摘要:微積分是一門(mén)重要的基礎(chǔ)必修課,是許多高校的核心課程之一。微積分學(xué)的水平如何,不僅關(guān)系到學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí),而且還會(huì)影響將來(lái)的深造和發(fā)展。因此,探討如何學(xué)好微積分具有重大意義。本文就微積分的極限思想和學(xué)習(xí)方法談幾點(diǎn)看法。
關(guān)鍵詞:微積分;極限;方法
在人類(lèi)科學(xué)發(fā)展史上,沒(méi)有任何學(xué)科比微積分的影響更深更廣。微積分作為數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性學(xué)科,大多數(shù)高校都將其設(shè)為公共必修課。學(xué)好微積分不僅能夠提高學(xué)生解決高等數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,而且對(duì)他們將來(lái)的繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造都至關(guān)重要。要想真正學(xué)好微積分,我們一定要切實(shí)掌握微積分的“極限思想”,著力培養(yǎng)理性思維與創(chuàng)新意識(shí),端正學(xué)習(xí)心態(tài),積極采取有效措施,努力改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。
一、“極限思想”是微積分學(xué)的基本思想
微積分是一門(mén)以變量為研究對(duì)象、以極限方法為基本研究手段的數(shù)學(xué)學(xué)科,它是微分學(xué)和積分學(xué)的總稱(chēng)。微積分是建立在實(shí)數(shù)、函數(shù)和極限的基礎(chǔ)上的,它最重要的思想就是用“微元”與“無(wú)限逼近”,好像一個(gè)事物始終在變化,我們不好研究,但通過(guò)微元分割成一小塊一小塊,就可以進(jìn)行常量處理,最終將它們加起來(lái)就行了。“無(wú)限細(xì)分”就是微分,“無(wú)限求和”就是積分。無(wú)限就是極限,“極限的思想”是微積分的基礎(chǔ),它是用一種運(yùn)動(dòng)的思想來(lái)看待問(wèn)題,正是由于這樣一種思想的誕生,使人們解決了許多在生活中難以解決的問(wèn)題。因此,要學(xué)好微積分,必須認(rèn)識(shí)和理解極限思想。極限思想蘊(yùn)涵著豐富的辯證思想,是變與不變、過(guò)程與結(jié)果、有限與無(wú)限、近似與精確、量變與質(zhì)變以及否定與肯定的對(duì)立統(tǒng)一。微積分的學(xué)習(xí)過(guò)程,其實(shí)質(zhì)就是按照唯物辯證法的原則,在聯(lián)系和發(fā)展中把握認(rèn)識(shí)對(duì)象,在對(duì)立統(tǒng)一中認(rèn)識(shí)事物。我們?cè)诶斫鈽O限思想時(shí)必須把單一、封閉、靜態(tài)的形式邏輯思維提高到多維、開(kāi)放、動(dòng)靜態(tài)相結(jié)合的辯證邏輯思維。數(shù)學(xué)思維與哲學(xué)思想的融合是學(xué)好數(shù)學(xué)的高層次要求,領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思維中的哲學(xué)思想和在哲學(xué)思想的指導(dǎo)下進(jìn)行數(shù)學(xué)思維,是理解數(shù)學(xué)知識(shí),培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力、提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要方法和手段。
二、大學(xué)微積分課程授課特點(diǎn)
在大學(xué)的課程學(xué)習(xí)中,課堂教學(xué)是極其重要的,但是大學(xué)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)相比,有著顯著的差別。由于微積分的教學(xué)通常是多個(gè)班級(jí)集中授課,課堂人數(shù)多,教學(xué)任務(wù)重,師生互動(dòng)少,再加上學(xué)生的高中基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)水平、理解接受能力存在差異,老師授課難以兼顧全體。此外、微積分內(nèi)容極其抽象且豐富,而學(xué)時(shí)又相對(duì)中學(xué)課堂來(lái)得少,從而導(dǎo)致講授內(nèi)容多,授課進(jìn)度快。另外在教學(xué)要求上,大學(xué)與中學(xué)相比也有很大的不同,大學(xué)授課特點(diǎn)是講重點(diǎn)、講難點(diǎn)、講疑點(diǎn),講分析問(wèn)題的思路、講解決問(wèn)題的方法,例題講授講究以點(diǎn)帶面,力求少而精,而不像中學(xué)上數(shù)學(xué)課那樣,教師通過(guò)列舉大量典型的例子來(lái)反復(fù)講授某個(gè)定理。
三、大學(xué)微積分學(xué)習(xí)策略及方法
(一)端正思想,力求“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”。
