白捍東
摘 要:在如今的大學高等數(shù)學的教學中,教學方法主要還是側(cè)重于概念、定義的介紹、定理的證明、計算推導等。高等數(shù)學作為抽象性強,推理嚴密的科學,許多內(nèi)容存在著豐富的類比性,如果再加以綜合,便會得出更一般的結(jié)論。類比綜合法即是類比得出某些結(jié)論后進行綜合,歸納出更一般性的結(jié)論的方法。
關鍵詞:教學方法;推理方法;類比綜合法
數(shù)學教學中的類比是一種推理方法。當兩個系統(tǒng)中某些元素存在著一致性或同構關系時,我們便可對兩個系統(tǒng)進行類比,從已知系統(tǒng)的結(jié)論去推導另一個系統(tǒng)的某些相應的結(jié)論。綜合也是一種推理方法,是把事物的各個部分加以分析并有機結(jié)合起來,得出新的結(jié)論。類比綜合法即是類比得出某些結(jié)論后進行綜合,歸納出更一般性的結(jié)論的方法。
高等數(shù)學作為抽象性強,推理嚴密的科學,許多內(nèi)容存在著豐富的類比性,如果再加以綜合,便會得出更一般的結(jié)論。因此,教師在講授時加以引用學生的注意,補提其關鍵,培養(yǎng)學生運用這種方法解決問題的能力。下面從三個方面來探索該教學方法的應用:
一、用類比綜合法引入新概念,引導學掌握新概念。
數(shù)學概念是數(shù)學對象本質(zhì)的抽象,也是構成數(shù)學理論體系的基礎;因此準確地理解概念的內(nèi)涵,是揭示數(shù)學對象本質(zhì)的前提。那如何引入新概念使學生更容易接受呢? 類比綜合法是有效的方法之一。
例如:線性代數(shù)中,為了引入向量組的極大線性組,首先回顧n為單位e(0,0,…,1,0)有如下的性質(zhì):
1.e1,e2,…,en線性相關;
2.對任意n維的向量都是由e,線性表出。
然后提出如下問題:給定向量組a1,a2,…,an中,是否有這樣的類似的結(jié)構,
即是否存在一個部分組 a11,al2,…,an,滿足如下的兩個條件:
1.a11,a12,…,a1線性無關;
2.對任意an(i=1,2,…,s)都可以由 a1,a2,…,ar線性表出。
學生經(jīng)過復習、類比和思考后,即可說明是肯定的,并稱部分組al,a2,…al為已知組 a1,a2,…,an的極大無關組。
對上述過程進行綜合后也可得出基礎解系的定義:設u1,u2,…,us為 AX=0的解向量。
1.ul,u2,…,un,線性無關;
2.對于AX=0的任意解 u可由 u1,u2,…,un線性表出。則u1,u2,…,un,為AX=0的基礎解系。
實踐證明,這種類比綜合法事半功倍,且容易接受。
二、運用類比結(jié)合法講解定文和結(jié)論
高等數(shù)學中某些定義命題數(shù)據(jù)推廣很多都是類比綜合解出來的。這種方法可以更有效地使學生掌握認識規(guī)律。而這是高等數(shù)學素質(zhì)教學目的之一。
例如:命題l:已知 λ1,λ2,…,λn為行列式 A的特征值,試問λ21,…,λ2n是否為 A2的特征值。
通過對上述結(jié)論的綜合,推廣命題l得命題2。
命題2:已知λ1,λ2,…,λn為矩陣 A特征值,求證:Ak的矩陣特征值為λk1,λk2,…,λkn.
證見文(1)。
由命題l到命題2,通過類比綜合得出結(jié)論,水到渠成。
三、應用類比綜合法尋投問題的解決方法
在高等數(shù)學的教學中,除了運用類比教學外,也應重視類比綜合法的教學。
例如:求
分析:關于這種形式只有在定積分的定義中有相似的形式, ,
所以 ,
若設 ,則有下面:
這個例子我們先用類比,然后又進行了加工綜合,這樣不僅簡化了計算,而且培養(yǎng)了學生的思考能力。
當然,關于數(shù)學教學的類比綜合法的研究還不是很完善,但只要我們教師認真體會就能發(fā)現(xiàn)它的用處,勤于思考,在教學工作中不斷總結(jié)、創(chuàng)新,就能開拓一個新的領域。
參考文獻:
[1]王勇剛,高等數(shù)學課程教學的改革與實踐,教育前沿.
[2]李光輝,高等數(shù)學教學改革探討,政法成人教育學院學報.