摘要:微積分是一門重要的基礎必修課,是許多高校的核心課程之一。微積分學的水平如何,不僅關系到學生后續課程的學習,而且還會影響將來的深造和發展。因此,探討如何學好微積分具有重大意義。本文就微積分的極限思想和學習方法談幾點看法。
關鍵詞:微積分;極限;方法
在人類科學發展史上,沒有任何學科比微積分的影響更深更廣。微積分作為數學的基礎性學科,大多數高校都將其設為公共必修課。學好微積分不僅能夠提高學生解決高等數學問題的能力,而且對他們將來的繼續學習和深造都至關重要。要想真正學好微積分,我們一定要切實掌握微積分的“極限思想”,著力培養理性思維與創新意識,端正學習心態,積極采取有效措施,努力改進學習方法。
一、“極限思想”是微積分學的基本思想
微積分是一門以變量為研究對象、以極限方法為基本研究手段的數學學科,它是微分學和積分學的總稱。微積分是建立在實數、函數和極限的基礎上的,它最重要的思想就是用“微元”與“無限逼近”,好像一個事物始終在變化,我們不好研究,但通過微元分割成一小塊一小塊,就可以進行常量處理,最終將它們加起來就行了。“無限細分”就是微分,“無限求和”就是積分。無限就是極限,“極限的思想”是微積分的基礎,它是用一種運動的思想來看待問題,正是由于這樣一種思想的誕生,使人們解決了許多在生活中難以解決的問題。因此,要學好微積分,必須認識和理解極限思想。極限思想蘊涵著豐富的辯證思想,是變與不變、過程與結果、有限與無限、近似與精確、量變與質變以及否定與肯定的對立統一。微積分的學習過程,其實質就是按照唯物辯證法的原則,在聯系和發展中把握認識對象,在對立統一中認識事物。我們在理解極限思想時必須把單一、封閉、靜態的形式邏輯思維提高到多維、開放、動靜態相結合的辯證邏輯思維。數學思維與哲學思想的融合是學好數學的高層次要求,領悟數學思維中的哲學思想和在哲學思想的指導下進行數學思維,是理解數學知識,培養數學能力、提高數學素養的重要方法和手段。
二、大學微積分課程授課特點
在大學的課程學習中,課堂教學是極其重要的,但是大學的數學課堂教學與中學數學的課堂教學相比,有著顯著的差別。由于微積分的教學通常是多個班級集中授課,課堂人數多,教學任務重,師生互動少,再加上學生的高中基礎、學習水平、理解接受能力存在差異,老師授課難以兼顧全體。此外、微積分內容極其抽象且豐富,而學時又相對中學課堂來得少,從而導致講授內容多,授課進度快。另外在教學要求上,大學與中學相比也有很大的不同,大學授課特點是講重點、講難點、講疑點,講分析問題的思路、講解決問題的方法,例題講授講究以點帶面,力求少而精,而不像中學上數學課那樣,教師通過列舉大量典型的例子來反復講授某個定理。
三、大學微積分學習策略及方法
(一)端正思想,力求“兩個轉變”。
一是學習方法的轉變。中學數學是關于常量的數學,而大學數學是關于變量的數學。微積分首先要做的是幫助學生發展函數概念——變量間關系的表述方式,這就把同學們的理解力從數推進到變量、從描述推進到證明、從具體情形推進到一般方程,開始領會到數學符號的威力。由于學習內容和其中蘊涵的方法都有了本質的變化,所以學習方法也必然需要相應改變。二是從中學到大學的心理轉變。與中學相比,大學老師主要起指導作用,大學學習更多地需要自己的主動、自覺和努力。因此,作為大學生,我們要端正思想,盡快地從依賴老師的心理轉為主動自覺學習。只有努力盡快實現這“兩個轉變”,我們的學習才會進入良性發展階段。
(二)盡快適應微積分課程的教學特點。
微積分是一門基礎課, 學習微積分的基礎就是要學好函數和導數,在學習中若遇到函數、導數方面的問題,一定要及時解決。同時要弄清積分概念和基本理論、基本初等函數的性質、函數極限的運算并且熟練掌握導數和不定積分的公式。微積分的內容具有較強的連貫性和系統性,它對于初等數學的基礎知識要求很高。因此,在進入大學以后,同學們不僅要注意微積分課程的內容與中學數學的區別與聯系,還要盡快適應微積分課程的新的教學特點。認真上好每一節微積分課,嚴格按照任課老師的要求去做,盡快適應微積分課程的教學特點。
(三)適當預習,提高聽課效率。
微積分這門課理論深厚、思想深刻、內容龐雜、課時少且課堂容量大,每次至少兩小時的課堂教學,內容繁雜且難,許多大學新生因此不適應。怎樣避免或改變這種被動局面?在這方面做得成功的同學的學習經驗就是適當預習。適當預習可以大大增強聽課的針對性和主動性,使聽課效率大為提高,同時又可以減少復習和做作業的時間。由此可見,提前預習對微積分課程的學習極為重要。
(四)反復訓練主干知識,做到精益求精。
數學成績是練出來的,只有動手才會有收獲。微積分的學習沒有捷徑可走,在理解微積分的概念、理論之后,我們必須通過反復訓練,才會不斷加深對微積分主干知識的理解。反復訓練重點內容提倡精練,即反復做一些典型試題,做到一題多解,一題多變。要訓練抽象思維能力,對基本定理的證明,基本公式的推導,以及課后一些基本練習題,以不變應萬變。
(五)適時整理筆記,學會總結歸納。
在大量練習的基礎上,我們應該依據個人的情況定期對自己所學知識進行總結。只有通過總結才會舉一反三,融會貫通。數學不像別的科目,一天不練就會覺得生疏。當天的內容一定要當天復習,否則時間一長就容易遺忘。復習時可以將教材和筆記結合起來,適時對筆記進行整理。每次授課知識點的整理就是一個復習的過程。在整理筆記時,要總結當天學習的內容、重點、難點,并反思掌握了哪些,還有哪些問題不懂或有疑問,今后采取的措施等。
總而言之,學習微積分是一個漫長且需要耐心的過程,學生務必端正心態,主動培養興趣,同時還要制定科學合理的學習計劃并堅持不懈地執行,通過以上努力,我們有理由相信在微積分學習過程中遇到的難題都會迎刃而解。
作者簡介:凌卉(1999年-),女,中央民族大學2017級信息與計算科學系1班學生,研究方向:信息與計算科學