【摘要】隨著高職教育的發(fā)展,高職學(xué)生的生源多元化,也就造成學(xué)生層次不均衡,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊,學(xué)生只能對(duì)高等數(shù)學(xué)中簡(jiǎn)單的題目進(jìn)行單純的求導(dǎo)和積分運(yùn)算,并不能對(duì)概念很好的理解,而且對(duì)概念之間的關(guān)系很模糊。本文就如何設(shè)計(jì)微積分概念,加深學(xué)生的理解,提高運(yùn)用概念的能力給出了自己的見(jiàn)解。
【關(guān)鍵詞】高職數(shù)學(xué);微積分;概念;設(shè)計(jì)
高等數(shù)學(xué)課程對(duì)高職學(xué)生應(yīng)起到幾個(gè)方面作用:掌握基本數(shù)學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)理性思維,為專業(yè)服務(wù)。但長(zhǎng)期以來(lái),所有的高職數(shù)學(xué)的改革都圍繞著如何為專業(yè)服務(wù),而忽視了其他兩個(gè)方面,這與培養(yǎng)全面發(fā)展的人才是相背離的。大部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)就是了應(yīng)付考試,單純?yōu)橥ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)考試而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),很多原因造成了大部分學(xué)生只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)算,而不能真正地理解概念中的思想,這就需要加強(qiáng)高職數(shù)學(xué)課程中的概念教學(xué)。
一、概念教學(xué)采取的方法
(一)直觀感覺(jué)法
高等數(shù)學(xué)具有很強(qiáng)的抽象性,概念很不好理解,有很多數(shù)學(xué)知識(shí)都是從物理學(xué)和幾何學(xué)抽象出來(lái)的,比如導(dǎo)數(shù),就是從物理學(xué)中瞬時(shí)速度和幾何學(xué)中曲線的切線斜率的問(wèn)題中抽象出來(lái)的概念,所以不妨用物理和幾何知識(shí)來(lái)直觀感受數(shù)學(xué)。高數(shù)概念的教學(xué)忌諱照本宣科,在教學(xué)中可以生動(dòng)和形象化的貼近生活的例子來(lái)幫助理解高數(shù)的概念,比如在講解極限的時(shí)候,我們可以引入莊子的截丈問(wèn)題,“一尺之棰,日取其半,萬(wàn)世不竭”來(lái)解釋極限的概念,幫助學(xué)生理解概念。我們也可以使用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的辦法來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)概念的教學(xué),所謂問(wèn)題驅(qū)動(dòng)是有啟發(fā)性的,能夠揭示數(shù)學(xué)本質(zhì)的,抓到點(diǎn)子上的,在教學(xué)過(guò)程中能夠具有統(tǒng)領(lǐng)作用的。在建立一些基本定理、基本概念、基本理論時(shí),不能形式化的給出理論研究,而是用問(wèn)題的形式揭露數(shù)學(xué)的本質(zhì)。
(二)將數(shù)學(xué)史穿插到概念教學(xué)中
《美國(guó)數(shù)學(xué)月報(bào)》上指出不能脫離數(shù)學(xué)的歷史背景而孤立地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),應(yīng)將數(shù)學(xué)概念和理論的學(xué)習(xí)融入它的歷史發(fā)展過(guò)程中,即采用發(fā)生的方法:“引導(dǎo)個(gè)體智能發(fā)育的最好的方法就是追隨種族發(fā)育的歷史。”學(xué)生必須學(xué)習(xí)微積分的一些經(jīng)典概念,如導(dǎo)數(shù)、微分、中值定理、定積分等,從來(lái)沒(méi)有人問(wèn),怎么得到這些理論,為什么會(huì)有這些理論。