楊國(guó)英 李艷方
【摘要】針對(duì)剛?cè)胄5男律?加強(qiáng)數(shù)學(xué)分析緒論課建設(shè), 讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就了解其主要內(nèi)容, 發(fā)展歷史,生活中的實(shí)例,以此來(lái)增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)分析 興趣 重要性
【基金項(xiàng)目】河南理工大學(xué)數(shù)學(xué)分析教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2018)04-0129-02
《數(shù)學(xué)分析》作為數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)專業(yè)與信息專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課,擔(dān)任著為后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和工具的重任。同時(shí),對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力和推理論證能力及數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)起著重要作用。
近幾年來(lái),相對(duì)全校的招生而言,學(xué)生調(diào)劑到我院的居多,而且存在著對(duì)畢業(yè)后工作和前途的擔(dān)憂。另一方面《數(shù)學(xué)分析》課程是新生入學(xué)首先接觸到的數(shù)學(xué)專業(yè)課之一,也是連接初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)的紐帶和橋梁。學(xué)生面臨著從具體到抽象,從有限到無(wú)限等思維方式和學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,從數(shù)學(xué)分析的特點(diǎn)出發(fā),針對(duì)我院學(xué)生的實(shí)際情況,對(duì)數(shù)學(xué)分析進(jìn)行緒論課建設(shè)顯得優(yōu)為必要。我認(rèn)為數(shù)學(xué)分析緒論課建設(shè)應(yīng)讓學(xué)生在第一節(jié)課了解以下內(nèi)容:
一、課程設(shè)置和主要內(nèi)容
我院的數(shù)學(xué)分析課程設(shè)置為272學(xué)時(shí), 分為三個(gè)學(xué)期,時(shí)間是大學(xué)一年級(jí)和大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期,依次是80,96,96 學(xué)時(shí)。課程配備專業(yè)的習(xí)題課老師,每學(xué)期有1/4到1/3的習(xí)題課時(shí)。
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),而研究數(shù)量關(guān)系和空間形式必須從變量間最本質(zhì)的聯(lián)系,即函數(shù)開(kāi)始起步?!稊?shù)學(xué)分析》正是講述函數(shù)理論的最基本的課程。因此,《數(shù)學(xué)分析》是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),它通過(guò)極限,導(dǎo)數(shù),積分等分析工具來(lái)研究函數(shù)性質(zhì)。
二、近代數(shù)學(xué)分析的發(fā)展史
從十六世紀(jì)中葉開(kāi)始,微積分(也稱分析學(xué))進(jìn)入醞釀階段。由于航海、機(jī)械制造、軍事上的需要,即時(shí)速度的問(wèn)題就是當(dāng)時(shí)亟待解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題之一;而幾何學(xué)中,力學(xué)中的部分問(wèn)題演變?yōu)閿?shù)學(xué)就是求曲線的切線問(wèn)題;而在天文學(xué)和力學(xué)中等問(wèn)題演變?yōu)閿?shù)學(xué)則是求函數(shù)的最大值和最小值問(wèn)題。這三類問(wèn)題傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法無(wú)法解決,要求有新的數(shù)學(xué)工具的出現(xiàn)。
十七世紀(jì)下半葉,英國(guó)科學(xué)家牛頓和德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨分別獨(dú)自研究和完成了微積分的創(chuàng)立工作。牛頓從力學(xué)角度考慮進(jìn)而導(dǎo)致流數(shù)術(shù),而萊布尼茨從幾何學(xué)角度得出微分法。
