浅谈在高等数学教学中如何加强基本概念的教学

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  摘要:独立学院是高等教育的新生力量,针对其“培养应用型人才”的总体目标和培养体系,对高等数学课程教学提出新的挑战和要求。本文以其中积分的概念为例,谈谈如何加强高等数学教学中“三基”的训练。
  关键词:独立学院 基本概念 积分
  
  作为高等教育中的一支新生力量,近年来,独立学院的发展已经具有了一定的规模。其以“培养应用型人才”为总体目标,着力构建“按社会需求设专业、按学科打基础、按就业设模块,使学生横向可转移、纵向可提升”的本科培养体系,强化学生的应用能力、创新意识和创新能力,努力为社会奉献具有社会责任感和较强的社会政治经济建设能力,具有国际视野和参与国际竞争能力的高素质应用型、复合型、创新型人才。在这种形势下,如何在高等数学教学过程中体现这一培养目标,是摆在我们面前的一个新课题。作为高等院校工科一门各专业的重要的基础课,是学生后续学习其它课程的必要工具,并对学生逐渐形成科学思维方式,发展智力,激发学生的探索与创新精神起到促进的作用。“三基”(基本概念、基本理论、基本运算技能和方法)是构成高等数学基础的主要部分,在实际教学过程中,加强对学生“三基”的训练尤为重要。根据近几年在独立学院从事高等数学教学中的一些体会,就在教学中如何加强基本概念的教学环节谈谈自己的认识。
  学好高等数学一个很重要的环节就是深刻理解基本概念,加强基本概念教学是高等数学教学中的一个永恒主题,它也是加强“三基”的基础。学习高等数学的学生都是刚刚踏入大学校门的一年级新生,他们还没有完全适应大学的学习生活,抽象思维的能力还比较薄弱,在学习过程中,对一些概念的理解往往还停留在表面上,课后复习时,也往往忽视对基本概念的进一步理解,而是忙于完成作业,遇到不会解的题目也只是参照教材类似的题目“照猫画虎”的完成。在教学过程中,我们经常听到一些学生反映,高等数学不少内容难学,题目难解。从表面上看,这些问题的产生似乎仅仅是由于各种题目类型练习偏少的原因,因此很容易在高等数学教学中形成一个“讲例题、做习题”的模式。但深究起来,在很多情况下学生解题感到困难有一个很重要的原因,恰恰是由于对相关的基本概念理解不深透所造成的,因此,我们在教学中必须强化基本概念这个教学环节,在教学过程中注重对基本概念的讲解,使学生能够更加深刻的理解基本概念。
  在讲解高等数学的基本概念时,应注重在概念的引入、叙述以及对内涵和外延的说明等几个方面下功夫,力求概念的引入自然生动、概念的叙述准确清晰、概念的内涵与外延讲解透彻、概念的应用合理。首先,概念的引入应该是自然的,许多数学概念由于它的抽象性,常常会使学生感到不可捉摸,因此在教学过程中,一般不易直接给出概念,最好是把这个概念的提出、形成、探索过程呈现出来,这样,概念的出现才不至于使学生感到突然、莫名其妙,而是感到非常自然。同时,也能使学生对概念做更深层次的理解,养成科学的思维习惯,从而提高学生发现问题和解决问题的能力。其次,在引入概念的时候,应尽可能的从该概念的几何背景、物理背景或其它实际背景入手,直观的描述所要讲述的概念。使人有一种“看得到、摸得着”的感觉,富于启发,更关键的,要使概念的各种性质在实例中得到较好的体现。另外,对于一些相近、相似或相关的概念,可以采取归纳和比较的方法,注意讲清它们之间的内在联系和相互之间的区别;经常梳理知识系统,而不是孤立地理解某一个概念,达到系统地掌握数学基础知识的目的。
  下面,以各种积分的概念为例,说明我们在教学过程中对概念的讲授。积分的概念是积分学中的一个极其重要的概念,它是从很多实际问题中抽象出来的。掌握好各种积分的概念对提高学生解决实际问题的能力大有益处,因此,应该下大力气讲清、讲透积分的概念。
  首先,在讲授定积分的概念时,除了以曲边梯形面积、变速直线运动路程等例子入手外,还另外选择几个几何上和物理上的有关实例,在讲解这些例子时,紧紧围绕“分割——近似——求和——取极限”的步骤,强化对定积分基本思想的理解,只有学生将定积分的概念及其基本思想理解透彻了,才能更好的掌握和理解定积分的计算方法及其相关应用。在进入多元函数的积分时,遇到了重积分、曲线积分和曲面积分,我们采取归纳、类比的方法来讲解这几个概念,着重讲清这几类积分与定积分之间的联系,将它们视为定积分的推广,采取由简到繁,从低维到高维的思路,以定积分的概念作为桥梁,很自然的过渡到其它形式的积分,例如,从曲边梯形面积向曲顶柱体体积的过渡,从曲边梯形面积向柱面上曲边梯形面积的过渡等都是很顺畅的。无论是哪一种积分,都离不开“分割——近似——求和——取极限”的基本步骤和定积分的基本思想。学生对这一点有了明确的认识后,再来理解相对复杂的重积分、曲线积分、曲面积分就会感到很轻松。
  当然,搞好基本概念的教学并非易事,要大量收集参考资料,认真进行研究探讨,长期实践。一方面要真正弄清楚概念的内涵、外延和背景,了解它的“来龙去脉”,另一方面,要真正对学生的情况作全面的了解,清除它们学习该概念会遇到的困难以及学生们的兴趣所在。总之,要想提高教学质量,教师用心讲好概念是非常重要的,它既是落实“三基”的前提,又是提高学生学习高等数学的兴趣、学好高等数学课程、活跃课堂气氛的一个很重要的基本环节,也对教师提出更高的要求。当然,讲好概念仅仅是学习高等数学的一个基本环节,在学生形成概念之后,教师还应为学生创造条件,使学生准确地运用所掌握的概念,从而提高学生运用所学数学知识解决实际问题的能力。
  
  参考文献:
  [1]畑村洋太郎著.刘玮译.图解数学学习方法让抽象的数学直观起来[M].海口:南海出版公司,2008:82-97.
  作者单位:西安交通大学城市学院
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