如果我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中穿插這些概念的發(fā)展史或是數(shù)學(xué)史,追溯這些理論的起源,那就可以把干巴巴的概念理論教學(xué)注入鮮貨的生命,這樣不僅能讓學(xué)生理解概念,而且還能了解概念形成的本原。而一般的教學(xué)方法往往忽視了問(wèn)題的來(lái)源,而向?qū)W生展現(xiàn)了最終的答案。答案是知道了,但問(wèn)題本身并沒(méi)有了解。數(shù)學(xué)史可以作為數(shù)學(xué)教學(xué)的指南,在概念教學(xué)中要注重概念的內(nèi)涵和外延,而不是一味地夸大概念的準(zhǔn)確性,把數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)和應(yīng)用深入到數(shù)學(xué)概念教學(xué)中去,使學(xué)生真正地理解概念,更好地應(yīng)用概念。
(三)圍繞“概念”教學(xué)法
對(duì)概念的深入理解,有利于提高解題技巧。理解概念的同時(shí)還能掌握解題技巧。與程序性知識(shí)相比,理解并掌握的知識(shí)能更好地推廣到陌生的知識(shí)中。在順序和重要性方面,概念發(fā)展都要先于掌握運(yùn)算方法和技巧。為了幫助學(xué)生更好的理解,課堂上百分之八十的時(shí)間都應(yīng)該用在對(duì)概念的理解上,這樣學(xué)生能夠真正理解運(yùn)算方法和基本知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)。
二、對(duì)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)及實(shí)踐
極限這個(gè)概念是高職入學(xué)接觸的第一個(gè)高等數(shù)學(xué)知識(shí),是高等數(shù)學(xué)的開(kāi)端,這個(gè)概念運(yùn)用極其嚴(yán)格的形式化語(yǔ)言來(lái)定義,所以在設(shè)計(jì)概念時(shí)注重讓學(xué)生理解并學(xué)會(huì)利用形式化語(yǔ)言來(lái)定義概念。
導(dǎo)數(shù)這個(gè)概念,學(xué)生在高中時(shí)就接觸過(guò),利用導(dǎo)數(shù)已經(jīng)會(huì)研究函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)的極值,由于導(dǎo)數(shù)這個(gè)概念是從物理學(xué)中的瞬時(shí)速度問(wèn)題和幾何學(xué)問(wèn)題中的切線斜率抽象出來(lái)的,但是對(duì)導(dǎo)數(shù)蘊(yùn)含的變化率思想?yún)s是渾然不知,或者是認(rèn)識(shí)并不深刻,所以,在設(shè)計(jì)導(dǎo)數(shù)概念時(shí)應(yīng)注重體現(xiàn)概念所蘊(yùn)含的思想。
微分這個(gè)概念和導(dǎo)數(shù)有很大聯(lián)系,導(dǎo)數(shù)研究的是變化率問(wèn)題,而為了研究增量問(wèn)題,引入了微分這個(gè)概念,導(dǎo)數(shù)和微分有很大的關(guān)系,所以在概念設(shè)計(jì)時(shí)要注重微分和導(dǎo)數(shù)之間的聯(lián)系。
定積分這個(gè)概念是高等數(shù)學(xué)的一個(gè)精髓概念,是高等數(shù)學(xué)中最長(zhǎng)的一個(gè)概念,也是最不好理解的一個(gè)概念,它既體現(xiàn)了一個(gè)概念,還體現(xiàn)了一種數(shù)學(xué)過(guò)程:分割—近似替代—作和—求極限這四個(gè)過(guò)程,它代表著一個(gè)過(guò)程性的概念。在理解這個(gè)概念的時(shí)候,要在頭腦里形成這個(gè)數(shù)學(xué)過(guò)程。而微元法是定積分的一個(gè)最重要的應(yīng)用,相當(dāng)于把定積分這個(gè)概念壓縮了,這個(gè)壓縮不是簡(jiǎn)單地按照原來(lái)的過(guò)程進(jìn)行壓縮,而是抽象后簡(jiǎn)單地壓縮。
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作者簡(jiǎn)介:趙珈崎(1984.12—),女,漢族,吉林東遼人,本科,吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,研究方向:高職數(shù)學(xué)。