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信息技術(shù)對(duì)微積分概念教學(xué)的影響

2014-08-15 09:46張曉寒
網(wǎng)絡(luò)空間安全 2014年6期
關(guān)鍵詞:微積分概念教學(xué)信息技術(shù)

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)出新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化,將微積分概念與圖形緊密結(jié)合,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);微積分;概念教學(xué)

1引言

信息化已成為世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì),以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不僅極大地改變著人們的生產(chǎn)方式和生活方式,也極大地改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式,并促進(jìn)學(xué)校教育越來(lái)越向網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和個(gè)性化的方向發(fā)展,以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)融入到課程是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。信息技術(shù)的發(fā)展為微積分教學(xué)改革創(chuàng)造了新的條件,借助信息技術(shù)我們可以用數(shù)值和圖形的方法來(lái)處理問(wèn)題,為代數(shù)和分析方法提供直觀顯示,形象地模擬問(wèn)題背景。信息技術(shù)能使我們對(duì)每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言等方面描述,探索它們之間的聯(lián)系,這種聯(lián)系使我們對(duì)微積分的理解變得更加豐富。

2信息技術(shù)與微積分教學(xué)相結(jié)合的必要性

微積分的理論體系、基本內(nèi)容和基本方法經(jīng)幾百年的發(fā)展和檢驗(yàn),已經(jīng)證明是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域不可或缺的有力工具,是各類技術(shù)人才創(chuàng)新能力中不可或缺的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?,F(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視,都對(duì)微積分教學(xué)內(nèi)容的選擇、重點(diǎn)、教法,提出了新要求,需要進(jìn)行重新審視;而由于大學(xué)擴(kuò)招的影響,學(xué)習(xí)微積分的人數(shù)急劇增加,許多學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱,知識(shí)斷層多,傳統(tǒng)的教學(xué)難以繼續(xù),教學(xué)效果堪憂。許多學(xué)生既沒(méi)有掌握概念和理論,又不會(huì)應(yīng)用,只剩下對(duì)付考試的一點(diǎn)依樣畫葫蘆的計(jì)算技巧,考后很快遺忘。因此微積分教學(xué)應(yīng)側(cè)重對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力和素養(yǎng),把學(xué)生從繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和不具一般性的數(shù)學(xué)技巧中解脫出來(lái)。這就需要圍繞微積分基本概念的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,梳理傳統(tǒng)教學(xué)素材,利用信息技術(shù),從偏重?cái)?shù)學(xué)的抽象、形式化和純數(shù)學(xué)技巧向注重應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力方向轉(zhuǎn)變,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),便于學(xué)生理解,提高學(xué)生利用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3信息化條件下的微積分概念教學(xué)改革

數(shù)學(xué)概念是構(gòu)筑數(shù)學(xué)理論的基石,是數(shù)學(xué)思想方法的載體。微積分是由概念、性質(zhì)、范例組成的數(shù)學(xué)系統(tǒng),概念是源頭,其它都是由它衍生出來(lái)的,因而微積分概念教學(xué)在整個(gè)微積分教學(xué)體系中顯得極其重要。微積分中的概念與初等數(shù)學(xué)概念相比更加抽象,往往都以運(yùn)動(dòng)的面貌出現(xiàn),是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)物,因而微積分概念的學(xué)習(xí)者往往需要做出思維模式上的調(diào)整。微積分中的基本概念如極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等是微積分的基石,概念教學(xué)是微積分的基礎(chǔ)和重頭戲。一般常識(shí)性概念的形成都需要一定的經(jīng)驗(yàn),從對(duì)具有某種共同性質(zhì)的實(shí)例中概括、抽象,然后再分類過(guò)程中獲得。微積分概念更加抽象,在概念學(xué)習(xí)中,應(yīng)以實(shí)例為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?shí)例進(jìn)行組織整理、分析歸納、分類抽象來(lái)教學(xué)。實(shí)際上,這些引例在概念學(xué)習(xí)之前不僅介紹了基本概念產(chǎn)生的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,也有利于教師后面對(duì)所學(xué)概念給出幾何意義、物理解釋以及其他聯(lián)系實(shí)際的解釋,還讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)概念不是憑空設(shè)想出來(lái)的,而是來(lái)源于實(shí)際,根據(jù)實(shí)際需要建立的。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)了新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了計(jì)算繪圖模擬功能,計(jì)算機(jī)模擬加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化。由于信息技術(shù)發(fā)展提供的可能性,每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言四個(gè)方面描述,將數(shù)學(xué)概念與圖形緊密結(jié)合,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

