數學?一般認為,數學是“能力篩子”、“思想的體操”,無非是“升學需要”、“思想健身”而已。至於有什麼用,對不起,不必問。由於大躍進年代,文革時期“過火地”聯繫實際,破壞了數學知識的系統性,一旦撥亂反正,便專注於純粹數學的要求。一個時期以來,主張數學應用被稱為“實用主義”、“短視行為”,似乎數學離現實生活越遠越好。“掐頭去尾燒中段”式的純數學推理成為唯一的選擇。因此,關於數學應用問題的設計與教學成為迫在眉睫的任務。
就業前景
應用統計數學專業就業廣闊
應用統計數學與應用數學專業屬於基礎專業,是其他相關專業的“母專業”。無論是進行科研數據分析、軟件開發、三維動畫製作還是從事金融保險,國際經濟與貿易、工商管理、化工製藥、通訊工程、建築設計等,都離不開相關的數學專業知識。
嚴密的邏輯思維能力,來自於深厚紮實的數學功底。可見數學與應用數學專業是從事其他相關專業的基礎。隨着科技事業的發展和普及,數學專業與其他相關專業的聯繫將會更加緊密,數學專業知識將會得到更廣泛的應用。以數學專業或相其關專業為依託實現職業再選擇的人數佔87%。由於數學與應用數學專業與其他相關專業聯繫緊密,以它為依託的相近專業可供選擇的比較多有數學系的專業是採用數學的方法分析解決金融、經管方面的問題。
畢業生能進行基礎數學理論研究或教學、應用軟件的設計與開發,就業主要是雙向選擇,自主擇業。主要到科技、教育和經濟部門從事研究、教學工作或在生產經營及管理部門從事實際應用、開發研究和管理工作。可在科研部門、政府部門、金融系統、高校、部隊、計算機軟件公司、通訊公司等企事業單位從事理論研究、計算機軟件系統的開發、設計和維護等工作。
- 參考資料
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- 1. 應用統計數學
- 2. 中國導師網
- 3. 全國家教信息連鎖網
- 4. 《學科分類與代碼 GB/T 13745-2009》
- 5. 中華人民共和國學科分類與代碼簡表(國家標準GBT .上海外國語大學賢達經濟人文學院.2021-01-26[引用日期2021-05-21]
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