Teaching by Numbers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Maas Taubman, Peter

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2009-4

价格:$ 169.50

装帧:

isbn号码:9780415962735

丛书系列:

图书标签:

• 教育
• 教学方法
• 数学教学
• 数据分析
• 教育技术
• 课堂实践
• 教学策略
• 教师发展
• 教育创新
• STEM教育

《数字之外》 序言 在浩瀚的知识海洋中，数字扮演着至关重要的角色，它们是理解世界、探索未知、乃至塑造未来的基石。从宇宙的宏伟尺度到细胞的微观结构，从经济的潮起潮落到社会的变迁轨迹，无处不闪烁着数字的光芒。然而，我们往往被数字的精确性、客观性所吸引，却容易忽略它们背后隐藏的丰富内涵、深层逻辑以及它们与人类思维、情感、创造力之间错综复杂的关系。 《数字之外》并非一本关于数字计算、公式推导或统计分析的教科书。它旨在带领读者超越纯粹的数字游戏，深入探索数字作为一种语言、一种思维工具、一种文化符号，以及它们如何深刻影响我们的认知方式、决策过程，甚至是我们对现实世界的理解。本书将聚焦于数字背后的故事，那些关于数字的起源、演变、应用以及它们所承载的人类智慧与情感的篇章。 我们希望通过这本书，能够激发读者对数字更深层次的思考，不再将数字视为冰冷的符号，而是看作一把钥匙，能够开启通往更广阔、更深刻理解世界的大门。我们将一同审视数字在不同领域的影响力，从科学研究到艺术创作，从商业运作到日常生活，挖掘那些不曾被数字本身所完全表述的意义。 第一章：数字的诞生与演进——从标记到抽象 人类最早的文明，其根基便是对数量的感知与记录。从原始社会的结绳记事，到古代文明的刻符记数，数字的概念在漫长的历史长河中逐渐孕育、发展。本章将追溯数字的起源，探索不同文化背景下数字系统的形成与演进。我们将关注那些塑造了我们今日数字世界的关键节点： 早期计数系统： 了解不同文明，如苏美尔、古埃及、玛雅等，如何发展出各自独特的计数方式，以及这些系统如何反映了当时社会的需求和技术水平。我们将探讨“一”、“二”、“三”等基本概念是如何被抽象出来，并如何通过不同的符号体系来表示。 零的革命： 零的出现是数学史上一次划时代的飞跃。我们将深入探讨零的概念是如何被发现、被接受，以及它如何极大地简化了计算，并为更复杂的数学理论奠定了基础。零不仅仅是一个占位符，更是负数、代数和微积分等概念的先导。 位值制与十进制： 印度数学家发明的位值制记数法，以及我们今天广泛使用的十进制系统，是如何成为全球通用的数字语言？我们将分析位值制如何通过巧妙的数字组合来表示任意大的数，以及它对算术运算效率的巨大提升。 数字的文化烙印： 不同的文化对数字有着不同的理解和象征意义。例如，在西方文化中，数字“7”常常被视为幸运数字，而“13”则可能带有不祥的色彩。我们将探讨这些数字的文化含义如何影响人们的信仰、习俗乃至语言，以及它们如何在历史、宗教和文学作品中留下印记。 数字的抽象化与符号化： 数字从具体的物体计数，演变为高度抽象的符号。这一过程是如何发生的？我们将审视数学家们如何不断地将数字的概念推向更抽象的领域，例如虚数、复数，以及它们如何成为现代科学和工程不可或缺的工具。 第二章：数字的语言——逻辑、模式与秩序的表达 数字并非孤立的存在，它们构成了描述现实世界、表达逻辑关系、揭示隐藏模式的强大语言。本章将探讨数字如何成为我们理解世界、沟通思想的媒介： 数字与逻辑： 数学是逻辑的极致体现，而数字是逻辑的基本单元。我们将探讨数字在形式逻辑、推理过程中的作用，以及它们如何帮助我们构建严谨的论证和分析。从基本的算术运算到更复杂的逻辑门电路，数字始终是逻辑思维的载体。 数字中的模式： 自然界充满了各种各样的模式，而数字是描述这些模式最有效的工具。从斐波那契数列在植物生长中的体现，到分形几何在海岸线和雪花中的应用，我们将探索数字如何揭示宇宙的秩序与规律。 统计学的力量： 统计学是收集、分析、解释和呈现数字数据的学科。我们将探讨统计学如何帮助我们从海量数据中提取有用的信息，做出预测，并理解群体行为的规律。从民意调查到疾病传播模型，统计学在现代社会中无处不在。 概率论的魅力： 概率论用数字来量化不确定性。我们将探讨概率论如何帮助我们理解随机事件的发生可能性，以及它在科学研究、金融风险管理、游戏设计等领域的应用。从抛硬币到基因遗传，概率论为我们提供了认识偶然性的框架。 代码中的数字： 在信息时代，数字构成了数字世界的基石。我们将探讨计算机编程语言如何用数字来指挥机器执行各种任务，以及数字编码如何实现信息的存储、传输和处理。从简单的变量到复杂的算法，数字是数字革命的驱动力。 