4教學(xué)實(shí)例

以微分概念為例,微分是反映當(dāng)自變量有微小變化時(shí),函數(shù)的變化幅度大小,即函數(shù)相對(duì)于自變量改變量很小時(shí),其改變量的近似值。傳統(tǒng)的教材大部分采用下面的定義方法:

定義一如果函數(shù)y=f(x)在x0處可導(dǎo),則f'(x0)·△x叫做函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的微分,記作dy,即dy=f'(x0)·△x。

定義二 如果函數(shù)y=f(x)在x0處的增量△y可以表達(dá)為

△y=A△x+α,(△y=f(x0+△x)-f(x0 ))

其中A與△x無(wú)關(guān),而α是△x的高階無(wú)窮小量,則稱A△x為函數(shù)f(x)在x0處的微分。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,我們可以從幾方面作全面深入地闡述。

第一方面,圖形顯示:在局部范圍,可微曲線y=x2的性態(tài)就像一條直線。

但是,y=|x|的圖形在x=0附近,無(wú)論取多小的范圍,都不像一條直線,因?yàn)閥=|x|在x=0處不可微。

第二方面,分析表示

一般地,在f(x)可微的點(diǎn)x=a處,曲線y=f(x)的切線方程是

y=f(a)+f'(a)(x-a)

這里的切線方程,即線性函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a),這就給出了f(x)的很好的近似。

第三方面:用語(yǔ)言定義線性化

如果f(x)在x=a處可微,那么近似函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a)稱為f(x)在x=a處的線性化。

第四方面,數(shù)值驗(yàn)證

表1說(shuō)明了在x=0處,近似式≈1+的精度。容易看出,當(dāng)x的值離開(kāi)0較遠(yuǎn)時(shí),誤差就加大了。

5結(jié)束語(yǔ)

在微積分概念教學(xué)中,信息技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)工具和認(rèn)知工具,為學(xué)生提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的多種展現(xiàn)形式,創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性, 使學(xué)生對(duì)微積分基本概念的理解更加深入透徹.

參考文獻(xiàn)

[1] 黃寬娜,劉徽,李木華.基于信息技術(shù)的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,2:210-215.

[2] 唐榮榮.多媒體技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中適用性的分析[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2013,7:65-67.

[3] 盛祥耀.高等數(shù)學(xué)(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2004:66-67.

[4] 葉其孝,王耀東,唐兢譯.托馬斯微積分(第10版)[M].北京:高等教育出版社,2012:308-310.

基金項(xiàng)目:

2012河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):2012GJJG267。

作者簡(jiǎn)介:

張曉寒(1972-),女,河北武邑人,碩士,衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。endprint

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)出新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化,將微積分概念與圖形緊密結(jié)合,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);微積分;概念教學(xué)

1引言

信息化已成為世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì),以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不僅極大地改變著人們的生產(chǎn)方式和生活方式,也極大地改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式,并促進(jìn)學(xué)校教育越來(lái)越向網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和個(gè)性化的方向發(fā)展,以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)融入到課程是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。信息技術(shù)的發(fā)展為微積分教學(xué)改革創(chuàng)造了新的條件,借助信息技術(shù)我們可以用數(shù)值和圖形的方法來(lái)處理問(wèn)題,為代數(shù)和分析方法提供直觀顯示,形象地模擬問(wèn)題背景。信息技術(shù)能使我們對(duì)每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言等方面描述,探索它們之間的聯(lián)系,這種聯(lián)系使我們對(duì)微積分的理解變得更加豐富。

