高 云
(陜西理工學院 數(shù)學與計算機科學學院,陜西 漢中 723001)
作為一名數(shù)學教師,在教學中,不但要傳授書本知識,更重要的是培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 基礎數(shù)學的基本內(nèi)容中,初等數(shù)學與高等數(shù)學之間有著緊密的聯(lián)系,并互相轉化和影響,只有牢固地掌握初等數(shù)學知識,才能更好地學習高等數(shù)學。
初等數(shù)學是研究常量的數(shù)學, 數(shù)學分析是研究變量的數(shù)學。它們之間是相互聯(lián)系、相互影響的。例如:我們在高等數(shù)學中對類曲面面積以及球體體積的計算, 若再用初等數(shù)學知識已遠遠不能解決此類問題。但當我們學習了數(shù)學分析中的積分,則此類問題很容易解決。 反過來,是否用數(shù)學分析解決一切實際問題都是可行的、最佳的? 回答是否定的。 有時在解決一些實際問題中,可能用數(shù)學分析中的方法反而使問題復雜化,并且使人不易想到和理解。但若用初等數(shù)學方法去解決卻非常簡單,這樣的例子不勝枚舉。 顯而易見,初等數(shù)學是數(shù)學分析的基礎,數(shù)學分析在初等數(shù)學學習中起指導作用。只有學好初等數(shù)學,才能更好地學習數(shù)學分析;反過來,只有學好數(shù)學分析,理解數(shù)學分析與初等數(shù)學的內(nèi)在聯(lián)系, 掌握其基本方法, 使數(shù)學分析知識融會貫通,才能更好地指導初等數(shù)學學習。
數(shù)學分析這門學科是初等數(shù)學知識的不斷深化和擴充。 如何來提高數(shù)學分析教學質(zhì)量, 以及如何培養(yǎng)學生解決問題的能力,我們認為主要有以下幾點:
(1)抓好基本概念,突出重點,攻破難點。 數(shù)學分析教學中,抓好基本概念尤為重要, 特別是絕大部分證明題往往依據(jù)基本定義、性質(zhì)進行推證。若忽略基本概念,想走捷徑,有時會使問題無從下手甚至得不到很好的解決。 只有掌握了基本概念,弄清楚問題的本質(zhì)及來龍去脈,就會對知識運用自如,起到舉一反三的作用,從而達到理想的效果,這樣的例證非常多,這里就不一一列舉。 在抓好基本概念的同時,突出重點,從而攻破難點。 例如:在講極限理論時,首先要認識到極限理論是數(shù)學分析的難點,同時也是數(shù)學分析的一個重點, 所以對極限理論要搞清楚其本質(zhì)并掌握一定的思想方法和技巧來突破這一難點, 據(jù)筆者了解求極限問題的系統(tǒng)理論方法大致可歸納為十幾種, 這樣使得證明極限理論問題更為快捷,從而提高運算速度和解決問題的能力。在學習微積分理論時,首先應著重掌握好微分理論,因為積分是微分的逆運算, 只有掌握好微分理論, 才能更好地學習積分理論。 微分理論學習和積分理論學習比較起來,微分理論知識比積分理論知識容易掌握,而且微分理論也比較機械。 而積分理論要比微分理論復雜得多, 所以這時就應想法精選部分例題和習題來培養(yǎng)學生分析問題的能力。
(2)善于總結規(guī)律,加強基本知識的理解。 在數(shù)學分析教學中,概念多、內(nèi)容廣、問題復雜、習題難度較大,這就要求我們在教好基本內(nèi)容的基礎上善于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和方法。例如:哪些問題需用直接證法,那一類問題要用反證法,以至歸納法、演繹法、構造法等。 這就像我們實際生活中,用什么鑰匙去開什么鎖一樣,使問題解決起來得心應手,而不至于束手無策。
(3)堅持啟發(fā)式教學,引導學生探索式的創(chuàng)造性學習。 研究探索了邏輯思維、 形象思維、 直覺思維相結合的啟發(fā)式教學方法。 倡導新的數(shù)學分析教學理念,在積極研究探索微積分學現(xiàn)象到本質(zhì)、具體到抽象、簡單到復雜、一般到特殊的認知規(guī)律基礎上,堅持有思想內(nèi)蘊和結構原理的有靈魂教學,注重思維層面上的剖析和誘導,注重數(shù)學思想和方法的傳授與實踐,引導學生開展探索式的創(chuàng)造性學習。 使學生不僅求得真才實學,而且受到創(chuàng)造精神的啟發(fā), 體現(xiàn)了數(shù)學分析教學的理性思維品格和思辨能力的培育、聰明智慧的啟迪、潛在能動性和創(chuàng)造力開發(fā),這樣可以大幅度提高教學效果。
在保持數(shù)學分析教學較高理論高度的同時,我們重視和倡導抽象數(shù)學的物質(zhì)化,返璞歸真,類比聯(lián)想,發(fā)展形象思維。 對抽象的數(shù)學原理和概念, 引進并充實它們的物理源泉與現(xiàn)實應用背景, 論述如何由原始樸素的問題和想法演化發(fā)展至現(xiàn)代數(shù)學概念。 以明晰的脈絡、清澈的論理、準確的語言,追求思路的簡易直觀、內(nèi)容的生動明達。 克服初學者認知上的障礙,化解抽象數(shù)學的認知難度。 在教學上,一方面反對沒有生氣、沒有靈魂、死記硬背式的教育, 克服數(shù)學抽象化和形式化所帶來的認知上的負面影響, 同時要堅持必要的抽象化和形式化的科學工作方法的學習訓練, 將學生切實掌握專業(yè)工作所必需的數(shù)學工具和語言手段作為教學第一目的。
總之,數(shù)學分析教學有許多規(guī)律可揭示,有許多方法技巧有待于深鉆細研,也有很多思想方法可借鑒,對中學的初等數(shù)學的學習影響也較大,還有很多問題有待于挖掘,筆者在這里所談只是掛一漏萬,只不過對數(shù)學分析教與學起著拋磚引玉的作用,目的在于更好地學習, 更深入地開展對數(shù)學分析及初等數(shù)學的教學研究,數(shù)學分析教學做到有目的、有方向、有措施去培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
[1]華東師范大學數(shù)學系編.數(shù)學分析[M].高等教育出版社,2002.
[2]復旦大學數(shù)學系陳傳璋等.數(shù)學分析》[M].高等教育出版社,1983.