初等數(shù)學(xué)內(nèi)容范文
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篇1
論文摘 要 高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的有效銜接問題,是切實(shí)提高高等院校高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。本文對高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材中有關(guān)“函數(shù)與極限”、“導(dǎo)數(shù)與微分”等內(nèi)容及教學(xué)要求進(jìn)行了比對,并給出了解決這些問題的一些建議。
經(jīng)過調(diào)研了解到,2003年3月教育部頒發(fā)的《普通高級中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》出臺之后,新出版的高中教材與以前的教材相比,一個(gè)重要的特點(diǎn)是新教材進(jìn)一步加強(qiáng)了高中數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)的聯(lián)系,高中教材中安排了大學(xué)數(shù)學(xué)課程里的一些基本概念、基礎(chǔ)知識和思維方法。試圖從教學(xué)內(nèi)容方面解決高中數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)的銜接問題。但是,大學(xué)數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的銜接上還存在不少問題。這些問題影響了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,對大學(xué)新生盡快適應(yīng)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形成了障礙。高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的有效銜接亟待解決。
1 “函數(shù)與極限”的銜接
函數(shù),是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,高考要求較高,學(xué)生掌握也比較牢固。高等數(shù)學(xué)教材中的這部分內(nèi)容基本相同,但內(nèi)涵更豐富,難度也提高了。
(1)函數(shù)概念:在原有內(nèi)容中,增加了幾個(gè)在高等數(shù)學(xué)中經(jīng)常用到的實(shí)例,如取整函數(shù)、狄利克雷函數(shù)、黎曼函數(shù)、符號函數(shù)等。因此,在學(xué)習(xí)中,函數(shù)概念部分可以簡略,重點(diǎn)學(xué)習(xí)這幾個(gè)特殊函數(shù)即可。
(2)初等函數(shù):反三角函數(shù)要求提高,新增加了“雙曲函數(shù)”和“反雙曲函數(shù)”等內(nèi)容。反三角函數(shù)的概念在高中已學(xué)過,但高中對此內(nèi)容要求較低,只要求學(xué)生會用反三角函數(shù)表示“非特殊角”即可。而高等函數(shù)中要求較高,此處在學(xué)習(xí)中應(yīng)補(bǔ)充有關(guān)內(nèi)容:在復(fù)習(xí)概念的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生熟悉其圖像和性質(zhì),以達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。新增加的“雙曲函數(shù)”和“反雙曲函數(shù)”在高等數(shù)學(xué)中經(jīng)常用到,故應(yīng)特別注意。
(3)函數(shù)極限:“數(shù)列極限的定義”,高中教材用的是描述性定義,而高等數(shù)學(xué)重用的是“”定義,此處是學(xué)生在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中遇到的第一個(gè)比較難理解的概念,因此在教學(xué)中應(yīng)注意加強(qiáng)引導(dǎo),避免影響函數(shù)極限后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)。新增內(nèi)容“收斂數(shù)列的性質(zhì)”雖是新增內(nèi)容,但比較容易理解和掌握,教學(xué)正常安排即可。“極限四則運(yùn)算”處增加了“兩個(gè)重要極限”,要加強(qiáng)有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
2 “導(dǎo)數(shù)與微分” 的銜接
高中新教材中的一元函數(shù)微積分的部分內(nèi)容,是根據(jù)高等數(shù)學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)需要所添加,目的是加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的聯(lián)系,讓中學(xué)生初步了解微積分的思想。
(1)導(dǎo)數(shù)的定義:高中數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)教材中,這一內(nèi)容是相同的,不同的是學(xué)習(xí)要求。高中數(shù)學(xué)要求:了解導(dǎo)數(shù)概念的某些實(shí)際背景(例如瞬時(shí)速度,加速度,光滑曲線的切線的斜率等);掌握函數(shù)在一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)的概念和導(dǎo)數(shù)的幾何意義;理解導(dǎo)函數(shù)的概念。也就是說,盡管極限與導(dǎo)數(shù)在高中已經(jīng)學(xué)過,但主要是介紹概念和求法,對概念的深入理解不作要求。到了大學(xué),概念上似懂非懂、不會靈活運(yùn)用,成了夾生飯。但高等數(shù)學(xué)要求學(xué)生掌握并熟練應(yīng)用,這是高等數(shù)學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容,在此處應(yīng)用舉例增加了利用“兩個(gè)重要極限”解題的例題,在教學(xué)中應(yīng)給與足夠的重視。
(2)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算:高中新課標(biāo)教材要求較低:根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義會求簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù);能利用給出的基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式和導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則求簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù),會求簡單的復(fù)合函數(shù)導(dǎo)數(shù)。重點(diǎn)考察利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義分析問題、解決問題的綜合能力。
高等數(shù)學(xué)教學(xué)大綱對這部分內(nèi)容要求:掌握導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則和復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法;掌握初等函數(shù)的一、二階導(dǎo)數(shù)的求法,會求分段函數(shù)、隱函數(shù)、參數(shù)方程所確定的函數(shù)的一階、二階導(dǎo)數(shù);了解高階導(dǎo)數(shù)的概念,會求簡單函數(shù)的n階導(dǎo)數(shù);了解微分的概念與四則運(yùn)算。
建議:高中學(xué)過的僅僅是該內(nèi)容的基礎(chǔ),因此需重新學(xué)習(xí)已學(xué)過的內(nèi)容,為本節(jié)后面更深更難的內(nèi)容打好基礎(chǔ)。
(3)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用:高中新教材中僅是借助幾何直觀探索并了解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,并通過實(shí)際的背景和具體應(yīng)用事例引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷由函數(shù)增長到函數(shù)減少的過程,使學(xué)生了解函數(shù)的單調(diào)性,極值與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,要求結(jié)合函數(shù)圖像,知道函數(shù)在某點(diǎn)取得極值的必要條件和充分條件,會用導(dǎo)數(shù)求不超過三次的多項(xiàng)式函數(shù)的最大最小值;體會導(dǎo)數(shù)方法在研究函數(shù)性質(zhì)中的一般性和有效性;通過使利潤最大、用料最省、效率最高等優(yōu)化問題,體會導(dǎo)數(shù)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用。
高等數(shù)學(xué)對這部分內(nèi)容的處理是:先介紹三個(gè)微分中值定理、洛必達(dá)法則、泰勒公式,然后嚴(yán)格證明函數(shù)的單調(diào)性和曲線的凹凸性,給出函數(shù)的極值、最值的嚴(yán)格定義,及函數(shù)在一點(diǎn)取得極值的必要條件和充分條件。在此基礎(chǔ)上,討論求最大最小值的應(yīng)用問題,以及用導(dǎo)數(shù)描繪函數(shù)圖形的方法步驟。
建議:由以上分析比較可知,高中數(shù)學(xué)所涉及的一元微分學(xué)雖然內(nèi)容差別不大,但內(nèi)容體系框架有很大差異,高等數(shù)學(xué)知識更系統(tǒng),邏輯更嚴(yán)謹(jǐn)。學(xué)習(xí)要求上,對于導(dǎo)數(shù)的幾何意義,導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則及簡單函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性和求函數(shù)極值都是高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的重點(diǎn),是重點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練的知識點(diǎn)。而在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中建議一點(diǎn)而過,教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在用微分中值定理證明函數(shù)單調(diào)性的判定定理、函數(shù)極值點(diǎn)的第一、二充分條件定理以及曲線的凹凸性、拐點(diǎn)等內(nèi)容上。
以上主要分析比較了高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的重復(fù)知識點(diǎn)。除此之外,二者之間以及高等數(shù)學(xué)與后繼課程之間還存在著知識“斷裂帶”。
3 高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)知識的“斷裂帶”
高考對平面解析幾何中的極坐標(biāo)內(nèi)容不做要求,鑒于此這部分知識在高中大多是不講的;而在大學(xué)教材中,極坐標(biāo)知識是作為已知知識直接應(yīng)用的,如在一元函數(shù)微分學(xué)的應(yīng)用中求曲率,以及定積分的應(yīng)用中求平面圖形的面積等。建議在相應(yīng)的地方補(bǔ)充講解極坐標(biāo)知識。
初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)除了在教材內(nèi)容上的銜接外,在學(xué)習(xí)思想和方法等方面的銜接也都是值得研究的課題。學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué),不能很好地銜接,教師在教學(xué)中要注意放慢速度,幫助學(xué)生熟悉高等數(shù)學(xué)教與學(xué)的方法,搞好接軌。首先要正確處理新與舊的關(guān)系,在備課時(shí),了解中學(xué)有關(guān)知識的地位與作用及與高等數(shù)學(xué)知識內(nèi)在的密切聯(lián)系,對教材做恰當(dāng)?shù)奶幚恚簧险n時(shí)教師要經(jīng)常注意聯(lián)舊引新,運(yùn)用類比,使學(xué)生在舊知識的基礎(chǔ)上獲得新知識。
總之,努力探索搞好初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)銜接問題,是學(xué)好高等數(shù)學(xué)的關(guān)鍵之一。
參考文獻(xiàn)
篇2
【關(guān)鍵詞】初等數(shù)學(xué);高等數(shù)學(xué);關(guān)系