2信息技術(shù)與微積分教學(xué)相結(jié)合的必要性

微積分的理論體系、基本內(nèi)容和基本方法經(jīng)幾百年的發(fā)展和檢驗(yàn),已經(jīng)證明是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域不可或缺的有力工具,是各類技術(shù)人才創(chuàng)新能力中不可或缺的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?,F(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視,都對(duì)微積分教學(xué)內(nèi)容的選擇、重點(diǎn)、教法,提出了新要求,需要進(jìn)行重新審視;而由于大學(xué)擴(kuò)招的影響,學(xué)習(xí)微積分的人數(shù)急劇增加,許多學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱,知識(shí)斷層多,傳統(tǒng)的教學(xué)難以繼續(xù),教學(xué)效果堪憂。許多學(xué)生既沒(méi)有掌握概念和理論,又不會(huì)應(yīng)用,只剩下對(duì)付考試的一點(diǎn)依樣畫葫蘆的計(jì)算技巧,考后很快遺忘。因此微積分教學(xué)應(yīng)側(cè)重對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力和素養(yǎng),把學(xué)生從繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和不具一般性的數(shù)學(xué)技巧中解脫出來(lái)。這就需要圍繞微積分基本概念的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,梳理傳統(tǒng)教學(xué)素材,利用信息技術(shù),從偏重?cái)?shù)學(xué)的抽象、形式化和純數(shù)學(xué)技巧向注重應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力方向轉(zhuǎn)變,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),便于學(xué)生理解,提高學(xué)生利用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3信息化條件下的微積分概念教學(xué)改革

數(shù)學(xué)概念是構(gòu)筑數(shù)學(xué)理論的基石,是數(shù)學(xué)思想方法的載體。微積分是由概念、性質(zhì)、范例組成的數(shù)學(xué)系統(tǒng),概念是源頭,其它都是由它衍生出來(lái)的,因而微積分概念教學(xué)在整個(gè)微積分教學(xué)體系中顯得極其重要。微積分中的概念與初等數(shù)學(xué)概念相比更加抽象,往往都以運(yùn)動(dòng)的面貌出現(xiàn),是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)物,因而微積分概念的學(xué)習(xí)者往往需要做出思維模式上的調(diào)整。微積分中的基本概念如極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等是微積分的基石,概念教學(xué)是微積分的基礎(chǔ)和重頭戲。一般常識(shí)性概念的形成都需要一定的經(jīng)驗(yàn),從對(duì)具有某種共同性質(zhì)的實(shí)例中概括、抽象,然后再分類過(guò)程中獲得。微積分概念更加抽象,在概念學(xué)習(xí)中,應(yīng)以實(shí)例為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?shí)例進(jìn)行組織整理、分析歸納、分類抽象來(lái)教學(xué)。實(shí)際上,這些引例在概念學(xué)習(xí)之前不僅介紹了基本概念產(chǎn)生的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,也有利于教師后面對(duì)所學(xué)概念給出幾何意義、物理解釋以及其他聯(lián)系實(shí)際的解釋,還讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)概念不是憑空設(shè)想出來(lái)的,而是來(lái)源于實(shí)際,根據(jù)實(shí)際需要建立的。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)了新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了計(jì)算繪圖模擬功能,計(jì)算機(jī)模擬加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化。由于信息技術(shù)發(fā)展提供的可能性,每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言四個(gè)方面描述,將數(shù)學(xué)概念與圖形緊密結(jié)合,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

4教學(xué)實(shí)例

以微分概念為例,微分是反映當(dāng)自變量有微小變化時(shí),函數(shù)的變化幅度大小,即函數(shù)相對(duì)于自變量改變量很小時(shí),其改變量的近似值。傳統(tǒng)的教材大部分采用下面的定義方法:

定義一如果函數(shù)y=f(x)在x0處可導(dǎo),則f'(x0)·△x叫做函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的微分,記作dy,即dy=f'(x0)·△x。

定義二 如果函數(shù)y=f(x)在x0處的增量△y可以表達(dá)為

△y=A△x+α,(△y=f(x0+△x)-f(x0 ))

其中A與△x無(wú)關(guān),而α是△x的高階無(wú)窮小量,則稱A△x為函數(shù)f(x)在x0處的微分。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,我們可以從幾方面作全面深入地闡述。

第一方面,圖形顯示:在局部范圍,可微曲線y=x2的性態(tài)就像一條直線。

但是,y=|x|的圖形在x=0附近,無(wú)論取多小的范圍,都不像一條直線,因?yàn)閥=|x|在x=0處不可微。

第二方面,分析表示

一般地,在f(x)可微的點(diǎn)x=a處,曲線y=f(x)的切線方程是

y=f(a)+f'(a)(x-a)