十九世紀(jì)以來(lái),分析學(xué)的不嚴(yán)密性得到解決。以柯西為首的科學(xué)家,對(duì)微積分的理論進(jìn)行了認(rèn)真研究,建立了極限理論,后來(lái)又經(jīng)過(guò)德國(guó)數(shù)學(xué)家維爾斯特拉斯進(jìn)一步的嚴(yán)格化,使極限理論成為了微積分的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),使數(shù)學(xué)度過(guò)它的一次危機(jī),也使微積分進(jìn)一步的發(fā)展起來(lái)。
讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)分析的發(fā)展史??梢哉f(shuō)不了解數(shù)學(xué)史就不可能全面了解數(shù)學(xué)學(xué)科。如微積分的創(chuàng)立, 我們?cè)跁?shū)本看到只是從定理到定理的內(nèi)容和推理,對(duì)這種創(chuàng)作過(guò)程的了解可以使學(xué)生從中深入體會(huì)數(shù)學(xué)大師們創(chuàng)作的艱苦歷程和來(lái)龍去脈,獲得精神鼓舞并增加學(xué)好這門(mén)課的信心和決心。
三、《數(shù)學(xué)分析》的重要性
《數(shù)學(xué)分析》課程是我系的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是學(xué)時(shí)最多的一門(mén)課程。它是我們以后學(xué)習(xí)《常微分方程》、《數(shù)學(xué)物理方程》、《復(fù)變函數(shù)》、《實(shí)變函數(shù)》和《泛函分析》《大學(xué)物理》等后續(xù)課程的必需的基礎(chǔ)課。
《數(shù)學(xué)分析》也是數(shù)學(xué)系研究生入學(xué)的考試科目之一,也是工科學(xué)生研究生入學(xué)考試的《高等數(shù)學(xué)》的主要內(nèi)容來(lái)源。
《數(shù)學(xué)分析》是集邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性, 連續(xù)性高度統(tǒng)一的一門(mén)課程,它在數(shù)學(xué)科學(xué)中有舉足輕重的地位。數(shù)學(xué)的許多新思想,新應(yīng)用都源于這堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),數(shù)學(xué)研究的主體是經(jīng)過(guò)抽象后的對(duì)象,數(shù)學(xué)的思考方式有鮮明的特色,包括抽象化,邏輯推理,最優(yōu)分析,符號(hào)運(yùn)算等。這些知識(shí)和能力的培養(yǎng)需要通過(guò)系統(tǒng)、扎實(shí)而嚴(yán)格的基礎(chǔ)教育來(lái)實(shí)現(xiàn),《數(shù)學(xué)分析》課程正是其中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
大學(xué)生活環(huán)境與中學(xué)相比,少了一份緊張,壓力,許多學(xué)生認(rèn)為上大學(xué)了就達(dá)到終極目標(biāo)了,而這在學(xué)生的思想上產(chǎn)生某些困惑,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)不利的影響。在課程之初就強(qiáng)調(diào)其重要性,讓學(xué)生了解它對(duì)后續(xù)課程,對(duì)繼續(xù)求學(xué)深造,對(duì)自身數(shù)學(xué)素養(yǎng)的利害關(guān)系,有助于學(xué)生及早提高認(rèn)識(shí),端正態(tài)度,把重心放到學(xué)業(yè)上來(lái)。
四、生活中的數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)離我們的生活很近:
1.我們買(mǎi)鍋碗瓢盆時(shí),總是敲打幾下通過(guò)聲音來(lái)判別質(zhì)量好壞(連續(xù)性問(wèn)題)。
2.如地球表面是球面,而我們認(rèn)為我們所生活環(huán)境是平面, 這其實(shí)是數(shù)學(xué)中以直代曲思想的體現(xiàn)。曲面上微小局部可以認(rèn)為是一平面。
3.芝諾疑難之一——阿里斯追不上烏龜?shù)膯?wèn)題。
4.如(七橋問(wèn)題)科尼斯堡有條布勒格爾河上有七座橋,能否在一次散步中每座橋都走一次,而且只走一次最后能回到出發(fā)點(diǎn)。
……
學(xué)生興趣是學(xué)好數(shù)學(xué)的原動(dòng)力。適當(dāng)引入數(shù)學(xué)實(shí)例對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育,讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中感受數(shù)學(xué)的思想和魅力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,也有助于數(shù)學(xué)分析的課程教學(xué)的順利開(kāi)展,有助于取得良好的教學(xué)效果。
作者簡(jiǎn)介:
楊國(guó)英(1977-),女,漢族,山西代縣人,博士,副教授,研究方向:偏微分方程。
李艷方(1980-),女,漢族,河南獲嘉人,碩士,講師,研究方向:隨機(jī)分析在金融數(shù)學(xué)中的應(yīng)用。