◇內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 劉力華
復(fù)變函數(shù)是高等數(shù)學(xué)的后續(xù)課程,是大學(xué)微積分的擴展.本文介紹了復(fù)變函數(shù)課程中隱含一條主線,這條主線貫穿課程,并連接了課程的許多主要知識點,在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并掌握這條主線,從總體上來把握課程內(nèi)容;在課程教學(xué)中還要引導(dǎo)學(xué)生善于尋找知識點之間的聯(lián)系,總結(jié)規(guī)律,以提升課程學(xué)習(xí)效果.
復(fù)變函數(shù)是工科院校為許多專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的一門非常重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,對訓(xùn)練學(xué)生的思維水平,包括邏輯思維和工程思維,培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)有著不可替代的作用.復(fù)變函數(shù)的基本理論和方法在自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,是解決熱力學(xué)、流體力學(xué)和電磁學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域問題的有力工具.因此學(xué)好復(fù)變函數(shù)對工科院校的學(xué)生來說尤為重要[1].如何學(xué)習(xí)這門課程,如何更快更好的掌握這門課程是值得任課老師和學(xué)生共同思考的問題.
復(fù)變函數(shù)這門課程的特點是理論性很強,內(nèi)容抽象而且數(shù)學(xué)概念比較多,工科學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍感覺比較困難,這就需要任課老師和學(xué)生共同努力,去尋思路、找方法,使課程知識點能夠相對簡單易學(xué).由于復(fù)變函數(shù)知識是高等數(shù)學(xué)[2]實變函數(shù)相關(guān)知識的推廣和延續(xù),兩門課程的知識點有許多相似之處,比如復(fù)變函數(shù),復(fù)變函數(shù)的極限,連續(xù)性及其導(dǎo)數(shù)等概念[3],因此在學(xué)習(xí)過程中采用類比的方法[4]是值得推薦的,也是行之有效的方法,可以讓學(xué)生在復(fù)習(xí)已有知識的基礎(chǔ)上,輕松掌握新知識,體會溫故而知新的樂趣.除此之外,在學(xué)習(xí)過程中引導(dǎo)學(xué)生抓住一條主線,從總體上把握課程知識點,尋找知識點之間的聯(lián)系,并積極思考,總結(jié)規(guī)律,就會收到良好的學(xué)習(xí)效果.
在復(fù)變函數(shù)的知識體系中,始終有一條主線貫穿其中,那就是將需要解決的復(fù)變函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為實變函數(shù)問題.在授課過程中,教師逐步引導(dǎo)學(xué)生來發(fā)現(xiàn)這條主線,進而掌握這條主線.學(xué)生通過已掌握的高等數(shù)學(xué)的相關(guān)知識來解決復(fù)變函數(shù)所遇到的新問題,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)新知識就會感覺輕松愉快.
比如解決復(fù)變函數(shù)求極限問題:我們有定理:
在教學(xué)過程中,通過老師的引導(dǎo),學(xué)生能很快發(fā)現(xiàn)并掌握這條主線,而且在后續(xù)知識的學(xué)習(xí)中會主動尋找主線貫穿的知識點,如復(fù)變函數(shù)連續(xù)性的判別,復(fù)數(shù)項級數(shù)斂散性的判別等等.他們會發(fā)現(xiàn),這條主線連接了本門課程的許多知識要點,就像一根糖葫蘆,抓住這條主線,相關(guān)知識點就很容易理解和掌握.這種方法,在實際教學(xué)中取得了良好的效果.
講授復(fù)變函數(shù)這門課程,教師還要引導(dǎo)學(xué)生善于尋找知識點之間的聯(lián)系,總結(jié)規(guī)律.復(fù)變函數(shù)積分是本課程內(nèi)容的重中之重,類型多,定理多,學(xué)生學(xué)習(xí)起來也很頭疼,經(jīng)常張冠李戴.其實復(fù)變函數(shù)的積分內(nèi)容除類似于實函數(shù)的不定積分和定積分外,主要研究的是復(fù)變函數(shù)沿曲線的積分,包括封閉曲線和非封閉曲線上的積分,考察封閉曲線上的積分,課程中給出了柯西-古薩定理、柯西積分公式、高階導(dǎo)數(shù)公式以及留數(shù)定理,下面我們把四個定理列出來,通過對比尋找規(guī)律:
這就是說復(fù)變函數(shù)中的這四個重要定理,看似形式不同,實質(zhì)是統(tǒng)一的,都統(tǒng)一到留數(shù)定理,柯西-古薩定理、柯西積分公式、高階導(dǎo)數(shù)公式都是留數(shù)定理的特例,而留數(shù)定理是它們的一般化,這樣就把課程中第三章積分的知識和第五章留數(shù)的知識聯(lián)系起來,便于掌握.通過任課教師的引導(dǎo)和學(xué)生的積極討論,課程中的四大定理可以通過一個定理輕松掌握,這既激發(fā)了學(xué)生的求知欲,又讓學(xué)生品嘗到了學(xué)習(xí)的樂趣,不再懼怕這門課,收效明顯.
在學(xué)習(xí)復(fù)變函數(shù)過程中,只要勤于思考,善于分析總結(jié),知識就會融會貫通,學(xué)習(xí)這門課程也就會感覺輕松愉快.