這里的切線方程,即線性函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a),這就給出了f(x)的很好的近似。

第三方面:用語(yǔ)言定義線性化

如果f(x)在x=a處可微,那么近似函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a)稱為f(x)在x=a處的線性化。

第四方面,數(shù)值驗(yàn)證

表1說(shuō)明了在x=0處,近似式≈1+的精度。容易看出,當(dāng)x的值離開(kāi)0較遠(yuǎn)時(shí),誤差就加大了。

5結(jié)束語(yǔ)

在微積分概念教學(xué)中,信息技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)工具和認(rèn)知工具,為學(xué)生提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的多種展現(xiàn)形式,創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性, 使學(xué)生對(duì)微積分基本概念的理解更加深入透徹.

參考文獻(xiàn)

[1] 黃寬娜,劉徽,李木華.基于信息技術(shù)的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,2:210-215.

[2] 唐榮榮.多媒體技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中適用性的分析[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2013,7:65-67.

[3] 盛祥耀.高等數(shù)學(xué)(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2004:66-67.

[4] 葉其孝,王耀東,唐兢譯.托馬斯微積分(第10版)[M].北京:高等教育出版社,2012:308-310.

基金項(xiàng)目:

2012河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):2012GJJG267。

作者簡(jiǎn)介:

張曉寒(1972-),女,河北武邑人,碩士,衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。endprint

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)出新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化,將微積分概念與圖形緊密結(jié)合,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);微積分;概念教學(xué)

1引言

信息化已成為世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì),以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不僅極大地改變著人們的生產(chǎn)方式和生活方式,也極大地改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式,并促進(jìn)學(xué)校教育越來(lái)越向網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和個(gè)性化的方向發(fā)展,以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)融入到課程是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。信息技術(shù)的發(fā)展為微積分教學(xué)改革創(chuàng)造了新的條件,借助信息技術(shù)我們可以用數(shù)值和圖形的方法來(lái)處理問(wèn)題,為代數(shù)和分析方法提供直觀顯示,形象地模擬問(wèn)題背景。信息技術(shù)能使我們對(duì)每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言等方面描述,探索它們之間的聯(lián)系,這種聯(lián)系使我們對(duì)微積分的理解變得更加豐富。

2信息技術(shù)與微積分教學(xué)相結(jié)合的必要性

微積分的理論體系、基本內(nèi)容和基本方法經(jīng)幾百年的發(fā)展和檢驗(yàn),已經(jīng)證明是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域不可或缺的有力工具,是各類技術(shù)人才創(chuàng)新能力中不可或缺的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?,F(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視,都對(duì)微積分教學(xué)內(nèi)容的選擇、重點(diǎn)、教法,提出了新要求,需要進(jìn)行重新審視;而由于大學(xué)擴(kuò)招的影響,學(xué)習(xí)微積分的人數(shù)急劇增加,許多學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱,知識(shí)斷層多,傳統(tǒng)的教學(xué)難以繼續(xù),教學(xué)效果堪憂。許多學(xué)生既沒(méi)有掌握概念和理論,又不會(huì)應(yīng)用,只剩下對(duì)付考試的一點(diǎn)依樣畫葫蘆的計(jì)算技巧,考后很快遺忘。因此微積分教學(xué)應(yīng)側(cè)重對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力和素養(yǎng),把學(xué)生從繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和不具一般性的數(shù)學(xué)技巧中解脫出來(lái)。這就需要圍繞微積分基本概念的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,梳理傳統(tǒng)教學(xué)素材,利用信息技術(shù),從偏重?cái)?shù)學(xué)的抽象、形式化和純數(shù)學(xué)技巧向注重應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力方向轉(zhuǎn)變,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),便于學(xué)生理解,提高學(xué)生利用微積分解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3信息化條件下的微積分概念教學(xué)改革

