微积分的“极限思想”与学习方法探微
2018-08-06凌卉
摘要:微积分是一门重要的基础必修课,是许多高校的核心课程之一。微积分学的水平如何,不仅关系到学生后续课程的学习,而且还会影响将来的深造和发展。因此,探讨如何学好微积分具有重大意义。本文就微积分的极限思想和学习方法谈几点看法。
关键词:微积分;极限;方法
在人类科学发展史上,没有任何学科比微积分的影响更深更广。微积分作为数学的基础性学科,大多数高校都将其设为公共必修课。学好微积分不仅能够提高学生解决高等数学问题的能力,而且对他们将来的继续学习和深造都至关重要。要想真正学好微积分,我们一定要切实掌握微积分的“极限思想”,着力培养理性思维与创新意识,端正学习心态,积极采取有效措施,努力改进学习方法。
一、“极限思想”是微积分学的基本思想
微积分是一门以变量为研究对象、以极限方法为基本研究手段的数学学科,它是微分学和积分学的总称。微积分是建立在实数、函数和极限的基础上的,它最重要的思想就是用“微元”与“无限逼近”,好像一个事物始终在变化,我们不好研究,但通过微元分割成一小块一小块,就可以进行常量处理,最终将它们加起来就行了。“无限细分”就是微分,“无限求和”就是积分。无限就是极限,“极限的思想”是微积分的基础,它是用一种运动的思想来看待问题,正是由于这样一种思想的诞生,使人们解决了许多在生活中难以解决的问题。因此,要学好微积分,必须认识和理解极限思想。极限思想蕴涵着丰富的辩证思想,是变与不变、过程与结果、有限与无限、近似与精确、量变与质变以及否定与肯定的对立统一。微积分的学习过程,其实质就是按照唯物辩证法的原则,在联系和发展中把握认识对象,在对立统一中认识事物。我们在理解极限思想时必须把单一、封闭、静态的形式逻辑思维提高到多维、开放、动静态相结合的辩证逻辑思维。数学思维与哲学思想的融合是学好数学的高层次要求,领悟数学思维中的哲学思想和在哲学思想的指导下进行数学思维,是理解数学知识,培养数学能力、提高数学素养的重要方法和手段。
二、大学微积分课程授课特点
在大学的课程学习中,课堂教学是极其重要的,但是大学的数学课堂教学与中学数学的课堂教学相比,有着显著的差别。由于微积分的教学通常是多个班级集中授课,课堂人数多,教学任务重,师生互动少,再加上学生的高中基础、学习水平、理解接受能力存在差异,老师授课难以兼顾全体。此外、微积分内容极其抽象且丰富,而学时又相对中学课堂来得少,从而导致讲授内容多,授课进度快。另外在教学要求上,大学与中学相比也有很大的不同,大学授课特点是讲重点、讲难点、讲疑点,讲分析问题的思路、讲解决问题的方法,例题讲授讲究以点带面,力求少而精,而不像中学上数学课那样,教师通过列举大量典型的例子来反复讲授某个定理。
三、大学微积分学习策略及方法
(一)端正思想,力求“两个转变”。
一是学习方法的转变。中学数学是关于常量的数学,而大学数学是关于变量的数学。微积分首先要做的是帮助学生发展函数概念——变量间关系的表述方式,这就把同学们的理解力从数推进到变量、从描述推进到證明、从具体情形推进到一般方程,开始领会到数学符号的威力。由于学习内容和其中蕴涵的方法都有了本质的变化,所以学习方法也必然需要相应改变。二是从中学到大学的心理转变。与中学相比,大学老师主要起指导作用,大学学习更多地需要自己的主动、自觉和努力。因此,作为大学生,我们要端正思想,尽快地从依赖老师的心理转为主动自觉学习。只有努力尽快实现这“两个转变”,我们的学习才会进入良性发展阶段。
(二)尽快适应微积分课程的教学特点。
微积分是一门基础课, 学习微积分的基础就是要学好函数和导数,在学习中若遇到函数、导数方面的问题,一定要及时解决。同时要弄清积分概念和基本理论、基本初等函数的性质、函数极限的运算并且熟练掌握导数和不定积分的公式。微积分的内容具有较强的连贯性和系统性,它对于初等数学的基础知识要求很高。因此,在进入大学以后,同学们不仅要注意微积分课程的内容与中学数学的区别与联系,还要尽快适应微积分课程的新的教学特点。认真上好每一节微积分课,严格按照任课老师的要求去做,尽快适应微积分课程的教学特点。
(三)适当预习,提高听课效率。
微积分这门课理论深厚、思想深刻、内容庞杂、课时少且课堂容量大,每次至少两小时的课堂教学,内容繁杂且难,许多大学新生因此不适应。怎样避免或改变这种被动局面?在这方面做得成功的同学的学习经验就是适当预习。适当预习可以大大增强听课的针对性和主动性,使听课效率大为提高,同时又可以减少复习和做作业的时间。由此可见,提前预习对微积分课程的学习极为重要。
(四)反复训练主干知识,做到精益求精。
数学成绩是练出来的,只有动手才会有收获。微积分的学习没有捷径可走,在理解微积分的概念、理论之后,我们必须通过反复训练,才会不断加深对微积分主干知识的理解。反复训练重点内容提倡精练,即反复做一些典型试题,做到一题多解,一题多变。要训练抽象思维能力,对基本定理的证明,基本公式的推导,以及课后一些基本练习题,以不变应万变。
(五)适时整理笔记,学会总结归纳。
在大量练习的基础上,我们应该依据个人的情况定期对自己所学知识进行总结。只有通过总结才会举一反三,融会贯通。数学不像别的科目,一天不练就会觉得生疏。当天的内容一定要当天复习,否则时间一长就容易遗忘。复习时可以将教材和笔记结合起来,适时对笔记进行整理。每次授课知识点的整理就是一个复习的过程。在整理笔记时,要总结当天学习的内容、重点、难点,并反思掌握了哪些,还有哪些问题不懂或有疑问,今后采取的措施等。
总而言之,学习微积分是一个漫长且需要耐心的过程,学生务必端正心态,主动培养兴趣,同时还要制定科学合理的学习计划并坚持不懈地执行,通过以上努力,我们有理由相信在微积分学习过程中遇到的难题都会迎刃而解。
作者简介:凌卉(1999年-),女,中央民族大学2017级信息与计算科学系1班学生,研究方向:信息与计算科学