從數(shù)學(xué)這門學(xué)科的建立直至十七世紀(jì)這整個(gè)階段,數(shù)學(xué)只能解釋一些靜止的現(xiàn)象和計(jì)算一些定量(例如,它只能用于計(jì)算直邊所圍成的面積,以及固定的高度和距離等)這個(gè)階段被稱為初等數(shù)學(xué)階段。初等數(shù)學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會發(fā)展的需要,因此人們尋求新方法,解釋那些運(yùn)動現(xiàn)象(例如,變速運(yùn)動的瞬時(shí)速度、任意曲邊所圍成的面積等)于是建立了高等數(shù)學(xué)。高等數(shù)學(xué)的出現(xiàn),顯示出了巨大威力,許多初等數(shù)學(xué)束手無策的問題,至此迎刃而解了。
本文介紹了初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的一些相關(guān)內(nèi)容及它們之間的關(guān)系。
1.初等數(shù)學(xué)簡介及其研究內(nèi)容
代數(shù)的最早起源可追溯到公元前1800年左右。那時(shí)代的巴比倫數(shù)學(xué)文獻(xiàn)里已經(jīng)含有二次方程和某些很特殊的三次方程。從那時(shí)直到15世紀(jì)的三千多年里,中國﹑印度﹑阿拉伯和歐洲都在不同的方面對代數(shù)學(xué)的發(fā)展作出了不同貢獻(xiàn)。特別是中國的代數(shù)獲得了比較系統(tǒng)的﹑高水平的發(fā)展。例如,約在公元前1世紀(jì)前后成書的《九章算術(shù)》,其中記載了“方程術(shù)”和“正負(fù)術(shù)”等重要成就。到了13世紀(jì)后,中國數(shù)學(xué)在高次方程的數(shù)值解法﹑同余式理論以及高階等差數(shù)列等方面又再放異彩,取得令人驚異的成就。
縱觀數(shù)學(xué)發(fā)展的整個(gè)歷史過程,大體上經(jīng)歷了初等代數(shù)的形成﹑高等代數(shù)的創(chuàng)建以及抽象代數(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三個(gè)階段。隨著這門學(xué)科的不斷發(fā)展,人們對于代數(shù)學(xué)的研究對象問題的認(rèn)識也不斷深化,逐步形成下面幾個(gè)觀點(diǎn)。
(1)代數(shù)學(xué)是研究方程解法和字母運(yùn)算的科學(xué)
(2)代數(shù)學(xué)是研究多項(xiàng)式和線性代數(shù)的科學(xué)
(3)代數(shù)學(xué)是研究各種代數(shù)結(jié)構(gòu)的科學(xué)
(4)代數(shù)是推動數(shù)學(xué)發(fā)展、解決科學(xué)問題的有利工具
初等數(shù)學(xué)中主要包含兩部分:初等幾何與初等代數(shù)。初等幾何是研究空間形式的學(xué)科,而初等代數(shù)則是研究數(shù)量關(guān)系的學(xué)科。初等數(shù)學(xué)基本上是常量的數(shù)學(xué)。
1.1數(shù)的概念及其運(yùn)算 1.2解析式及其恒等變換 1.3方程 1.4不等式 1.5函數(shù) 1.6 平面幾何1.7立體幾何
2.高等數(shù)學(xué)簡介及其研究內(nèi)容
16世紀(jì)以后,由于生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,天文﹑力學(xué)﹑航海等方面都需要很多復(fù)雜的計(jì)算,初等數(shù)學(xué)已經(jīng)不能滿足時(shí)展的需要了,在此種情況下,高等數(shù)學(xué)隨之應(yīng)運(yùn)而生。 高等數(shù)學(xué)是初等數(shù)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,它從更深的層次揭示了數(shù)學(xué)的本質(zhì)。
高等數(shù)學(xué)含有非常豐富的內(nèi)容,它主要包含:高等代數(shù)﹑解析幾何﹑微積分﹑概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等。 所有這些學(xué)科構(gòu)成高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)部分,在此基礎(chǔ)上建立了高等數(shù)學(xué)的宏偉大廈。
2.1高等代數(shù)(研究方程式的求根問題)
高等代數(shù)是代數(shù)學(xué)發(fā)展到高級階段的總稱。它包括很多分支,現(xiàn)在一般把它分為兩部分:多項(xiàng)式理論,線性代數(shù)初步。
高等代數(shù)主線明晰,多項(xiàng)式理論以整除、分解為主線,矩陣是一條最粗最顯的主線,貫穿整個(gè)線性代數(shù)部分,從而使高等代數(shù)具有嚴(yán)密邏輯性、高度抽象性、廣泛應(yīng)用性等特征,這也增加了與初等數(shù)學(xué)的變化聯(lián)系。 [1]
2.2 解析幾何(用代數(shù)方法研究幾何)
社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步都要求數(shù)學(xué)從研究靜止的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)變到研究變化著的數(shù)量之間的關(guān)系,也就是說研究運(yùn)動和變化,并用數(shù)學(xué)來描述這種運(yùn)動和變化,這種數(shù)學(xué)是一種研究變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué),解析幾何正是在這種需要描述變量關(guān)系的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。解析幾何的誕生實(shí)質(zhì)上也就是變量數(shù)學(xué)的誕生和發(fā)展。解析幾何的誕生,又構(gòu)成變量數(shù)學(xué)研究的起點(diǎn),促進(jìn)了變量數(shù)學(xué)的發(fā)展。
在解析幾何中我們主要采用代數(shù)的方法研究幾何,它主要包括兩部分:平面解析幾何、空間解析幾何。[2]
2.3微積分(研究變速運(yùn)動及曲邊形的求積問題)
微積分是人們認(rèn)識客觀世界中量的運(yùn)動變化規(guī)律的有力工具,又是很多其它學(xué)科的基礎(chǔ),而且又能直接應(yīng)用解決實(shí)際問題。
它主要解決以下四部分的相關(guān)問題:
第一類問題是求即時(shí)速度的問題。
第二類問題是求曲線的切線的問題。
第三類問題是求函數(shù)的最大值和最小值問題。
第四類問題是求曲線長、曲線圍成的面積、曲面圍成的體積、物體的重心、一個(gè)體積相當(dāng)大的物體作用于另一物體上的引力。
函數(shù)是微積分的研究對象,極限是微積分的研究工具, 微積分的基本概念和內(nèi)容包括微分學(xué)和積分學(xué)。
微分學(xué)的主要內(nèi)容包括:極限理論、導(dǎo)數(shù)、微分等。
(2)積分學(xué)的主要內(nèi)容包括:定積分、不定積分等。[2]
2.4概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)(研究隨機(jī)現(xiàn)象,依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是從數(shù)量側(cè)面研究隨機(jī)現(xiàn)象規(guī)律性的數(shù)學(xué)理論。
主要包括:隨機(jī)事件和概率,一維和多維隨機(jī)變量及其分布,隨機(jī)變量的數(shù)字特征,大數(shù)定律與中心極限定理,參數(shù)估計(jì),假設(shè)檢驗(yàn)等內(nèi)容。
在初等數(shù)學(xué)中一些關(guān)于排列組合及使用排列組合去計(jì)算概率的內(nèi)容,這個(gè)內(nèi)容在一定意義上屬于日常生活的基本知識,它是高等數(shù)學(xué)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ),關(guān)于抽樣、數(shù)據(jù)、誤差、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、統(tǒng)計(jì)規(guī)律、統(tǒng)計(jì)相關(guān)性、大數(shù)定律等內(nèi)容,與我們的現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān),有著廣泛的應(yīng)用。[3]
3.初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)之間的關(guān)系
初等數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)不可或缺的基礎(chǔ),它從最簡單的一元一次方程開始,一方面進(jìn)而討論二元及三元的一次方程組,另一方面研究二次以上及可以轉(zhuǎn)化為二次的方程組。沿著這個(gè)方向繼續(xù)發(fā)展,數(shù)學(xué)在討論任意多個(gè)未知數(shù)的一次方程組,也叫線性方程組的同時(shí)還研究次數(shù)更高的一元方程組。發(fā)展到這個(gè)階段,就產(chǎn)生了高等數(shù)學(xué)。
高等數(shù)學(xué)基于初等數(shù)學(xué),但又高于初等數(shù)學(xué),除所學(xué)內(nèi)容不同外,處理問題的觀念和方法有所不同。高等數(shù)學(xué)的研究對象主要是函數(shù)。 研究的方法主要是極限的方法。 如果說初等數(shù)學(xué)是用“靜止”的觀點(diǎn)去研究,那么,高等數(shù)學(xué)極限的思想則是一種“運(yùn)動”的觀點(diǎn)。高等數(shù)學(xué)是初等數(shù)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,它從更深的層次揭示了數(shù)學(xué)的本質(zhì)。用高等數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)﹑原理和方法去認(rèn)識﹑理解和解決初等數(shù)學(xué)的問題,有助于我們加深對問題實(shí)質(zhì)與知識間聯(lián)系的理解。高等數(shù)學(xué)是在初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,因而它所包含的思想方法既是初等數(shù)學(xué)方法的進(jìn)一步發(fā)展,又同時(shí)具有更大的適用性和更高的思想層次,通過學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)有利于從更高的層次看初等數(shù)學(xué),加深對數(shù)學(xué)問題本質(zhì)的理解。 [4]
(1)初等數(shù)學(xué)講多項(xiàng)式的加、減、乘、除運(yùn)算法則.高等數(shù)學(xué)在拓寬多項(xiàng)式的含義,嚴(yán)格定義多項(xiàng)式的次數(shù)及加法、乘法運(yùn)算的基礎(chǔ)上,接著講多項(xiàng)式的整除理論及最大公因式理論。
(2)初等數(shù)學(xué)給出了多項(xiàng)式因式分解的常用方法。高等數(shù)學(xué)首先用不可約多項(xiàng)式的嚴(yán)格定義解釋了“不可再分”的含義,接著給出了不可約多項(xiàng)式的性質(zhì)、唯一因式分解定理及不可約多項(xiàng)式在三種常見數(shù)域上的判定。
(3)初等數(shù)學(xué)講一元一次方程、一元二次方程的求解方法及一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系.高等數(shù)學(xué)接著講一元n次方程根的定義;復(fù)數(shù)域上一元n次方程根與系數(shù)的關(guān)系及根的個(gè)數(shù);實(shí)系數(shù)一元n次方程根的特點(diǎn);有理系數(shù)一元n次方程有理根的性質(zhì)及求法;一元n次方程根的近似解法及公式解簡介。
(4)初等數(shù)學(xué)講二元一次、三元一次方程組的消元解法。高等數(shù)學(xué)講線性方程組的行列式解法和矩陣消元解法、講線性方程組解的判定及解與解之間的關(guān)系。
(5)初等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整數(shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)為高等數(shù)學(xué)的數(shù)環(huán)、數(shù)域提供例子;初等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的有理數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)、平面向量為高等數(shù)學(xué)的向量空間提供例子;初等數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式成為高等數(shù)學(xué)中坐標(biāo)變換公式的例子。
(6)初等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的向量的長度和夾角為歐氏空間向量的長度和夾角提供模型;三角形不等式為歐氏空間中兩點(diǎn)間距離的性質(zhì)提供模型;線段在平面上的投影為歐氏空間中向量在子空間的投影提供模型.
