【摘 要】介紹了《定積分的概念》這節(jié)課中的一種創(chuàng)新性講法,通過這種新的設(shè)計(jì)方式,不僅使學(xué)員容易理解,更加強(qiáng)了學(xué)員分析歸納、抽象概括和解決問題的能力。
【關(guān)鍵詞】曲邊梯形 極限 以直代曲
定積分的概念這節(jié)課是《高等數(shù)學(xué)》課程中的一個(gè)重要內(nèi)容,是在學(xué)習(xí)了不定積分的基礎(chǔ)上,借助于極限的思想,對函數(shù)性質(zhì)的進(jìn)一步研究。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),不僅增強(qiáng)了學(xué)員對極限思想的理解和不規(guī)則圖形面積求法的把握,同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)員對現(xiàn)實(shí)生活中客觀現(xiàn)象的認(rèn)知。下面,我根據(jù)自己的實(shí)際教學(xué)效果,介紹本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)如下:
一、教學(xué)目的
(一)教學(xué)目標(biāo)
1、認(rèn)知上:通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)員了解定積分的概念以及利用定義求函數(shù)定積分的方法。
2、能力上:通過學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)員分析歸納、抽象概括以及聯(lián)系與轉(zhuǎn)化的思維能力,具體體會(huì)從具體到抽象的思維方法。
3、思想目標(biāo):在教學(xué)過程中,使學(xué)員理解定積分定義中體現(xiàn)的辯證思想,并將其利用到實(shí)際生活中去解決實(shí)際問題。通過學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。
(二)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
了解定積分的概念,會(huì)利用定義求函數(shù)定積分的方法。本節(jié)課的難點(diǎn)的理解定積分的思想。
(三)教學(xué)方法
主要運(yùn)用講授法,并結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)員從實(shí)際生活中的“中國國土面積”的求法過程中,體會(huì)發(fā)現(xiàn)定積分的概念。根據(jù)定積分理論的特殊重要性(突破了初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的又一界限;實(shí)現(xiàn)“曲”與“直”的轉(zhuǎn)變;提出了求解一類實(shí)際問題的一種重要的方法與思想:分割——代替——求和——取極限),充分貫徹“以學(xué)為主”,發(fā)揮學(xué)員的積極性,加強(qiáng)啟發(fā)性原則及理論聯(lián)系實(shí)際原則的貫徹。
二、教學(xué)創(chuàng)新
(一)深入挖掘,整合教材
通過深入挖掘教材,我對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。本節(jié)課并不是直接求曲邊梯形的面積,進(jìn)而給出定積分的定義。而是通過對現(xiàn)實(shí)生活中中國國土面積的實(shí)際求法的探究,引出如何來求不規(guī)則圖形的面積,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情的興趣。進(jìn)而提出求解不規(guī)則圖形的面積可以通過求解曲邊梯形面積的方法來求,依此引出本節(jié)課的引例。而對于曲邊梯形的面積,在計(jì)算過程中,貫穿了以不變代變、化整為零、化零為整等哲學(xué)思想,通過“分割——代替——求和——取極限”四個(gè)步驟求出了曲邊梯形的面積,即固定格式和的極限,進(jìn)而給出了定積分的定義。并且對于定義,分別從結(jié)構(gòu)、記號(hào)、實(shí)質(zhì)、存在性和幾何意義等方面對定義進(jìn)行了分析,從而加深了學(xué)生對定積分概念的理解。這種設(shè)計(jì)方式既符合學(xué)員基礎(chǔ)較差的實(shí)際特點(diǎn),又符合學(xué)員從感性到理性,從具體到抽象的認(rèn)知規(guī)律。
(二)矛盾對比,引出重點(diǎn)
由于“直和曲、整體和局部”是相互對立的矛盾,通過啟發(fā)式教學(xué)法,借助于趙州橋的局部建造圖示,自然得出了在局部上以直代曲的方法,來近似的給出曲邊梯形的面積。這種設(shè)計(jì),體現(xiàn)了矛盾轉(zhuǎn)化的思想,對比自然,便于理解。
(三)聯(lián)系實(shí)際,加深理解
數(shù)學(xué)來源實(shí)際,又服務(wù)于實(shí)際。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,只有聯(lián)系了實(shí)際生活,才能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的價(jià)值,并激發(fā)學(xué)員對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。本節(jié)課,多處引入了實(shí)際生活中實(shí)例,通過中國國土面積的求法引出了本節(jié)課要學(xué)習(xí)的引例,又通過趙州橋的局部截面圖,引出了局部上以直代曲、以不變代變的思想,進(jìn)而解決解決了本節(jié)課引例的問題,從而給出了定積分的定義。
三、教學(xué)實(shí)施
下面我根據(jù)本節(jié)課的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)效果,介紹下本節(jié)課的實(shí)際教學(xué)過程:
(一)為了激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,本節(jié)課我首先從現(xiàn)實(shí)生活中的中國國土面積的求法入手,引出了本節(jié)課的引例,求曲邊梯形的面積問題。
(二)為了加強(qiáng)學(xué)生的理解,我本節(jié)課并不是直接給出曲邊梯形面積的求法。而是借助于趙州橋局面截面圖,使學(xué)員理解局部上以直代曲、以不變代變的思想。進(jìn)而借助于這種思想,采用化整為零、近似代替、合零為整和取極限的方法,通過“分割——代替——求和——取極限”這四個(gè)步驟,求出了曲邊梯形面積的精確值,即固定格式和的極限,進(jìn)而引出的定積分的概念。
(三)為了加強(qiáng)大家對定積分定義的把握,對于定義,我分別從結(jié)構(gòu)(一個(gè)前提,三步加工,一種檢驗(yàn))、記號(hào)、實(shí)質(zhì)(固定格式和的極限)、幾何意義等幾個(gè)方面對定積分的定義進(jìn)行了仔細(xì)的分析,并總結(jié)出了利用定義求一個(gè)函數(shù)在某一區(qū)間上的定義的方法。
(四)介紹了定積分的運(yùn)算法則,并且借助于定積分的幾何意義,分別介紹了定積分的性質(zhì)和積分中值定理。通過這些知識(shí),可以很容易的求出一個(gè)函數(shù)的定積分。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),不僅使學(xué)員掌握了定積分的概念,以及求函數(shù)在某一個(gè)區(qū)間上的定積分的方法。并且也使學(xué)員了解到如何來求現(xiàn)實(shí)生活中不規(guī)則圖形的方法,即求這個(gè)不規(guī)則圖形的定積分。