一是學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。中學(xué)數(shù)學(xué)是關(guān)于常量的數(shù)學(xué),而大學(xué)數(shù)學(xué)是關(guān)于變量的數(shù)學(xué)。微積分首先要做的是幫助學(xué)生發(fā)展函數(shù)概念——變量間關(guān)系的表述方式,這就把同學(xué)們的理解力從數(shù)推進(jìn)到變量、從描述推進(jìn)到證明、從具體情形推進(jìn)到一般方程,開(kāi)始領(lǐng)會(huì)到數(shù)學(xué)符號(hào)的威力。由于學(xué)習(xí)內(nèi)容和其中蘊(yùn)涵的方法都有了本質(zhì)的變化,所以學(xué)習(xí)方法也必然需要相應(yīng)改變。二是從中學(xué)到大學(xué)的心理轉(zhuǎn)變。與中學(xué)相比,大學(xué)老師主要起指導(dǎo)作用,大學(xué)學(xué)習(xí)更多地需要自己的主動(dòng)、自覺(jué)和努力。因此,作為大學(xué)生,我們要端正思想,盡快地從依賴(lài)?yán)蠋煹男睦磙D(zhuǎn)為主動(dòng)自覺(jué)學(xué)習(xí)。只有努力盡快實(shí)現(xiàn)這“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”,我們的學(xué)習(xí)才會(huì)進(jìn)入良性發(fā)展階段。
(二)盡快適應(yīng)微積分課程的教學(xué)特點(diǎn)。
微積分是一門(mén)基礎(chǔ)課, 學(xué)習(xí)微積分的基礎(chǔ)就是要學(xué)好函數(shù)和導(dǎo)數(shù),在學(xué)習(xí)中若遇到函數(shù)、導(dǎo)數(shù)方面的問(wèn)題,一定要及時(shí)解決。同時(shí)要弄清積分概念和基本理論、基本初等函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)極限的運(yùn)算并且熟練掌握導(dǎo)數(shù)和不定積分的公式。微積分的內(nèi)容具有較強(qiáng)的連貫性和系統(tǒng)性,它對(duì)于初等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)要求很高。因此,在進(jìn)入大學(xué)以后,同學(xué)們不僅要注意微積分課程的內(nèi)容與中學(xué)數(shù)學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系,還要盡快適應(yīng)微積分課程的新的教學(xué)特點(diǎn)。認(rèn)真上好每一節(jié)微積分課,嚴(yán)格按照任課老師的要求去做,盡快適應(yīng)微積分課程的教學(xué)特點(diǎn)。
(三)適當(dāng)預(yù)習(xí),提高聽(tīng)課效率。
微積分這門(mén)課理論深厚、思想深刻、內(nèi)容龐雜、課時(shí)少且課堂容量大,每次至少兩小時(shí)的課堂教學(xué),內(nèi)容繁雜且難,許多大學(xué)新生因此不適應(yīng)。怎樣避免或改變這種被動(dòng)局面?在這方面做得成功的同學(xué)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)就是適當(dāng)預(yù)習(xí)。適當(dāng)預(yù)習(xí)可以大大增強(qiáng)聽(tīng)課的針對(duì)性和主動(dòng)性,使聽(tīng)課效率大為提高,同時(shí)又可以減少?gòu)?fù)習(xí)和做作業(yè)的時(shí)間。由此可見(jiàn),提前預(yù)習(xí)對(duì)微積分課程的學(xué)習(xí)極為重要。
(四)反復(fù)訓(xùn)練主干知識(shí),做到精益求精。
數(shù)學(xué)成績(jī)是練出來(lái)的,只有動(dòng)手才會(huì)有收獲。微積分的學(xué)習(xí)沒(méi)有捷徑可走,在理解微積分的概念、理論之后,我們必須通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練,才會(huì)不斷加深對(duì)微積分主干知識(shí)的理解。反復(fù)訓(xùn)練重點(diǎn)內(nèi)容提倡精練,即反復(fù)做一些典型試題,做到一題多解,一題多變。要訓(xùn)練抽象思維能力,對(duì)基本定理的證明,基本公式的推導(dǎo),以及課后一些基本練習(xí)題,以不變應(yīng)萬(wàn)變。
(五)適時(shí)整理筆記,學(xué)會(huì)總結(jié)歸納。
在大量練習(xí)的基礎(chǔ)上,我們應(yīng)該依據(jù)個(gè)人的情況定期對(duì)自己所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)。只有通過(guò)總結(jié)才會(huì)舉一反三,融會(huì)貫通。數(shù)學(xué)不像別的科目,一天不練就會(huì)覺(jué)得生疏。當(dāng)天的內(nèi)容一定要當(dāng)天復(fù)習(xí),否則時(shí)間一長(zhǎng)就容易遺忘。復(fù)習(xí)時(shí)可以將教材和筆記結(jié)合起來(lái),適時(shí)對(duì)筆記進(jìn)行整理。每次授課知識(shí)點(diǎn)的整理就是一個(gè)復(fù)習(xí)的過(guò)程。在整理筆記時(shí),要總結(jié)當(dāng)天學(xué)習(xí)的內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn),并反思掌握了哪些,還有哪些問(wèn)題不懂或有疑問(wèn),今后采取的措施等。
總而言之,學(xué)習(xí)微積分是一個(gè)漫長(zhǎng)且需要耐心的過(guò)程,學(xué)生務(wù)必端正心態(tài),主動(dòng)培養(yǎng)興趣,同時(shí)還要制定科學(xué)合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃并堅(jiān)持不懈地執(zhí)行,通過(guò)以上努力,我們有理由相信在微積分學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難題都會(huì)迎刃而解。
作者簡(jiǎn)介:凌卉(1999年-),女,中央民族大學(xué)2017級(jí)信息與計(jì)算科學(xué)系1班學(xué)生,研究方向:信息與計(jì)算科學(xué)