4.結(jié)束語
綜上所述可知,初等數(shù)學(xué)是高等數(shù)學(xué)不可或缺的基礎(chǔ),高等數(shù)學(xué)是初等數(shù)學(xué)的繼續(xù)和提高.高等數(shù)學(xué)不但解釋了許多初等數(shù)學(xué)未能說清楚的問題,如多項(xiàng)式的根及因式分解理論、線性方程組理論等,而且以整數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)、平面向量為實(shí)例,引入了數(shù)環(huán)、數(shù)域、向量空間、歐氏空間等代數(shù)系統(tǒng).這對用現(xiàn)代數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)、原理和方法指導(dǎo)數(shù)學(xué)教學(xué)是十分有用的.
參考文獻(xiàn):
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[4] 王健吾 數(shù)學(xué)思維方法引論[M] 安徽教育出版
篇3
【關(guān)鍵詞】初等數(shù)學(xué);高等數(shù)學(xué);過渡
一、引言
對于高等數(shù)學(xué)的教學(xué)而言,首要問題是如何做好初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的過渡。教學(xué)過程是教師與學(xué)生共同參與的活動,教師要面對來自全國各地、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不同的學(xué)生,而大一學(xué)生無論對于教師授課、教材內(nèi)容還是學(xué)習(xí)方法都需要適應(yīng)過程。隨著數(shù)學(xué)教育的發(fā)展以及初等數(shù)學(xué)課程的改革,過渡中的許多問題被凸顯出來。
二、初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)要面對的問題
1.教師面對的問題
①文理科學(xué)生交叉現(xiàn)象。在高中階段,文理科學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容有所差異,且實(shí)施方式為分開教學(xué),分開考核。進(jìn)入大學(xué),會出現(xiàn)一些專業(yè),文理科學(xué)生重新集合在一起,而高等數(shù)學(xué)課程是一門公共基礎(chǔ)必修課,因此產(chǎn)生了文理科學(xué)生交叉的現(xiàn)象。②學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不一樣。中學(xué)數(shù)學(xué)課程在改革之后,內(nèi)容有必修課程和選修課程之分,但是由于各省份和地區(qū)落實(shí)的情況不一致,且受高考指揮棒影響程度的大小不一樣,造成的結(jié)果是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容存在差異性,導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不盡相同。③高等數(shù)學(xué)教材與初等數(shù)學(xué)的不匹配。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)也是因?yàn)楦咧袛?shù)學(xué)課程改革的影響,高中數(shù)學(xué)課程改革調(diào)整力度較大、覆蓋范圍較廣,目前入校的大一新生都是在高中數(shù)學(xué)課程改革之后進(jìn)入大學(xué),而目前的大學(xué)教材作出的調(diào)整很小或者基本沒有調(diào)整,依舊按照以前的教學(xué)內(nèi)容開展教學(xué)。比如反三角函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、極坐標(biāo)的內(nèi)容在高中只是作為選修課內(nèi)容,有些學(xué)生并沒有學(xué)習(xí)過,或者只做簡單了解,并不深入,而到了大學(xué),這些內(nèi)容有的成為了重點(diǎn)內(nèi)容。
2.學(xué)生面對的問題
①教學(xué)方法的變化。高中數(shù)學(xué)教師內(nèi)容講解細(xì)致,灌輸式教學(xué)仍占有不小比重,訓(xùn)練量與訓(xùn)練強(qiáng)度大;而高等數(shù)學(xué)教師更多地考慮知識的邏輯性、系統(tǒng)性,注重?cái)?shù)學(xué)概念的本質(zhì)、原理的實(shí)質(zhì),啟發(fā)式教學(xué)是主要的授課方式,雖配有例題分析,但數(shù)量少,課堂訓(xùn)練量不大。②教學(xué)進(jìn)度的改變。初學(xué)數(shù)學(xué)課程進(jìn)度較慢,講解例題,練習(xí)所占時(shí)間較多;高等數(shù)學(xué)課程進(jìn)度較快,一般每章開設(shè)一到兩次習(xí)題課,甚至沒有安排習(xí)題課,只有少量的答疑時(shí)間,整體來看,高等數(shù)學(xué)課程的進(jìn)度要較初等數(shù)學(xué)快很多,這種影響雖不能量化,但是通過大多數(shù)學(xué)生的感受來看,這種變化對學(xué)生造成的沖擊力非常顯著。③學(xué)習(xí)方法的改進(jìn)。在中學(xué)階段,絕大多數(shù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力不強(qiáng),學(xué)習(xí)方法沒有完全定型,大多情況下是在老師的引領(lǐng)和安排下進(jìn)行學(xué)習(xí),統(tǒng)一上課,統(tǒng)一練習(xí),統(tǒng)一講解,統(tǒng)一考核,學(xué)生思考的自主空間相對較少,學(xué)習(xí)方法相對比較單一。④心理作用的影響。大一新生需要適應(yīng)新的角色,適應(yīng)新的環(huán)境,適應(yīng)新的教師,另外,進(jìn)入大學(xué),大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)勢已經(jīng)喪失,要想確立優(yōu)勢,需要付出艱苦的努力。各種心理因素的作用會對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。⑤考核方式的改變。初等數(shù)學(xué)課程考核有期中、期末考試,配以平時(shí)的章節(jié)考核或其他考核方式,而高等數(shù)學(xué)基本不再有期中考試,只是以期末考試成績或配以平時(shí)成績作為最終成績。考核方式、次數(shù)的改變,令學(xué)生不能適應(yīng),甚至有失落感和不安全感。
三、如何做好初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的過渡
1.教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)作用。第一,初等數(shù)學(xué)課程在內(nèi)容上發(fā)生了較大的變化,作為高等數(shù)學(xué)教師,應(yīng)該盡快了解初等數(shù)學(xué)新課程的變化,從而考慮如何在高等數(shù)學(xué)課程中進(jìn)行調(diào)整。在遵循課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)要求的前提下,適當(dāng)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容上的調(diào)整和優(yōu)化,強(qiáng)調(diào)教材內(nèi)容中不一致的位置,重點(diǎn)講解,適當(dāng)補(bǔ)充。例如極限的方法貫穿高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的始終,對于極限的定義要加以重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)和分析,使學(xué)生真正掌握極限的本質(zhì);要適當(dāng)補(bǔ)充極坐標(biāo)的基礎(chǔ)知識,讓學(xué)生掌握基本的極坐標(biāo)表示,為課程教學(xué)做好鋪墊,優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí),要注意文理科學(xué)生基礎(chǔ)的不同以及數(shù)學(xué)思維存在的差異性。
第二,引導(dǎo)學(xué)員主動思考、自主學(xué)習(xí),著重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。現(xiàn)在是一個(gè)終身學(xué)習(xí)的時(shí)代,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),樹立終身學(xué)習(xí)的思想。初等數(shù)學(xué)課程課時(shí)充足,教師教學(xué)時(shí)間充裕,但是導(dǎo)致的結(jié)果是學(xué)生的依賴心理強(qiáng);而高等數(shù)學(xué)課時(shí)有限,任務(wù)較重,教師授課不可能面面俱到,再加上課程改革之后,不同學(xué)生的知識基礎(chǔ)不盡相同,課堂上不可能滿足每一位學(xué)生對知識的需求。因此,教學(xué)的根本應(yīng)該側(cè)重授人以漁,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
2.學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生在遇到問題的時(shí)候,應(yīng)積極思考,通過各種方式尋找解決的方法。筆者認(rèn)為,做好初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的過渡,要做到以下幾點(diǎn):第一,加強(qiáng)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),盡快適應(yīng)教學(xué)方式、教學(xué)進(jìn)度的變化。第二,改變練習(xí)方式,重點(diǎn)題目重點(diǎn)練習(xí),提高效率。第三,做好心理調(diào)整,制定學(xué)習(xí)計(jì)劃,合理安排時(shí)間。第四,通過自我檢查,相互檢查等方式檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]葛倩,胡明濤.從高等數(shù)學(xué)教學(xué)看中學(xué)數(shù)學(xué)課程改革[J].科技信息,2008(11).