數(shù)學(xué)概念是構(gòu)筑數(shù)學(xué)理論的基石,是數(shù)學(xué)思想方法的載體。微積分是由概念、性質(zhì)、范例組成的數(shù)學(xué)系統(tǒng),概念是源頭,其它都是由它衍生出來(lái)的,因而微積分概念教學(xué)在整個(gè)微積分教學(xué)體系中顯得極其重要。微積分中的概念與初等數(shù)學(xué)概念相比更加抽象,往往都以運(yùn)動(dòng)的面貌出現(xiàn),是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)物,因而微積分概念的學(xué)習(xí)者往往需要做出思維模式上的調(diào)整。微積分中的基本概念如極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等是微積分的基石,概念教學(xué)是微積分的基礎(chǔ)和重頭戲。一般常識(shí)性概念的形成都需要一定的經(jīng)驗(yàn),從對(duì)具有某種共同性質(zhì)的實(shí)例中概括、抽象,然后再分類過(guò)程中獲得。微積分概念更加抽象,在概念學(xué)習(xí)中,應(yīng)以實(shí)例為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?shí)例進(jìn)行組織整理、分析歸納、分類抽象來(lái)教學(xué)。實(shí)際上,這些引例在概念學(xué)習(xí)之前不僅介紹了基本概念產(chǎn)生的客觀背景及其在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義,也有利于教師后面對(duì)所學(xué)概念給出幾何意義、物理解釋以及其他聯(lián)系實(shí)際的解釋,還讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)概念不是憑空設(shè)想出來(lái)的,而是來(lái)源于實(shí)際,根據(jù)實(shí)際需要建立的。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微積分概念教學(xué)呈現(xiàn)了新的面貌。高效的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)了計(jì)算繪圖模擬功能,計(jì)算機(jī)模擬加強(qiáng)了抽象概念的數(shù)值化、圖形化、可視化。由于信息技術(shù)發(fā)展提供的可能性,每個(gè)概念可以從圖形、數(shù)值、代數(shù)和語(yǔ)言四個(gè)方面描述,將數(shù)學(xué)概念與圖形緊密結(jié)合,強(qiáng)化幾何說(shuō)明,重視直觀教學(xué),使學(xué)生對(duì)微積分概念的理解大大加強(qiáng)。

4教學(xué)實(shí)例

以微分概念為例,微分是反映當(dāng)自變量有微小變化時(shí),函數(shù)的變化幅度大小,即函數(shù)相對(duì)于自變量改變量很小時(shí),其改變量的近似值。傳統(tǒng)的教材大部分采用下面的定義方法:

定義一如果函數(shù)y=f(x)在x0處可導(dǎo),則f'(x0)·△x叫做函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的微分,記作dy,即dy=f'(x0)·△x。

定義二 如果函數(shù)y=f(x)在x0處的增量△y可以表達(dá)為

△y=A△x+α,(△y=f(x0+△x)-f(x0 ))

其中A與△x無(wú)關(guān),而α是△x的高階無(wú)窮小量,則稱A△x為函數(shù)f(x)在x0處的微分。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,我們可以從幾方面作全面深入地闡述。

第一方面,圖形顯示:在局部范圍,可微曲線y=x2的性態(tài)就像一條直線。

但是,y=|x|的圖形在x=0附近,無(wú)論取多小的范圍,都不像一條直線,因?yàn)閥=|x|在x=0處不可微。

第二方面,分析表示

一般地,在f(x)可微的點(diǎn)x=a處,曲線y=f(x)的切線方程是

y=f(a)+f'(a)(x-a)

這里的切線方程,即線性函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a),這就給出了f(x)的很好的近似。

第三方面:用語(yǔ)言定義線性化

如果f(x)在x=a處可微,那么近似函數(shù)l(x)=f(a)+f'(a)(x-a)稱為f(x)在x=a處的線性化。

第四方面,數(shù)值驗(yàn)證

表1說(shuō)明了在x=0處,近似式≈1+的精度。容易看出,當(dāng)x的值離開(kāi)0較遠(yuǎn)時(shí),誤差就加大了。

5結(jié)束語(yǔ)

在微積分概念教學(xué)中,信息技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)工具和認(rèn)知工具,為學(xué)生提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的多種展現(xiàn)形式,創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性, 使學(xué)生對(duì)微積分基本概念的理解更加深入透徹.

參考文獻(xiàn)

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[4] 葉其孝,王耀東,唐兢譯.托馬斯微積分(第10版)[M].北京:高等教育出版社,2012:308-310.

基金項(xiàng)目:

2012河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):2012GJJG267。

作者簡(jiǎn)介:

張曉寒(1972-),女,河北武邑人,碩士,衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。endprint

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