摘要:獨(dú)立學(xué)院是高等教育的新生力量,針對(duì)其“培養(yǎng)應(yīng)用型人才”的總體目標(biāo)和培養(yǎng)體系,對(duì)高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)提出新的挑戰(zhàn)和要求。本文以其中積分的概念為例,談?wù)勅绾渭訌?qiáng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)中“三基”的訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞:獨(dú)立學(xué)院 基本概念 積分
作為高等教育中的一支新生力量,近年來,獨(dú)立學(xué)院的發(fā)展已經(jīng)具有了一定的規(guī)模。其以“培養(yǎng)應(yīng)用型人才”為總體目標(biāo),著力構(gòu)建“按社會(huì)需求設(shè)專業(yè)、按學(xué)科打基礎(chǔ)、按就業(yè)設(shè)模塊,使學(xué)生橫向可轉(zhuǎn)移、縱向可提升”的本科培養(yǎng)體系,強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,努力為社會(huì)奉獻(xiàn)具有社會(huì)責(zé)任感和較強(qiáng)的社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)建設(shè)能力,具有國際視野和參與國際競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。在這種形勢(shì)下,如何在高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中體現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo),是擺在我們面前的一個(gè)新課題。作為高等院校工科一門各專業(yè)的重要的基礎(chǔ)課,是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其它課程的必要工具,并對(duì)學(xué)生逐漸形成科學(xué)思維方式,發(fā)展智力,激發(fā)學(xué)生的探索與創(chuàng)新精神起到促進(jìn)的作用?!叭保ɑ靖拍?、基本理論、基本運(yùn)算技能和方法)是構(gòu)成高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的主要部分,在實(shí)際教學(xué)過程中,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生“三基”的訓(xùn)練尤為重要。根據(jù)近幾年在獨(dú)立學(xué)院從事高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的一些體會(huì),就在教學(xué)中如何加強(qiáng)基本概念的教學(xué)環(huán)節(jié)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)。
學(xué)好高等數(shù)學(xué)一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)就是深刻理解基本概念,加強(qiáng)基本概念教學(xué)是高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的一個(gè)永恒主題,它也是加強(qiáng)“三基”的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的學(xué)生都是剛剛踏入大學(xué)校門的一年級(jí)新生,他們還沒有完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活,抽象思維的能力還比較薄弱,在學(xué)習(xí)過程中,對(duì)一些概念的理解往往還停留在表面上,課后復(fù)習(xí)時(shí),也往往忽視對(duì)基本概念的進(jìn)一步理解,而是忙于完成作業(yè),遇到不會(huì)解的題目也只是參照教材類似的題目“照貓畫虎”的完成。在教學(xué)過程中,我們經(jīng)常聽到一些學(xué)生反映,高等數(shù)學(xué)不少內(nèi)容難學(xué),題目難解。從表面上看,這些問題的產(chǎn)生似乎僅僅是由于各種題目類型練習(xí)偏少的原因,因此很容易在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中形成一個(gè)“講例題、做習(xí)題”的模式。但深究起來,在很多情況下學(xué)生解題感到困難有一個(gè)很重要的原因,恰恰是由于對(duì)相關(guān)的基本概念理解不深透所造成的,因此,我們?cè)诮虒W(xué)中必須強(qiáng)化基本概念這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),在教學(xué)過程中注重對(duì)基本概念的講解,使學(xué)生能夠更加深刻的理解基本概念。