篇4
蔡高廳的高等數(shù)學(xué)適合工科類學(xué)生學(xué)習(xí),比如土木工程、計(jì)算機(jī)、采礦、橋梁等等。
高等數(shù)學(xué)指相對于初等數(shù)學(xué)而言,數(shù)學(xué)的對象及方法較為繁雜的一部分。廣義地說,初等數(shù)學(xué)之外的數(shù)學(xué)都是高等數(shù)學(xué),也有將中學(xué)較深入的代數(shù)、幾何以及簡單的集合論初步、邏輯初步稱為中等數(shù)學(xué),將其作為中小學(xué)階段的初等數(shù)學(xué)與大學(xué)階段的高等數(shù)學(xué)的過渡。通常認(rèn)為,高等數(shù)學(xué)是由微積分學(xué),較深入的代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)以及它們之間的交叉內(nèi)容所形成的一門基礎(chǔ)學(xué)科。主要內(nèi)容包括極限、微積分、空間解析幾何與向量代數(shù)、級數(shù)、常微分方程。
(來源:文章屋網(wǎng) )
篇5
一、注重引導(dǎo),抓住學(xué)習(xí)關(guān)鍵
數(shù)學(xué)關(guān)鍵就在一個(gè)悟字,所謂悟,就是開竅,如何開竅,就要求講師不要只講題目的做法,而是包括,是怎么想到要這么做的,以引導(dǎo)學(xué)生去理解,去悟,對于初等數(shù)學(xué),本人的看法是隨便怎么做,因?yàn)槌醯葦?shù)學(xué)的試題必然有解,必然是可以通過所給條件經(jīng)過N多步驟推出來,不信可以試試,拿一道,先什么都不要管,只管把已知條件以全排列方式組合,以推出新的條件,再將所得條件組合,再推,直到最后推無可推,你會發(fā)現(xiàn)題目所求就在其中,甚至簡單的可能是離最終結(jié)論還有N步,復(fù)雜的估計(jì)也就是最終結(jié)論了,所以以高考為目的的初等數(shù)學(xué)題目是不經(jīng)做的,因?yàn)橹灰阕觯鸵欢茏龀鰜恚院芏鄬W(xué)生覺得難,沒處著筆,不知道改該怎么做,很大一部分是因?yàn)閼校辉竸庸P,而只是呆看,簡單的能看出來,復(fù)雜的是很難看出來的,如果說那種直接推導(dǎo)的辦法太耗時(shí)間,那么只能說是因?yàn)椴皇炀殻坏╊}目做多了,思維形成了,差不多就可以一眼看出來,頂多推兩步,就知道后面的怎么推了,從而省略了N多的分支,古往今來的題海戰(zhàn)術(shù)不是沒有依據(jù)的,熟能生巧,見得多了,做的多了,自然可以找到某種規(guī)律
二、要正確處理本課程的自身邏輯系統(tǒng)與相關(guān)課程的關(guān)系
初數(shù)研究課在研究初等數(shù)學(xué)問題時(shí),大多采用專題討論的方法,都有一套完整的體系。如果過分強(qiáng)調(diào)自身完整的邏輯系統(tǒng),容易導(dǎo)致不同學(xué)科、不同課程的內(nèi)客及方法有很多重復(fù)和交叉。
如數(shù)與初等數(shù)論中的相關(guān)內(nèi)容,解析式的恒等變形,方程、不等式的解法與證明,幾何證題法與證題術(shù)排列、組合及數(shù)列的一些解題方法等。如果不處理好它們之間的關(guān)系,只是簡單地追求各門課程自身體系的完整,既不利于學(xué)生整體數(shù)學(xué)思想的建立,又制約了他們數(shù)學(xué)綜合運(yùn)用能力的提高,同時(shí)占用了很多的課時(shí),所以,對于相關(guān)課程中己作詳盡討論過的知識及理論,應(yīng)作為工具來應(yīng)用,避免一些不必要的重復(fù)。
三、變被動式學(xué)習(xí)為主動式學(xué)習(xí)
1.知識系統(tǒng)的探究
初數(shù)研究課涉及大量的理論,教師講、學(xué)生聽的傳統(tǒng)教學(xué)模式既占用課時(shí)多,又難以體現(xiàn)學(xué)生的主體性。因此對理論性較強(qiáng)的內(nèi)容,教師可以先提出一些切題的問題作為一堂課的鍥子,留待后面逐個(gè)解決。這些問題將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容串起來,起到提綱摯領(lǐng)的作用,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo),集中學(xué)習(xí)資源(如本課程及相關(guān)課程的教村及參考書)有針對性地去探究問題,然后教師組織學(xué)生對探究的結(jié)果進(jìn)行歸納整理,形成較完整的知識體系。當(dāng)然一個(gè)問題的解訣并非探究的終結(jié),在探究過程中教師與學(xué)生都可以提出一些新問題,延續(xù)學(xué)生探究的熱情,在合作交流的民主和諧的氛圍里,盡可能地讓學(xué)生走向自由探究。
2.解題方法的探究
從學(xué)生的認(rèn)知角度未說,解題過程是獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)、探索與積極思考的過程,這種探索過程中所形成的意識和思維,就是真正的創(chuàng)造與發(fā)現(xiàn)。應(yīng)該說,解題教學(xué)是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)之一,設(shè)置初數(shù)研究課程的目的之一,就是結(jié)合中學(xué)實(shí)際對解題作專門的訓(xùn)練。
3.條件與結(jié)論的探究
篇6
【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué);中學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)的應(yīng)用
相對于初等數(shù)學(xué)而言,數(shù)學(xué)的對象及方法較為復(fù)雜的一部分。高等數(shù)學(xué)是比初等數(shù)學(xué)“高等”的數(shù)學(xué)。廣義地說,初等數(shù)學(xué)之外的數(shù)學(xué)都是高等數(shù)學(xué),也有將中學(xué)較深入的代數(shù)、幾何以及簡單的集合論初步、邏輯初步稱為中等數(shù)學(xué)的,將其作為小學(xué)初中的初等數(shù)學(xué)與本科階段的高等數(shù)學(xué)的過渡。通常認(rèn)為,高等數(shù)學(xué)是由微積分學(xué),較深入的代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)以及它們之間的交叉內(nèi)容所形成的一門基礎(chǔ)學(xué)科,主要內(nèi)容包括:極限、微積分、空間解析幾何與向量代數(shù)、級數(shù)、常微分方程。一般以微積分學(xué)和級數(shù)理論為主,其他方面的內(nèi)容為輔,這是對高等數(shù)學(xué)的總述。隨著我國新課程改革的逐步展開,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,逐漸改變教學(xué)方法,將高等數(shù)學(xué)的教學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)相融合,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中插入高等數(shù)學(xué),有利于一些抽象數(shù)學(xué)問題的解決,是學(xué)生能更好的掌握所學(xué)的知識內(nèi)容,并更好的舉一反三,解決中學(xué)數(shù)學(xué)中較高邏輯的問題。
1、高等數(shù)學(xué)教學(xué)如何與中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)巧妙結(jié)合
高等數(shù)學(xué)是在初等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,與中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)有著緊密的聯(lián)系。中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中插入高等數(shù)學(xué)教學(xué)的方法不僅可以使學(xué)生居高臨下地去觀察一些初等問題,幫助學(xué)生確定新的解題思路時(shí),還能夠幫助學(xué)生剖析某些疑難問題的實(shí)質(zhì),尋求簡捷的解法。站在高等數(shù)學(xué)的角度來看中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)的某些問題,又會更深刻、更具體、更全面、更據(jù)邏輯性。對于高等數(shù)學(xué)在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的進(jìn)行的巧妙結(jié)合簡要總結(jié)為以下幾點(diǎn):
1.1 要根據(jù)數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容設(shè)計(jì)貫徹學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)思想方法的途徑。使數(shù)學(xué)教學(xué)的思想方法蘊(yùn)涵在數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵和發(fā)展之中。在數(shù)學(xué)教學(xué)中要抓住分析過程,概念的形成過如程、定理與法則的發(fā)現(xiàn)過程和一些公式的推導(dǎo)過程、證明思路和解決問題方法等過程。