第三章：数字的视野——科学、技术与工程的基石 数字是科学进步的血液，是技术创新的燃料，是工程实现的蓝图。本章将深入考察数字在各个科技领域中的核心地位： 物理学的数字语言： 从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦的相对论，从量子力学的薛定谔方程到粒子物理的粒子探测，物理学几乎完全建立在数学和数字之上。我们将探讨数字如何帮助物理学家描述宇宙的运行法则，预测天体的运动，以及探索物质的本质。 化学的数字计量： 化学反应的定量分析、物质的分子结构、反应速率的测定，都离不开数字的精确计量。我们将了解数字在化学方程式、摩尔质量、浓度等概念中的应用，以及它们如何帮助我们理解和控制化学过程。 生物学的数字模型： 从基因序列的分析到蛋白质结构的预测，从种群数量的动态变化到流行病的传播模型，数字在现代生物学中扮演着越来越重要的角色。我们将探讨生物信息学、系统生物学等领域如何利用数字技术来解决复杂的生物学问题。 工程学的数字设计与模拟： 桥梁的设计、飞机的制造、芯片的研发，都依赖于精确的数字计算和模拟。我们将了解工程学如何利用计算机辅助设计（CAD）和有限元分析（FEA）等工具，通过数字模型来优化设计、预测性能并确保安全性。 人工智能的数字驱动： 人工智能的核心在于对大量数据的学习和分析。我们将探讨机器学习、深度学习等技术如何通过数字模型来识别图像、理解语言、做出决策，以及数字如何成为人工智能赋能各行各业的基础。 第四章：数字的表达——艺术、设计与人文的触动 数字并非只属于科学的殿堂，它们同样在艺术、设计和人文领域展现出独特的力量和魅力，触动着我们的情感和创造力。 数字在艺术创作中的应用： 从黄金分割在绘画和建筑中的应用，到音乐中的音律与节拍，再到数字艺术和算法艺术的兴起，数字为艺术家提供了新的创作工具和灵感来源。我们将探讨数字如何影响构图、色彩、比例，以及如何通过代码生成令人惊叹的视觉和听觉作品。 设计的数字美学： 在现代设计领域，数字化的工具和流程已经成为主流。从平面设计中的排版与色彩理论，到工业设计中的三维建模与渲染，再到用户界面（UI）和用户体验（UX）设计中的数据分析，数字为设计师提供了无限的可能。 历史与人文的数字重构： 通过数字技术，我们可以以全新的方式研究和理解历史。例如，数字人文项目利用数据挖掘、可视化等技术来分析古籍、修复历史文物、重构古代城市，为我们提供了更直观、更深入的历史视角。 语言与文学中的数字意象： 尽管语言并非完全由数字构成，但数字在文学作品中同样扮演着重要的角色。例如，数字的重复、排列、隐喻等，都可以用来营造特定的氛围、表达特定的主题，甚至构建小说的情节。 经济学与社会学的数字洞察： 经济学和人口统计学等学科高度依赖于对数据的分析。我们将探讨数字如何帮助我们理解经济发展的趋势、社会问题的成因，以及如何通过数据驱动的决策来改善社会福祉。 第五章：数字的边界与未来——挑战、伦理与无限可能 随着数字技术的飞速发展，我们正面临着前所未有的机遇与挑战。本章将探讨数字时代的深层问题，以及数字未来可能的发展方向： 数据隐私与安全： 在数据爆炸的时代，个人隐私的保护与数据的安全使用成为亟待解决的难题。我们将探讨数字追踪、数据泄露等问题，以及如何平衡数据利用与个人权利。 算法的偏见与公平性： 算法的决策过程可能存在固有的偏见，从而导致不公平的结果。我们将探讨如何识别和消除算法中的偏见，确保技术的公平和公正。 数字鸿沟与社会公平： 数字技术的普及带来了新的社会不平等，即“数字鸿沟”。我们将探讨如何弥合数字鸿沟，让更多人能够公平地享受数字技术带来的便利。 人与数字的关系： 随着人工智能和自动化技术的进步，人与数字的关系正在发生深刻的变化。我们将思考在未来的数字世界中，人类的角色将如何演变，以及我们如何与智能机器和谐共处。 数字的哲学思考： 数字究竟是什么？它们是客观存在的现实，还是人类思维的构建？我们将尝试从哲学的角度，对数字的本质、认知以及它们与人类意识的关系进行探讨。 未来的数字疆域： 从量子计算的突破到数字孪生技术的应用，从虚拟现实到脑机接口，数字技术的未来充满着无限可能。我们将展望未来的数字世界，以及数字将如何继续改变我们的生活、工作和思维方式。 结语 《数字之外》是一次对数字的深度探索，一次对数字背后丰富内涵的挖掘。我们希望通过这本书，能够帮助读者超越数字的表面，看到它们在人类文明发展中所扮演的不可替代的角色，以及它们如何深刻地塑造着我们的世界和我们的思想。数字是工具，是语言，是逻辑，是艺术，是未来。当我们能够理解“数字之外”的意义时，我们便能更好地驾驭数字的力量，创造一个更美好的未来。

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