閆湛
2021年,全國將進行高考的全面改革,在新課改“文理不分科”背景下,中學數(shù)學與高等數(shù)學的合理銜接可以提高教師教學質(zhì)量和學生學習主動性。本文以高等數(shù)學中定積分概念的教學為例,淺談民辦高校在新課改背景下高等數(shù)學的教學。
高等數(shù)學,作為大學理工科和經(jīng)濟類學科專業(yè)必修的基礎(chǔ)學科,在課堂上所體現(xiàn)的價值不僅僅是計算,它的思想方法會滲透到以后的專業(yè)學習和科學研究中。高等數(shù)學和中學數(shù)學有著區(qū)別和聯(lián)系,高等數(shù)學研究抽象的問題,理論性強,而中學數(shù)學主要還是研究某類具體的題目和所對應的解題方法,但是需要承認的是中學數(shù)學為以后高等數(shù)學的學習打下良好的基礎(chǔ),從具體到抽象的層層遞進, 讓學生對高等數(shù)學的學習有了一定的認識。
在2018年,各省紛紛開始高考改革,全面實行新高考模式“3+3X”,即語文、數(shù)學、英語必選,剩下的3門從原有的文理6科中任選3門。新的模式主要是為了培養(yǎng)綜合型、專業(yè)型、興趣型人才,適應新形勢的發(fā)展。高考的改革給高校帶來了挑戰(zhàn),如何將高等教育和基礎(chǔ)教育合理銜接,在文理不分的情況下專業(yè)課的教學和基礎(chǔ)課的教學如何進行調(diào)整,這是高等學校工作者無法回避的問題。下面以廣東高考新課改為例,淺談民辦高校在新課改背景下高等數(shù)學中定積分概念的教學。
2018年12月17日,廣東省教育廳副廳長王創(chuàng)在廣東省普通高中綜合素質(zhì)評價信息管理平臺應用展示活動暨操作使用培訓會議上透露,經(jīng)教育廳黨組會研究決定,廣東省新高考模式確定為“3+1+2”,這意味著高中文理分科的時代將要結(jié)束。2021年開始實行高考改革方法,也就是說新高一學生在2021年將參加不分文理新高考,由于不分文理,高中數(shù)學新教材在積分這部分內(nèi)容的編訂中有一定的調(diào)整,廣東省高中數(shù)學教材主要是以人教版和北師大版為主,教材修訂如下圖所示。
由此可見,人教版和北師大版教材都將定積分這部分內(nèi)容刪除了,但是在高等數(shù)學中定積分是需要講授的內(nèi)容。定積分的概念和性質(zhì)蘊含著豐富的數(shù)學思想和方法,且定積分的應用性廣泛,如曲邊梯形等不規(guī)則圖形面積的求解問題、變速直線運動的路程問題、密度不均的金屬薄片質(zhì)量問題,都蘊含了以直代曲、以常代變、以特殊到一般的歸納思想方法。
隨著民辦高校規(guī)模的發(fā)展壯大,民辦高校的教育質(zhì)量越來越受到各界社會群體的關(guān)注,但是民辦高校自身存在的劣勢導致部分生源質(zhì)量一般。學生的基礎(chǔ)較為薄弱,在班級教學中甚至已經(jīng)出現(xiàn)文科生與理科生一起上課的情況,而對于文科生來說,高等數(shù)學是一門高深的學問。學生對知識點的不理解導致高等數(shù)學的掛科率一直居高不下。
2.1不定積分與定積分的區(qū)別與聯(lián)系
定積分是在不定積分的基礎(chǔ)上教授的,不定積分與定積分雖說一字之差,卻有著很大的區(qū)別,不定積分是求全體原函數(shù)F(x),它表示的是f(x)的一簇積分曲線,過同一橫坐標x0處的曲線的切線是互相平行的。定積分求的是在某確定區(qū)間[a,b]上的圖形面積,因此可以通過畫圖的方法求解定積分的計算。不定積分和定積分有著明顯的區(qū)別,但是可以通過牛頓—萊布尼茲公式來建立聯(lián)系。牛頓—萊布尼茲公式告訴我們想計算定積分可以先求其中一個原函數(shù),然后通過原函數(shù)在[a,b]上右端點和左端點之間的改變量來求出定積分的值。由此可以讓學生對定積分的概念和性質(zhì),甚至是計算都有了初步的認識和理解。
2.2定積分的概念的教學
定積分來源于不規(guī)則圖形的面積計算等問題,因此從實際問題出發(fā),先讓學生回憶規(guī)則圖形的計算方法,如下表所示:
下面考慮不規(guī)則圖形的面積,如中國廣東省的地圖, 求廣東省地圖的面積。通過多媒體設(shè)備的展示,由此引導學生得出“分割,近似替代,求和,取極限”四步方法。
分割:用平行于x軸和y軸的直線將圖形分割成規(guī)則的圖形和曲邊梯形,以及用平行于y軸的直線將曲邊梯形分割成小曲邊梯形的集合。
近似替代:以直代曲,用小矩形替代小曲邊梯形。
求和:小矩形的面積之和近似等于曲邊梯形的面積。
取極限:近似替代存在誤差,可以通過最大的區(qū)間長度消除誤差。
思維過程表示為,即定積分概念初步形成,由此學生可以了解到定積分的幾何意義是求解曲邊梯形的面積。
在新課改背景下,教師需要學習并把握高中數(shù)學教材的變化,適當調(diào)整高等數(shù)學的教學方法和教學設(shè)計,合理銜接中學數(shù)學和高等數(shù)學,可以有效地提高學生高等數(shù)學學習的質(zhì)量。
(作者單位:廣州工商學院)