數(shù)學(xué)知識在計算機中的應(yīng)用獲獎科研報告

數(shù)學(xué)知識在計算機中的應(yīng)用獲獎科研報告【摘

要】在高中生需要學(xué)習(xí)的所有科目中，數(shù)學(xué)這一科表現(xiàn)出對邏輯思維能力的高度重視，且該科目對學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)貫穿整個教學(xué)過程，對學(xué)生未來的發(fā)展也有非常重要的意義。無獨有偶，信息技術(shù)同樣強調(diào)應(yīng)用者的邏輯思維能力，而以計算機為載體的信息技術(shù)中則大量應(yīng)用了數(shù)學(xué)知識。本文將以高中生為切入點，探討數(shù)學(xué)知識在計算機中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)知識;計算機;信息技術(shù)

引言：

當(dāng)前飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟建設(shè)水平推動了科學(xué)技術(shù)的前進與演化，并使計算機在生活中的應(yīng)用程度越來越高，這種高水準(zhǔn)、深層次的應(yīng)用與普及在很大程度上改變了人們的日常生活、學(xué)習(xí)與工作。對于高中生來說，探討計算機中對數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用，能夠幫助他們將所學(xué)數(shù)學(xué)知識與信息技術(shù)相結(jié)合，對強化學(xué)生的邏輯思維能力有很大幫助，同時這種做法也能有效推動我國教育的發(fā)展與前進。

1.當(dāng)前計算機應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的現(xiàn)狀

與小初階段的數(shù)學(xué)課程不同，高中數(shù)學(xué)課程在涉獵內(nèi)容上達到了一個全新的高度，同時也表現(xiàn)出涉獵范圍極廣的特征。以概率、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及圖形表現(xiàn)為首的多種數(shù)學(xué)知識在信息技術(shù)與計算機的學(xué)習(xí)應(yīng)用中也有大量體現(xiàn)。眾所周知，計算機的應(yīng)用將在未來社會發(fā)展中占據(jù)越來越多的部分，而計算機的學(xué)習(xí)又具有較高的難度與復(fù)雜的特質(zhì)。因此在高中計算機知識的學(xué)習(xí)過程中要盡可能以數(shù)學(xué)理論知識當(dāng)做基礎(chǔ)，通過建立起兩者之間的關(guān)聯(lián)，來使數(shù)學(xué)知識為計算機的學(xué)習(xí)提供有效幫助[1]。事實上，數(shù)學(xué)理論知識往往作為計算機課程發(fā)展的基礎(chǔ)而存在，計算機技術(shù)的發(fā)展又反向催動數(shù)學(xué)知識的進一步演化，而高中數(shù)學(xué)知識與計算機理論的高難度也為這種融合創(chuàng)造了更多障礙。

2.數(shù)學(xué)知識在計算機編程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的計算機編程策略應(yīng)用了二進制的語言方法，這種方法落后而繁瑣，導(dǎo)致以人為主導(dǎo)的人機交互效率十分低下。但隨著計算機及信息技術(shù)的發(fā)展，各類新型編程技術(shù)的出現(xiàn)與老技術(shù)的優(yōu)化完善在很大程度上提升了計算機的語言換算效率。然而計算機編程依然需要秉持一定的邏輯性，這也意味著計算機編程工作需要數(shù)學(xué)知識加以規(guī)范。以計算機中某一能夠識別具體年份的軟件為例，要做到準(zhǔn)確識別年份及判斷年份的特征，就需要有效運用數(shù)學(xué)知識。比如要識別某一年是否是閏年，在計算機編程中就需要確保這一年份同時滿足被4、被100與被400整除，且三個條件中被4整除具有最高優(yōu)先權(quán)。但凡整百年份不能滿足三項條件中的任何一項，則不能判定其為閏年[2]。而在此之上需要注意的是，計算機編程的邏輯性并不僅僅體現(xiàn)在解決實際問題上，一旦某一程序雖然能夠解決實際問題，但自身邏輯性存在誤差，就意味著軟件本身的邏輯處理能力不足，軟件的運行效率也會因此下降。

3.數(shù)學(xué)知識在計算機建模中的應(yīng)用

借助計算機進行數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)，是以數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)建立仿真模型并加以應(yīng)用。這種策略經(jīng)常出現(xiàn)在解決生活實際問題的情況下。當(dāng)今社會信息技術(shù)得到了飛速發(fā)展，并催動了大數(shù)據(jù)、云計算這類新興信息技術(shù)的推廣與應(yīng)用，而這種廣泛應(yīng)用也加速了數(shù)學(xué)建模在計算機中應(yīng)用程度的深化。以當(dāng)今社會車輛油耗的計算為例，通過單純的數(shù)學(xué)計算方式往往顯得繁瑣而復(fù)雜，除了要大量反復(fù)收集車輛油耗、里程數(shù)、發(fā)動機效率、路況等信息之外，還要對這些信息進行深層次的加工與分析，才能得出汽車油耗的一般水平，其中任何一個環(huán)節(jié)出錯都可能導(dǎo)致前功盡棄或結(jié)果不理想;而應(yīng)用計算機中的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)可快速獲取車輛不同路況、不同速度下的實際油耗情況，同時也能對比汽車在不同路況中發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，學(xué)生只需要在建立建模之后執(zhí)行數(shù)據(jù)錄入工作，具體的計算分析過程將由建模自行完成。這就在很大程度上降低了人為操作導(dǎo)致失誤的概率[3]。同時由于計算機的計算效率及頻次遠遠超過人力水平，因此在計算的精度與準(zhǔn)確性上也有了可靠保障。在此之后，學(xué)生即可利用數(shù)學(xué)建模中的統(tǒng)計學(xué)及概率學(xué)知識對數(shù)學(xué)建模模型加以檢測，通過對不同參數(shù)的調(diào)整分析模型仿真結(jié)果受到的影響，能夠在很短時間內(nèi)有效計算出汽車的油耗，并建立起汽車的油耗模型。但需要注意的是，利用計算機建立數(shù)學(xué)模型涉及到非常多的內(nèi)容，其力求最大限度精準(zhǔn)的特質(zhì)也意味著學(xué)生需要不斷對建模進行完善優(yōu)化，并確保計算方法與數(shù)學(xué)關(guān)系的正確性，只有這樣才能保證建模發(fā)揮應(yīng)有的效果。

結(jié)語：

數(shù)學(xué)這門學(xué)科在本質(zhì)上屬于一種基礎(chǔ)性學(xué)科，且在生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中都有所應(yīng)用。不可否認的是計算機技術(shù)的發(fā)展很大程度上對數(shù)學(xué)知識有著依賴性，因此要確保高中生能夠準(zhǔn)確掌握計算機