1.2 在數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中要揭示事物本質(zhì),指揭示一些抽象的概念、計(jì)算定理、計(jì)算公式或一些計(jì)算方法的本質(zhì),例如極限方法,實(shí)質(zhì)上是一種以運(yùn)動的、互聯(lián)系和量變引起質(zhì)變的辯證方式,還有比如求函數(shù)的極值、最值問題,也可以設(shè)計(jì)到中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中,體現(xiàn)高等數(shù)學(xué)方法在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。
1.3 把邏輯思考問題作為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。即不以單純的數(shù)學(xué)問題感知為出發(fā)點(diǎn),教師的教學(xué)更不以直接告訴現(xiàn)成知識結(jié)論為出發(fā)點(diǎn),在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中而是通過創(chuàng)設(shè)邏輯問題情景啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生,激發(fā)學(xué)生解決問題求知欲,教師扎住時(shí)機(jī),引入高等數(shù)學(xué)的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)解決一些邏輯數(shù)學(xué)的思維,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)解決問題的邏輯思考能力。并同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生開展嘗試性的學(xué)習(xí)活動。教師在講授的同時(shí),輔助指導(dǎo)學(xué)生探究、發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用,在活動中解決、學(xué)習(xí)。
1.4 在教學(xué)過程中建構(gòu)連續(xù)地知識結(jié)構(gòu)。適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生歸納在高等數(shù)學(xué)中所獲得的新知識和新技能方面的一般結(jié)論,歸入總結(jié)出知識系統(tǒng),運(yùn)用到中學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中。
1.5 根據(jù)教學(xué)目標(biāo),及時(shí)反饋,注意調(diào)節(jié),隨時(shí)搜集與評定高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的教學(xué)效果,有針對性地對學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑性講解,并對學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)有困難的學(xué)生給予相應(yīng)的重復(fù)講授的機(jī)會,使教學(xué)效果達(dá)到所定目標(biāo)的要求。
2、在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教育與傳統(tǒng)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)之間的差別
創(chuàng)新的教學(xué)模式,需要一種全新的教學(xué)思想。在我國新課程改革的推動下,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中插入高等數(shù)學(xué)的教學(xué)方法這種全新的教學(xué)思想促進(jìn)了學(xué)生能力、素質(zhì)的提高。傳統(tǒng)中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中存在大量與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)不相符的思想與行為,必須加以改進(jìn)、變革,在合理繼承傳統(tǒng)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建與培養(yǎng)新型人才相配套的創(chuàng)新數(shù)學(xué)教學(xué)模式。中學(xué)數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)和創(chuàng)新教學(xué)在實(shí)踐教學(xué)中表現(xiàn)出截然不同的教育模式。
2.1 傳統(tǒng)型的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)生與新型插入高等數(shù)學(xué)的學(xué)生在學(xué)習(xí)目標(biāo)、動機(jī)、策略或方法等方面表現(xiàn)出截然不同的學(xué)習(xí)方式和行為傾向。傳統(tǒng)型數(shù)學(xué)教學(xué)傾向于記憶、理解固定的內(nèi)容和知識;學(xué)習(xí)刻苦,意志堅(jiān)定,完全聽從教師的安排,以考試成績?yōu)槟繕?biāo),使用模仿型的學(xué)習(xí)方法,熟悉教師的講課和書本內(nèi)容;按規(guī)定的時(shí)間做完規(guī)定的作業(yè);尊重現(xiàn)有的成果,迷信權(quán)威,遵守紀(jì)律,創(chuàng)造力不足。
2.2 新型插入高等數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式,可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思考能力和整體的辯查能力;除書本以外,喜歡探究自己學(xué)習(xí)中的一些問題,并不一定以教師的授課內(nèi)容或課程所限制,同時(shí)學(xué)生有時(shí)會對教師講述的問題持有異議;運(yùn)用邏輯思維主動尋找一些解決問題的方法,有批判精神,善于發(fā)現(xiàn)問題,拓展自己的思考范圍;不盲從,培養(yǎng)學(xué)生自己較強(qiáng)的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。
2.3 傳統(tǒng)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的模式較死板,目標(biāo)較單一,主要以固定目標(biāo)為主。
2.4 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中插入高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)方法,在教師的作用下,讓學(xué)生通過自己的思維來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),教學(xué)時(shí)在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下,讓學(xué)生獨(dú)立地去探索教師精心安排的數(shù)學(xué)問題,這些數(shù)學(xué)問題是學(xué)生力所能及的,同時(shí)又具有一定的深度和難度,學(xué)生克服困難的過程,就有可能表現(xiàn)出創(chuàng)造性活動的特征,并在此過程中積累他們自己的經(jīng)驗(yàn),成為他們將來可以利用的經(jīng)驗(yàn)。
2.5 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中插入高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)方法,可以靈活運(yùn)用高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和技能、解題模式、數(shù)學(xué)方法的典范,逐步的啟迪學(xué)生的思維。充分發(fā)揮例題和習(xí)題的作用(如適當(dāng)?shù)囊活}多解、多題一解等),還可以消除一些學(xué)生不良的心理定勢,使他們逐步養(yǎng)成靈活思考數(shù)學(xué)問題的邏輯思維能力和習(xí)慣。
2.6 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中插入高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)方法,通過舉例分析教會學(xué)生鑒賞數(shù)學(xué),懂得數(shù)學(xué)的邏輯美表現(xiàn)在哪些層次和方向,如何從高等數(shù)學(xué)的角度分析評比各類數(shù)學(xué)定理和證明方法,啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識到生活中的數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,從而更好的培養(yǎng)學(xué)生喜歡、熱愛數(shù)學(xué)。
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關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué) 教學(xué) 學(xué)習(xí)