在講解高等數(shù)學(xué)的基本概念時(shí),應(yīng)注重在概念的引入、敘述以及對(duì)內(nèi)涵和外延的說明等幾個(gè)方面下功夫,力求概念的引入自然生動(dòng)、概念的敘述準(zhǔn)確清晰、概念的內(nèi)涵與外延講解透徹、概念的應(yīng)用合理。首先,概念的引入應(yīng)該是自然的,許多數(shù)學(xué)概念由于它的抽象性,常常會(huì)使學(xué)生感到不可捉摸,因此在教學(xué)過程中,一般不易直接給出概念,最好是把這個(gè)概念的提出、形成、探索過程呈現(xiàn)出來,這樣,概念的出現(xiàn)才不至于使學(xué)生感到突然、莫名其妙,而是感到非常自然。同時(shí),也能使學(xué)生對(duì)概念做更深層次的理解,養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣,從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。其次,在引入概念的時(shí)候,應(yīng)盡可能的從該概念的幾何背景、物理背景或其它實(shí)際背景入手,直觀的描述所要講述的概念。使人有一種“看得到、摸得著”的感覺,富于啟發(fā),更關(guān)鍵的,要使概念的各種性質(zhì)在實(shí)例中得到較好的體現(xiàn)。另外,對(duì)于一些相近、相似或相關(guān)的概念,可以采取歸納和比較的方法,注意講清它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互之間的區(qū)別;經(jīng)常梳理知識(shí)系統(tǒng),而不是孤立地理解某一個(gè)概念,達(dá)到系統(tǒng)地掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的目的。
下面,以各種積分的概念為例,說明我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)概念的講授。積分的概念是積分學(xué)中的一個(gè)極其重要的概念,它是從很多實(shí)際問題中抽象出來的。掌握好各種積分的概念對(duì)提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力大有益處,因此,應(yīng)該下大力氣講清、講透積分的概念。
首先,在講授定積分的概念時(shí),除了以曲邊梯形面積、變速直線運(yùn)動(dòng)路程等例子入手外,還另外選擇幾個(gè)幾何上和物理上的有關(guān)實(shí)例,在講解這些例子時(shí),緊緊圍繞“分割——近似——求和——取極限”的步驟,強(qiáng)化對(duì)定積分基本思想的理解,只有學(xué)生將定積分的概念及其基本思想理解透徹了,才能更好的掌握和理解定積分的計(jì)算方法及其相關(guān)應(yīng)用。在進(jìn)入多元函數(shù)的積分時(shí),遇到了重積分、曲線積分和曲面積分,我們采取歸納、類比的方法來講解這幾個(gè)概念,著重講清這幾類積分與定積分之間的聯(lián)系,將它們視為定積分的推廣,采取由簡(jiǎn)到繁,從低維到高維的思路,以定積分的概念作為橋梁,很自然的過渡到其它形式的積分,例如,從曲邊梯形面積向曲頂柱體體積的過渡,從曲邊梯形面積向柱面上曲邊梯形面積的過渡等都是很順暢的。無論是哪一種積分,都離不開“分割——近似——求和——取極限”的基本步驟和定積分的基本思想。學(xué)生對(duì)這一點(diǎn)有了明確的認(rèn)識(shí)后,再來理解相對(duì)復(fù)雜的重積分、曲線積分、曲面積分就會(huì)感到很輕松。
當(dāng)然,搞好基本概念的教學(xué)并非易事,要大量收集參考資料,認(rèn)真進(jìn)行研究探討,長(zhǎng)期實(shí)踐。一方面要真正弄清楚概念的內(nèi)涵、外延和背景,了解它的“來龍去脈”,另一方面,要真正對(duì)學(xué)生的情況作全面的了解,清除它們學(xué)習(xí)該概念會(huì)遇到的困難以及學(xué)生們的興趣所在??傊?,要想提高教學(xué)質(zhì)量,教師用心講好概念是非常重要的,它既是落實(shí)“三基”的前提,又是提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣、學(xué)好高等數(shù)學(xué)課程、活躍課堂氣氛的一個(gè)很重要的基本環(huán)節(jié),也對(duì)教師提出更高的要求。當(dāng)然,講好概念僅僅是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的一個(gè)基本環(huán)節(jié),在學(xué)生形成概念之后,教師還應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造條件,使學(xué)生準(zhǔn)確地運(yùn)用所掌握的概念,從而提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
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作者單位:西安交通大學(xué)城市學(xué)院