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数学分析中极限概念的教学策略分析

时间:2022-03-04 10:10:14 浏览次数:

在高等院校中,数学分析是数学专业的主要教学课程,极限概念是数学的基本理论,极限概念的教学会直接影响学生对这一门课的理解,教师在教学过程中可以转换观念对学生进行引导式的教学。本文通过阐述数学分析中極限概念的相关概念,探索教师开展极限概念教学的策略,让学生学习极限时能更确切的理解,以期为数学努力奋斗的学者们提供参考。

引言:数学分析是一门具有数学基础的现代科学技术应用的学科,是高等院校数学专业一门基础的课程。在数学分析中极限概念是最重要的一个概念,例如:曲线积分、重积分、导数、连续、定积分等的基础概念都是建立在极限概念中的。数学的基础理论是极限概念理论,教师在展开极限概念教学时,应引导学生在数学学习时,充分注重思维和理解的学习,从而锻炼自己的思维能力,不断提高学习效果。

1 数学分析中极限概念的基本阐述

初等的数学教学是对数量关系、事物运动、事物相对的状态、变化过程中数量关系的研究。数学从初等数学不断地研究,不断地变化和改革慢慢演变成了极限概念,根据研究对象的变化,引起了各种方式的改革。极限就是为了适应物体运动而研究的,一种新的和数量有关的数学方法。

从产生极限的背景历史来看,极限概念产生自微积分学的长、体积、瞬时速度、求面积、曲线在一点的切线等问题。然而人们在很早的时候就已经有了极限思想。极限思想起源于古希腊,数学家欧多克索斯将其命名为极限。欧多克索斯认为量是无限可能的,并对此立下原理:“如果从任意量中减去不小于它的一半的部分,从余量中再减去不小于它的一半的另一部分,如此下去,则最后剩下一个小于任何给定的同类量的量”。古希腊阿基米德在《论球和柱体》一本书中第一次说到球冠和球的表面积,球的表面积是圆柱体总面积的二分之一,圆柱体的面积也等于球的面积的三分之二,这个推理过程中含有微积分思想。

2 教师开展极限概念教学的策略

对于刚接触到极限数学的学生来说,掌握极限概念是具有一定的积极作用的。极限数学包含丰富的辩证关系。从“无限”到“有限”这不单单是一个转折,它是一个质的飞跃。学生通过对极限概念的学习,不仅可以扩宽对数学的认知面,还可以丰富自己的思维逻辑,提高自身思维能力。另外,学生还能够在极限数学中感受到物体的变化现象,病可深刻的感知运动。另一方面,极限数学的学习还会给学生的学习过程中带来消极作用,因为与小学中学的数学相比较,极限数学的本质发生了变化,使得学生出现学习方法不对,思维方式不适应等现象。结合以上学生的心理状况,教师可以进行以下教学。

2.1帮助学生转变观念

在进行数学极限教学中,教师可以运用运动、认识、实践来转变观念,让学生进一步的对极限数学产生学习的兴趣,如教师将“直观与抽象”进行结合让学生对极限教学产生兴趣,加深对相应观念的认识,从辩证法的角度来了解数学,让学生对其产生兴趣,从本质上来彻底理解相关概念。

2.2帮助学生构建新的思维方式

教师可以充分根据学生的思维方式进行讲解,帮助学生打破往常传统的思维模式,建立起新的思维方式。下文结合数列极限概念来对这一教学策略展开分析:

在教学中,首先教师应引导学生采取直观描述的方式,寻找矛盾,让学生理解有限和无限之间存在的差异,以此来帮助学生对相关概念自然而然的接受,同时也可帮助学生打破感性思维的局限,帮助其完成思维习惯的迁移,使之逐渐形成形式化思维的方式。如在教学中,我曾经举过“龟兔赛跑”的例子:在龟兔赛跑过程中,乌龟在兔子前方a1米,而在兔子追赶了a1米的时间内,乌龟的移动距离为a2米……这样逐渐累积,虽然兔子移动的速度比乌龟移动的速度更快,然而兔子永远追不上乌龟。有些同学可能根据实践经验,认为这一结论并不正确,但也有一些同学从直观来看,认为这一结论好像有点道理。在这时,我引入了无限、有限的相关概念,引导学生不要用感性直观思维来思考,帮助学生加深了对极限概念的认识。

2.3培养学生的数学思想

数学思想属于高等数学教学中的重要内容,对于学生学习数学、认知数学有重要指导作用。教师在极限概念教学中,应注意培养学生的数学思想,并引导学生应用数学思想来解决实际生活中的问题。如在引导学生解决极限概念相关题目时,为将未知极限转化或简化为已知极限,可结合原有极限式特征,讲适当的新变量引入其中,对原有变量替换,从而使得原有极限过程变成一种新的极限过程,这就完成了极限计算中的变量替换。这种思维方式,体现了数学思想对于数学教学的重要作用,因此教师应注意培养学生的数学思想。

3 结束语

教学是没有确定的方式和和固定的方法的,同样也是没有止境的。同时数学也不是一堆枯燥的数字,而是有灵魂的。笔者根据自身学习与教学经验,通过反复的实践,发现在培养学生的全方面素质的同时,可以渗入对数学概念、数学思想的培养,重视对学生进行创新型思维模式的培养,这样一定可以使学生对数学极限感念产生兴趣。总的来说,在数学分析教学中,我们还是应该借助极限概念教学的不断改革,培养创新型人才,为祖国的数学长期发展打好坚实的基础。

(作者单位:河南工程学院)

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