我們可以作這樣一個(gè)比喻:如果將整個(gè)數(shù)學(xué)比作一棵參天大樹,那么初等數(shù)學(xué)是樹根,名目繁多的數(shù)學(xué)分支是樹枝,而樹干就是“數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、空間幾何”。這個(gè)粗淺的比喻,形象地說明這“三門”課程在數(shù)學(xué)中的地位和作用。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的高等數(shù)學(xué)是由微積分學(xué)、空間解析幾何、微分方程組成,而微積分學(xué)是數(shù)學(xué)分析中主干部分,而微分方程在科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛,無處不在。大學(xué)新生可能對將要學(xué)習(xí)的高等數(shù)學(xué)產(chǎn)生畏懼的心理,因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)相比教師的講授方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法都有了較大的變化。如何讓學(xué)生們有一個(gè)良好的過度,教師的教就起到了至關(guān)重要的作用,同時(shí)對于學(xué)生的學(xué)習(xí)方法引導(dǎo)也尤為重要。為了解決以上的問題,本文就針對教與學(xué)給出以下一些建議:
教師的教
與初等數(shù)學(xué)相比,高等數(shù)學(xué)的課堂教育有幾個(gè)顯著的特點(diǎn):第一是時(shí)間長。大學(xué)課堂里的每一堂課一般都是100分鐘,兩節(jié)課連上,高等數(shù)學(xué)也不例外;第二是進(jìn)度快。由于高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容十分豐富,但學(xué)時(shí)又有限,因此每堂課不僅教學(xué)內(nèi)容多,而且是全新的,教師講課主要是講重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn),講概念、講思路,舉例較少。第三是課堂大,高等數(shù)學(xué)一般是若干個(gè)小班合班上課,課堂上不允許過多的同學(xué)們提問。因此教授高等數(shù)學(xué)課是一門藝術(shù),它涉及到很多個(gè)環(huán)節(jié),其中定義的引入和講解最為主要,要能夠適應(yīng)學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律,美國著名心理學(xué)家布龍菲爾德說:“數(shù)學(xué)不過是語言所能達(dá)到的最高境界”。 這說明數(shù)學(xué)學(xué)科的高度抽象性和概括性,這些特點(diǎn)容易讓學(xué)生對于高等數(shù)學(xué)的定義理解產(chǎn)生困難,不能深入理解其中的內(nèi)涵,造成表面的形式理解,表現(xiàn)在做題時(shí)僅能夠解答與例題類似的習(xí)題,遇到稍微變形的題目時(shí),就不知如何下手,不會舉一反三,靈活運(yùn)用解題方法。因此,在教學(xué)中要研究高等數(shù)學(xué)定義的認(rèn)識過程的特點(diǎn)和規(guī)律性,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識能力發(fā)展的規(guī)律來選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)形式,講解時(shí),盡量由淺入深,多從生活中找素材進(jìn)行引入,使學(xué)生慢慢理解消化。例如,在講解導(dǎo)數(shù)的定義時(shí),要求變速運(yùn)動物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,根據(jù)他們以前掌握的知識,是沒法準(zhǔn)確得到的,怎樣利用他們已有的知識去解決新的問題?教師這個(gè)時(shí)候,要有目的地去引導(dǎo),把變速轉(zhuǎn)化為勻速,最后求極限就可以把問題解決。后面定積分的定義和定積分的應(yīng)用都是采用相同的方法,通過這樣慢慢的引導(dǎo),學(xué)生能明白定義的來龍去脈,對定義的理解會深刻一點(diǎn),也容易記住定義的實(shí)質(zhì),而不再死記硬背,起到事半功倍的效果。這種讓學(xué)生也參與其中而不再被動接受知識的授課方式,能促進(jìn)他們從中學(xué)的那種思維方式向大學(xué)學(xué)習(xí)的思維方式轉(zhuǎn)變。同時(shí)教師要注意引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)心態(tài)和學(xué)習(xí)方法,主動地適應(yīng)大學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué),培養(yǎng)他們自學(xué)的能力,在教學(xué)中要允許學(xué)生有一個(gè)適應(yīng)過程。在課堂上老師應(yīng)該教給學(xué)生們一些基本的方法,除此之外,還要講一些經(jīng)典的題目,這樣就誘發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)樂趣,此外就是要留一些課外的作業(yè),光是靠課堂上 講的完全不夠,課外的作業(yè)就是為了讓學(xué)生們自己去找找方法,很有幫助。 至于什么樣的標(biāo)準(zhǔn)才算教好了,我覺得把學(xué)生們的興趣都培養(yǎng)了,就已經(jīng)達(dá)到教學(xué)目的了,如果只是看成績,那只是表面現(xiàn)象而已。在剛開學(xué)的前幾周,教師講課進(jìn)度要稍慢一些,較難的內(nèi)容講得詳盡些,隨著學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)的不斷適應(yīng),講課進(jìn)度就可以加快了。
二、學(xué)生的學(xué)
篇8
【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué);高考;數(shù)學(xué)思想
隨著新課改的不斷推進(jìn),參與高考命題的專家越來越重視初、高等數(shù)學(xué)知識的銜接,很多高考題、模擬題的命制都喜歡有著高等數(shù)學(xué)背景的定理,這些看起來抽象、高深的定理下放到中學(xué)試卷中,用初等數(shù)學(xué)方法來解答,往往蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想,對于訓(xùn)練思維非常有好處.
下面我將從線性變換、不動點(diǎn)和凹凸函數(shù)三個(gè)方面給出例證.
一、線性變換
例(2009四川卷)設(shè)V是已知平面M上所有向量的集合,對于映射f:VV,a∈V,記a的象為f(a).若映射f:VV滿足:對所有a,b∈V及任意實(shí)數(shù)λ,μ都有f(λa+μb)=λf(a)+μf(b),則f稱為平面M上的線性變換,現(xiàn)有下列命題:
①設(shè)f是平面M上的線性變換,a,b∈V,則f(a+b)=f(a)+f(b);
②若e是平面M上的單位向量,對a∈V,設(shè)f(a)=a+e,則f是平面M上的線性變換;
③對a∈V,設(shè)f(a)=-a,則f是平面M上的線性變換;
④設(shè)f是平面M上的線性變換,a∈V,則對任意實(shí)數(shù)k均有f(ka)=kf(a).
其中的真命題是.(寫出所有真命題的編號)
解析
理解何為“平面M上的線性變換”,是解題關(guān)鍵,對于①④可用特殊值驗(yàn)證,對于②③抓住定義即可.
對①,令λ=μ=1,則有f(a+b)=f(a)+f(b),故①是真命題.
對②,f(b)=b+e,且f(λa+μb)=λa+μb+e,而λf(a)+μf(b)=λ(a+e)+μ(b+e)=
λa+μb+(λ+μ)e,但λ+μ不恒等于1,故②是假命題.
對③,有f(b)=-b,則f(λa+μb)=-(λa+μb)=λ(-a)+μ(-b)=λf(a)+μf(b)是線性變換,故③是真命題.
對④,令λ=k,μ=0,則f(ka)=kf(a),故④是真命題.
認(rèn)清“平面M上的線性變換”定義是解出這道題的關(guān)鍵.
二、不動點(diǎn)
例對于f(x),若存在x0∈R,使f(x0)=x0成立,則稱x0是f(x)的不動點(diǎn).已知函數(shù)f(x)=ax2+(b+1)x+(b-1)(a≠0).
(1)當(dāng)a=1,b=-2時(shí),求函數(shù)f(x)的不動點(diǎn);
(2)對任意實(shí)數(shù)b,函數(shù)f(x)恒有兩個(gè)相異的不動點(diǎn),求a的取值范圍.
解析(1)a=1,b=-2時(shí),f(x)=x2-x-3,若x0是f(x)的不動點(diǎn),則x02-x0-3=x0,解得x0=-1或x0=3,所以-1和3是f(x)=x2-x-3的兩個(gè)不動點(diǎn);
(2)因?yàn)閒(x)有兩個(gè)相異的不動點(diǎn),所以方程f(x)=x有兩個(gè)不同的解,所以
f(x)=ax2+(b+1)x+(b-1)=x,即ax2+bx+(b-1)=0有兩個(gè)不等的實(shí)根,所以
Δ=b2-4a(b-1)>0成立,即對任意b∈R,b2-4ab+4a>0恒成立,所以(-4a)2-4?4a
所以0
只要認(rèn)清了不動點(diǎn)的定義,這道題很容易用初等數(shù)學(xué)知識解答.
三、凹凸函數(shù)
近年高考出現(xiàn)了一類函數(shù)――凹凸函數(shù),為更好的體現(xiàn)直觀性,給出定義:函數(shù)f(x)在區(qū)間D=[a,b]內(nèi),若x1,x2∈D時(shí)有:
fx1+x22
fx1+x22>f(x1)+f(x2)2(x1≠x2),則稱f(x)在D內(nèi)為凸函數(shù).
從定義可以看出“凹函數(shù)”圖像是向下凹的,“凸函數(shù)”圖像則是上凸的.
