汪賽
摘 要:高等數(shù)學是理工科院校大學生必修的重要基礎課,中國礦業(yè)大學徐海學院(以下簡稱“我院”)針對學生的實際情況,分為基礎班和普通班開展教學,在基礎班的教學實踐中,通過多種教學方法使“教學”變成“導學”,達到了良好的教學效果。
關鍵詞:高等數(shù)學;突出化;具體化;通俗化;簡單化;實用化
著名數(shù)學家華羅庚曾形象地描繪: “宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生物之謎、日月之繁等各方面,無處不有數(shù)學的貢獻?!备叩葦?shù)學是理工科院校各專業(yè)中的一門基礎課,它所提供的教學思想、教學方法、理論知識不僅是學生學習后續(xù)課程的重要工具,也是培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的重要途徑。獨立學院學生基礎普遍不是很好,我院因材施教,將理工科學生分為基礎班和普通班兩個層次進行教學:基礎班學生相對來說基礎較為薄弱,學習高等數(shù)學時感到力不從心,加之高等數(shù)學涉及的知識面廣,內(nèi)容量大,如何獲得良好的教學效果,是基礎班教師應思考的問題。
一 、基礎突出化
高等數(shù)學的研究對象仍是函數(shù),只不過研究的是函數(shù)的分析性質(zhì),如連續(xù)性、可微性、可積性等,而要學好這些,必須有扎實的函數(shù)初等性質(zhì)知識?;A班學生基礎薄弱其實就是對初等函數(shù)的相關概念和性質(zhì)不熟悉,這種現(xiàn)象具有普遍性,教師應根據(jù)學生實際情況重點復習一些必要的相關內(nèi)容,比如指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及運算關系,三角函數(shù)中的一些重要公式以及極坐標等?!案畈拍苋~茂”,對基礎班學生來說不打好這塊基礎,以后的學習會困難重重。
二、將抽象知識具體化
高等數(shù)學中的很多知識來源于自然科學和工程技術領域,因此有些概念和公式是非常抽象的。在講解這些抽象的概念和公式時,先講解其背后實際的物理和幾何背景,可使抽象問題非常具體地呈現(xiàn)在學生面前,讓學生能具體而深刻地理解其內(nèi)容,處理實際問題時更加容易。比如導數(shù)的概念,實質(zhì)就是一個相對變化率的問題,即這是一個很抽象的公式,如果在講述過程中與速度問題和切線問題聯(lián)系起來,就很容易理解了。又比如在講定積分定義的時候,應該由淺入深,把定積分的思想和曲邊梯形的面積計算公式緊密結(jié)合起來,這樣學生才能真正理解“大化小、常代變、近似和、求極限”的含義。再舉幾個可以用定積分的幾何意義解決定積分的計算的例子,如要讓學生明白不是所有的定積分問題都可以用幾何意義來解決,這時候教師應自然引入定積分的計算公式:牛頓-萊布尼茲公式。
三、數(shù)形結(jié)合、語言描述的通俗化
高等數(shù)學是一門邏輯性強、思維嚴密的學科,有很多定義、定理不乏抽象的數(shù)學語言,教師在講解過程中應將這些語言通俗化再教授給學生,才會使學生理解和接受。比如函數(shù)極限概念中,可以這樣來描述:limf(x)=A,表示若無限地往x0靠近,函數(shù)值無限地往A靠近,但是靠不到,A就稱為x無限接近x0時f(x)的極限。學生只有理解了,才能用精確的“ε-δ”語言來描述,否則一時很難接受。再比如多元函數(shù)的求導法則,根據(jù)圖示法記住口訣“分段用乘、分叉用加、單路全導、叉路偏導”,既容易理解,又可以輕松記住求導公式,達到良好的效果。讓我們來看看看下面一個例子。
又比如在講無窮級數(shù)中正項級數(shù)的比較審斂法,可以用下面的圖來表示。
可以將正項無窮級數(shù)看作是每加一項就向氣球里沖點氣,如果發(fā)散,氣球就會炸掉,如果不發(fā)散,氣球就不爆炸(圖1);比較審斂法里正項級數(shù)∑an,∑bn滿足anbn(圖2),可以想象成若∑an發(fā)散,∑bn必定發(fā)散;若∑bn收斂,∑an必定收斂。這樣數(shù)形結(jié)合的方式很容易就讓學生理解,達到良好的教學效果。
四、復雜問題簡單化
在高等數(shù)學的教學過程中,學生的學習態(tài)度、學習興趣、學習熱情對高等數(shù)學的學習效果起著重要的作用,教師在授課時采用討論法、對比法等多種教學方法引導學生一起探索問題,將復雜問題完美解決。比如,羅爾定理的幾何意義表示在區(qū)間(a,b)的函數(shù)圖象上至少存在一點,過此點切線平行于x軸,如果將羅爾定理中的條件f(a)=f(b)去掉,會不會有相同的結(jié)論呢? 問題提出,同學們通過對比討論,得出結(jié)論是不一樣的,這時老師引入拉格朗日定理,大家也就非常容易理解定理的結(jié)論。再比如,講解二重積分的極坐標時,先請學生觀察并回答問題:
面對第①個問題,學生可以利用直角坐標解決,在解決第②個問題時,教師引入極坐標求二重積分的方法,使得問題輕松解決。
五、數(shù)學知識實用化
數(shù)學有其抽象的特征,高等數(shù)學中大多數(shù)概念的產(chǎn)生是解決實際問題的需要,因此在教學過程中,教師結(jié)合具體的實例,本著“以應用為目的,以夠用為度”的原則,充分挖掘?qū)W生的潛力和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學生應用高等數(shù)學的知識解決一些簡單的實際問題,提高學生應用數(shù)學的能力。馬克思曾經(jīng)說過, “一門科學,只有當它成功地用到數(shù)學時,才能達到真正完善的地步”。比如在微分方程的教學過程中,適當?shù)嘏e一些學生比較了解且感興趣實例,例如,簡單的人口模型,使學生掌握利用微分方程解決實際問題的思想。又如在多元函數(shù)的極值和最值的教學過程中,列舉生活中的事例,讓學生感受數(shù)學應用的魅力等。
例2 ,某公司的兩個工廠生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品但所需成本不同,第一個工廠生產(chǎn)產(chǎn)品和第二個廠生產(chǎn)產(chǎn)品時的總成本是C(x,y)=x2+2y2+5xy+700,若公司生產(chǎn)500件產(chǎn)品,問如何分配生產(chǎn)任務才可以使生產(chǎn)成本最低?
得到唯一的極值點,此為極小值點。
根據(jù)題意可知:當?shù)谝粋€工廠生產(chǎn)125件產(chǎn)品,第二個工廠生產(chǎn)375件產(chǎn)品時該公司的總成本最低。
另外,加強課堂管理,采用多媒體的教學手段等多方面結(jié)合才能讓學生更直觀、更有效地學好高等數(shù)學。
參考文獻:
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