例在y=2x,y=log2x,y=x2,y=cos2x這四個(gè)函數(shù)中,當(dāng)0
A.0B.1C.2D.3
篇9
關(guān)鍵詞:"高觀點(diǎn)";中考試題; 命制方法
1 "高觀點(diǎn)"思想之由來
"高觀點(diǎn)"思想是德國杰出的數(shù)學(xué)家菲利克斯?克萊因于20世紀(jì)初在《高觀點(diǎn)下的初等數(shù)學(xué)》這本書中提出來的.克萊因認(rèn)為,基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的教師應(yīng)該站在更高的視角(高等數(shù)學(xué))來審視、理解初等數(shù)學(xué)問題,只有觀點(diǎn)高了,事物才能顯得明了而簡單;一個(gè)稱職的教師應(yīng)當(dāng)掌握或了解數(shù)學(xué)的各種概念、方法及其發(fā)展與完善的過程以及數(shù)學(xué)教育演化的經(jīng)過[1]。
克萊因的"高觀點(diǎn)"思想主要是指用高等數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)來剖析、俯視初等數(shù)學(xué)問題.初中數(shù)學(xué)是高中數(shù)學(xué)和大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),高中數(shù)學(xué)和大學(xué)數(shù)學(xué)是初中數(shù)學(xué)的發(fā)展和延伸,它們是一脈相承的.因此,我們可以用高等數(shù)學(xué)(包括高中數(shù)學(xué),以下簡稱高數(shù))的觀點(diǎn)(知識、思想、方法等)來剖析、透視初中數(shù)學(xué)試題。
本文以浙江省臺州市中考數(shù)學(xué)試題為例,運(yùn)用"高觀點(diǎn)"思想,剖析試題的解法,分析試題的特點(diǎn)和命制方法。
2 "高觀點(diǎn)"思想下中考數(shù)學(xué)試題之賞識
在近幾年的浙江省臺州市中考數(shù)學(xué)一些試題中,有著或明或暗的高數(shù)背景,都可以從高數(shù)的視角來剖析,舉例如下:
[淺析]本題摒棄了通常的找規(guī)律型試題和給出新定義讓學(xué)生理解的命題方式,獨(dú)辟蹊徑,把主動權(quán)交給學(xué)生,請學(xué)生給出合理的對象定義[2],這與直接給出新定義的途徑正好相反。該題既考查了學(xué)生的數(shù)學(xué)歸納、數(shù)學(xué)概括能力,又檢測了學(xué)生的"自我在線監(jiān)控與調(diào)節(jié)"的意識[2]。事實(shí)上,本題的三個(gè)式子中都有ab =ba 這個(gè)重要特征,即對稱性,它的背景就是高等代數(shù)中的對稱多項(xiàng)式。我們知道,在高等數(shù)學(xué)里,如果對于任意的i,j (其中1 i
[淺析]函數(shù)最明顯的特征是模型屬性而非圖形屬性,畫函數(shù)圖像是為研究函數(shù)的性質(zhì)服務(wù)的,而不是為了研究圖像而研究圖像[2]。本題中,學(xué)生通過分析函數(shù)圖像特征斷定用二次函數(shù)來擬合,利用幾個(gè)特殊點(diǎn)確定函數(shù)解析式,求出函數(shù)的最值.從高等數(shù)學(xué)的角度思考,滿足已知條件的函數(shù)也可以用拉格朗日插值函數(shù)來表示:
[淺析]求橢圓的面積需要用高等數(shù)學(xué)中積分的知識來解決,即使如題意中所描述的采用"化整為零,積零為整""化曲為直,以直代曲"的方法,由于初中學(xué)生不清楚橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,分割求面積和求極限都不會.在《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、嘗試、估算、歸納、類比、畫圖等活動發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律,猜測某些結(jié)論,發(fā)展合情推理能力.事實(shí)上,數(shù)學(xué)直覺和合情推理能力是數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分,但在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中普遍存在對這兩種能力重視和關(guān)注不夠[3],該題的出現(xiàn)旨在考查學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺和類比能力.盡管為了降低難度,命題者作了暗示性的鋪墊:希望通過正方形與矩形面積的關(guān)系啟發(fā)得出圓與橢圓的面積關(guān)系,但這種暗示作用甚。也許有人會這樣去猜測,把圓的面積公式πa2 看成πa?a ,再將其中的一個(gè)a換成b,但為什么可以這樣猜測呢?筆者以為,要解決這個(gè)問題,還得從高等數(shù)學(xué)的角度來詮釋,因?yàn)榘褕A壓縮成橢圓就是仿射變換的過程,在仿射變換下,任意兩個(gè)封閉曲線圍成的面積之比是仿射不變量,即
3 "高觀點(diǎn)"思想下初中數(shù)學(xué)試題特征之分析
3.1 "高觀點(diǎn)"思想下初中數(shù)學(xué)試題的特點(diǎn)。
仔細(xì)分析這些試題,我們不難發(fā)現(xiàn)它們有以下一些特征:
①背景深:
試題背景源于高數(shù),它從不同的角度、不同的思維抓住了初中與高數(shù)的銜接點(diǎn),立意新,背景深,這類試題或者以高數(shù)符號、概念直接出現(xiàn),或者以高數(shù)的概念、定理作為依托,融于初中數(shù)學(xué)知識之中,貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū).因此這類試題靠猜題押題是不行的,體現(xiàn)了試題的公正性、公平性,為命題者喜歡。
②落點(diǎn)低:
問題的設(shè)計(jì)雖然來源于高數(shù),但解決問題的思想、方法卻是初中所學(xué)的,決不會超綱,思維雖高落點(diǎn)卻低,它能有利于引導(dǎo)學(xué)生提高思維的邏輯性、敏捷性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
③要求高:
試題的設(shè)計(jì)旨在考查知識的基礎(chǔ)上,能寬角度、多觀點(diǎn)地考查學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),有層次深入地考查數(shù)學(xué)思維能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)的潛能,為學(xué)生的后續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。
3.2 "高觀點(diǎn)"思想下初中數(shù)學(xué)試題的命制方法。
相比而言,高數(shù)所涉及的知識點(diǎn)當(dāng)然要比初等數(shù)學(xué)所涉及的多(而且深)."升格"和"降格"是我們編制初等數(shù)學(xué)問題的有效策略。升格就是把問題從局部歸結(jié)為整體,從低維提高到高維,從具體提升到抽象的策略;降格是遵循人們認(rèn)識事物的規(guī)律,把復(fù)雜、多元、高維的問題情形,分解、降維為簡單、一元、低維的情形,如特殊化方法,可以將問題轉(zhuǎn)化為我們熟悉的情形。
"高觀點(diǎn)"思想下初中數(shù)學(xué)試題的命制并不是高數(shù)知識和方法的簡單下嫁,而是充分利用高數(shù)的背景,通過初等化的處理和巧妙設(shè)計(jì),使之貼近初中學(xué)生的思維認(rèn)知水平,達(dá)到一定的考查目的。
3.2.1 直接引用法。
直接引用法是指將高數(shù)中某些命題、概念、定理、公式等直接移用為初中數(shù)學(xué)試題的一種做法.事實(shí)上,高數(shù)中有許多抽象化的概念本身就是初中數(shù)學(xué)知識的拓展和延伸,在考查學(xué)生掌握相關(guān)知識水平的同時(shí),也考查了學(xué)生對高數(shù)知識的理解能力。
例4(2009年第10題) 若將代數(shù)式中的任意兩個(gè)字母交換,代數(shù)式不變,則稱這個(gè)代數(shù)式為完全對稱式,如 a+b+c就是完全對稱式。下列三個(gè)代數(shù)式:①(a-b)2 ;②ab+bc+ca ;③a2b+b2c+c2a。其中是完全對稱式的是( )
(A)①② (B)①③ (C)②③ (D)①②③
[淺析]該題中的完全對稱式就是直接引用于高等代數(shù)中的對稱多項(xiàng)式。
3.2.2 適當(dāng)改編法。
根據(jù)高數(shù)有關(guān)知識,結(jié)合相應(yīng)的考查要求,適當(dāng)?shù)貙栴}進(jìn)行改編,使之能符合初中學(xué)生的知識能力要求范圍內(nèi),可以有效地運(yùn)用初中所掌握的知識和方法予以解決。這類方法可以簡單分為三種:演變法、初化法和高化法。
①演變法 演變法是指將高數(shù)的定理公式等的條件和結(jié)論進(jìn)行演變,或以公式、定理為載體,可以通過對概念的延伸或弱化,或增加適當(dāng)?shù)乇尘埃D(zhuǎn)而考查學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
問題,通過適當(dāng)演化,用表格創(chuàng)設(shè)背景,所考查的知識內(nèi)容沒有改變。
②初化法 初化法是指將高數(shù)的問題、概念、原理等進(jìn)行特殊化、初等化、具體化、低維化的處理,使之成為具體的初等化內(nèi)容。
例6(2006年第17題) 日常生活中,"老人"是一個(gè)模糊概念.有人想用"老人系數(shù)"來表示一個(gè)人的老年化程度.他設(shè)想"老人系數(shù)"的計(jì)算方法如下表:
[淺析]此題是高等數(shù)學(xué)中的模糊數(shù)學(xué)和高中數(shù)學(xué)中的分段函數(shù)相結(jié)合后初等化處理的一種設(shè)問形式,主要考查學(xué)生的閱讀理解能力,引導(dǎo)初中數(shù)學(xué)教學(xué)更多地關(guān)注背景深刻、趣味無窮、應(yīng)用廣泛但又是學(xué)生能夠理解和接受的數(shù)學(xué)。
③高化法 高化法是指將初等數(shù)學(xué)的語言、符號、概念等升華為高數(shù)的語言、符號和概念,是學(xué)生所學(xué)知識的延伸,考查學(xué)生的探究能力和后續(xù)學(xué)習(xí)能力。
例7(2008年第10題) 把一個(gè)圖形先沿著一條直線進(jìn)行軸對稱變換,再沿著與這條直線平行的方向平移,我們把這樣的圖形變換叫做滑動對稱變換.在自然界和日常生活中,大量地存在這種圖形變換(如圖4)。結(jié)合軸對稱變換和平移變換的有關(guān)性質(zhì),你認(rèn)為在滑動對稱變換過程中,兩個(gè)對應(yīng)三角形(如圖5)的對應(yīng)點(diǎn)所具有的性質(zhì)是( )
(A)對應(yīng)點(diǎn)連線與對稱軸垂直
(B)對應(yīng)點(diǎn)連線被對稱軸平分
(C)對應(yīng)點(diǎn)連線被對稱軸垂直平分
(D)對應(yīng)點(diǎn)連線互相平行
[淺析]本題從植物葉子的構(gòu)造特征中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)平移與軸對稱的組合變換,是將單一的圖形變換升華為復(fù)合變換,旨在考查學(xué)生對新定義的理解.它也明白地告訴學(xué)生,自然界中的許多現(xiàn)象都可用數(shù)學(xué)的語言區(qū)描述,簡潔而準(zhǔn)確,數(shù)學(xué)是有趣的也是有用的.從高等數(shù)學(xué)看,幾何變換的發(fā)展正是從軸對稱出發(fā),通過數(shù)學(xué)概念的弱抽象(減弱數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的抽象)過程,探究各種不變量:軸對稱變換合同變換相似變換仿射變換射影變換拓?fù)渥儞Q,因此,軸對稱變換是幾何變換的基礎(chǔ),該題可以引導(dǎo)學(xué)生在變換過程中積極尋找不變量。
結(jié)語
"站得高才能看得遠(yuǎn)",從數(shù)學(xué)學(xué)科的整體性和數(shù)學(xué)教育的連續(xù)性的角度上說,用"高觀點(diǎn)"思想分析初中數(shù)學(xué)試題,可以較好地解決一些困惑問題,是一把利器.
當(dāng)然,盡管中考數(shù)學(xué)試題中有一些高數(shù)知識的背景,但是我們也不提倡教師在課堂教學(xué)中把高數(shù)內(nèi)容下放給學(xué)生,否則勢必會加重學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),再說你想教也是教不完的!在學(xué)生充分掌握初中數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)上,我們可以借助實(shí)例和直觀,滲透一些為學(xué)生所能接受的高數(shù)的初步知識(最近發(fā)展區(qū)),突出思想和方法,重視思維訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)理解和應(yīng)用,不追求嚴(yán)格的證明和邏輯推理,積極發(fā)展學(xué)生的合情推理能力,從而最終提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
參考文獻(xiàn)
[1] 菲利克斯?克萊因著,舒湘芹 陳義章 楊欽等譯.高觀點(diǎn)下的初等數(shù)學(xué)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)教育出版社,2011.
篇10
關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)競賽;結(jié)合;輔導(dǎo)
一、國際數(shù)學(xué)奧林匹克的起源
國際中學(xué)生數(shù)學(xué)競賽也被稱為國際數(shù)學(xué)奧林匹克(International Mathematical Olympiad)簡稱IMO。數(shù)學(xué)競賽在國際數(shù)學(xué)教育活動中的發(fā)展歷史是十分悠久的。20世紀(jì)以來,隨著舉辦中學(xué)生數(shù)學(xué)競賽的在全世界的興起,為國際上的數(shù)學(xué)奧林匹克競賽的誕生奠定了一定的客觀基礎(chǔ)。一年一度的IMO在每年的7月進(jìn)行,由各個(gè)參賽國家或地區(qū)輪流主辦。IMO已經(jīng)成為世界所公認(rèn)的最高水平的數(shù)學(xué)競賽,在世界各國的數(shù)學(xué)教學(xué)中都得到了提倡和發(fā)展。經(jīng)過多年學(xué)者們的研究,數(shù)學(xué)競賽的質(zhì)量也得到了逐步提高,要求考試題目的形式具有深刻的數(shù)學(xué)背景,并以最通俗有趣的語言將其表現(xiàn)出來。
二、數(shù)學(xué)奧林匹克競賽在初等數(shù)學(xué)教育中的地位
奧林匹克數(shù)學(xué)完美地結(jié)合了初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué),主要任務(wù)是分別用初等數(shù)學(xué)的語言和方法來描述和解決高等數(shù)學(xué)的有關(guān)問題。隨著數(shù)學(xué)奧林匹克競賽與數(shù)學(xué)教育相互之間的不斷深化和發(fā)展,數(shù)學(xué)教育工作者要客觀恰當(dāng)?shù)卦u估數(shù)學(xué)奧林匹克在數(shù)學(xué)教育中所處的重要地位及產(chǎn)生的影響。概括地講,奧林匹克數(shù)學(xué)活動的教育功能主要體現(xiàn)在以下四個(gè)層面:①有利于優(yōu)質(zhì)人才的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng);②能激發(fā)青少年對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,具有開發(fā)智力和潛在創(chuàng)造力的深遠(yuǎn)意義;③在很大程度上促進(jìn)并推動了數(shù)學(xué)教育課程的改革和發(fā)展;④豐富了初等數(shù)學(xué)教育研究的內(nèi)容和數(shù)學(xué)解題的思想理論。
三、數(shù)學(xué)競賽與初等數(shù)學(xué)教育的有機(jī)結(jié)合
1.數(shù)學(xué)競賽中體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想
我們在對任何一道奧林匹克數(shù)學(xué)競賽題的研究過程中,會發(fā)現(xiàn)其思考方法與解題形式都蘊(yùn)含了大量的數(shù)學(xué)思想方法。這就要求學(xué)生們在讀題的基礎(chǔ)之上能充分地理解出題者的意圖及考察方向。因此,我們只有不斷地去發(fā)現(xiàn)、思考、創(chuàng)造、領(lǐng)悟,得到的數(shù)學(xué)思想才能愈深愈奇。經(jīng)過這樣長期系統(tǒng)的訓(xùn)練,一點(diǎn)一滴地積累、領(lǐng)悟,才能具備超強(qiáng)的研究能力。
2.將數(shù)學(xué)競賽結(jié)合到初等數(shù)學(xué)教育的實(shí)踐中
首先,數(shù)學(xué)教師在具體的教學(xué)實(shí)踐活動中不能只教給學(xué)生“這樣解”的方法,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生去思考“怎樣解”的思想,以及如何發(fā)散思維方式。目前,國家已研制出面向21世紀(jì)中學(xué)數(shù)學(xué)的課程新標(biāo)準(zhǔn),作為國家教改后第一線主力軍的中學(xué)數(shù)學(xué)教師而言,要善于發(fā)現(xiàn)每一位學(xué)生的優(yōu)勢,并制定出適合每一個(gè)人才的培養(yǎng)方案。將新的理念和教學(xué)模式用心地應(yīng)用到每一堂數(shù)學(xué)課中。事實(shí)上,現(xiàn)階段對數(shù)學(xué)教師的要求是在兼具教學(xué)與科研相結(jié)合的基礎(chǔ)上,盡力發(fā)展每一位學(xué)生的個(gè)性與特長,這就是對我國教育事業(yè)的貢獻(xiàn)。其次,將數(shù)學(xué)奧林匹克視作一種數(shù)學(xué)教育實(shí)驗(yàn)。那么在實(shí)際課堂教學(xué)中,教師應(yīng)啟迪學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神。并引導(dǎo)學(xué)生逐步深入到更高層次的知識中去,將被動接受化為主動探索達(dá)到教與學(xué)的高度統(tǒng)一。教師在教學(xué)過程中,應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極提出問題,并組織學(xué)生選好一個(gè)角度進(jìn)行分組討論。讓學(xué)生發(fā)表意見,在強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和歸納結(jié)論時(shí),盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性,而教師只需監(jiān)督檢查和點(diǎn)撥。另一方面,教師要注意邊講邊問,將啟發(fā)誘導(dǎo)貫穿始終,盡可能聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際,從最熟悉的地方引入激發(fā)解決問題的興趣,從而使學(xué)生在不斷地思考問題中,把全部精力都用到聽課上來。最后,教師必須協(xié)調(diào)好數(shù)學(xué)競賽輔導(dǎo)與正常課堂教學(xué)的關(guān)系。由于許多數(shù)學(xué)奧林匹克問題富有新穎性,如若強(qiáng)度過大地開展這一活動,也會產(chǎn)生消極的影響沖擊正常的數(shù)學(xué)教學(xué)活動。這就在更高層面上要求教師具備將數(shù)學(xué)奧林匹克的普及教學(xué)與日常數(shù)學(xué)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來的能力。下面舉一個(gè)具體案例:排列組合問題中應(yīng)用的抽屜原理就是數(shù)形結(jié)合教學(xué)法的一個(gè)體現(xiàn)。抽屜原理是證明命題存在性的有力工具。對所要討論的問題,需分清哪個(gè)是蘋果(元素)哪個(gè)是抽屜(集合),及量各是多少。具體應(yīng)用時(shí),依據(jù)復(fù)雜程度可分為以下六個(gè)層次:①若題目已知蘋果和抽屜,只需進(jìn)行觀察區(qū)分;②注意原理的逆向應(yīng)用,反求蘋果數(shù)和抽屜數(shù);③若題目已知蘋果與抽屜二者之一,只需構(gòu)造另一個(gè);④若題目中蘋果與抽屜均是未知時(shí),需構(gòu)造二者;⑤注意抽屜原理的多次應(yīng)用;⑥綜合應(yīng)用抽屜原理時(shí),需注意與某些數(shù)學(xué)思想方法的結(jié)合。因此,關(guān)鍵是教會學(xué)生利用題目中的已知條件構(gòu)造出需要的“抽屜”和“蘋果”的思維方式。構(gòu)造法主要有以下五種方式:①利用同余項(xiàng)②利用不大于n的正整數(shù)③分割區(qū)間④分割圖形⑤利用染色。在我們利用抽屜原理解決問題時(shí),可選的方法途徑多種多樣并不只限于以上五種,因此,教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生靈活地應(yīng)用此原理,根據(jù)題目的條件與要求,有的放矢地進(jìn)行構(gòu)造“蘋果”與“抽屜”。
綜上所述,數(shù)學(xué)奧林匹克在一定意義上是一種數(shù)學(xué)教育實(shí)驗(yàn),指引并推動了中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)改革。在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的今天,舉辦數(shù)學(xué)奧林匹克競賽是為了更充分的發(fā)揮其重要的教育功能,從而使我國的數(shù)學(xué)教育體系更加完善,得以健全發(fā)展。
參考文獻(xiàn):