独立学院微积分课程教学设计初探:初中数学教学设计案例

  摘 要: 作者从在独立学院从事微积分的教学实践出发,初步探索了独立学院微积分课程的教学设计.   关键词: 独立学院 微积分 极限 导数      从在独立学院从事微积分的教学实践出发,我们感悟到教学设计是教学中的重要一环,教学设计质量的高低,直接反映出一位教师水平的高低,也直接影响着上课效果的优劣。教师应该在这个环节上多下工夫,把自己所教的课上出自己的特色。我们通过三个教学设计的案例,初步探讨了在独立学院如何做好微积分这门课程的教学设计等问题。
  一、第一堂课的教学设计
  第一堂课在很大程度上决定了学生对任课教师的看法,决定了学生能否有信心学好一门课程。如果第一堂课上好了,在以后的教学中,教师就会相对轻松,学生也能在较短时间内适应教师的教学方式,更容易跟上教学进度。我们在为云南大学旅游文化学院会计系11级学生上微积分的第一堂课时,所做的教学设计重点有三:一是介绍自己的教学风格;二是提出对学生的要求;三是介绍学好微积分这门课程的几个关键点。
  教学风格上,我们强调以下三点:
  (1)进度比中学时快;
  (2)不是面面俱到,而是有适当的省略与侧重;
  (3)对重要知识点会补充一定数量课本没有的例题。
  对学生的要求:
  (1)课前,做好预习;
  (2)上课时,认真听讲,做好笔记;
  (3)课后,及时复习,独立完成作业。
  学好微积分这门课程的关键点:
  (1)开好头,学好极限。
  因为极限是整个微积分的基础,基础打不好,对后续内容会有很大影响。
  (2)导数的计算一定要熟练掌握。
  导数是微积分的第一个核心,研究函数的各种性质(单调性、极值、最值、凹凸性、拐点等)要用到导数,用洛必达法则求极限也要用到导数,导数与不定积分是互逆的,它还是进入积分学的捷径。
  (3)不定积分的计算也要熟练掌握。
  积分是微积分的另一个核心,微积分范畴内的积分包括不定积分,定积分,二重积分。它们之间的关系是“不定积分→定积分→二重积分”,即不定积分是定积分的基础,定积分又是二重积分的基础。可见,不定积分的计算掌握不好,整个积分部分的内容都没办法学。所以,不定积分的计算也是必须熟练掌握的内容。
  二、极限定义的教学设计
  极限定义包括:①数列极限x=a的定义;②函数极限f(x)=A的定义;③函数极限=A的定义。在这个知识点上,有经验的教师总结出一句话,叫做“吃力不讨好”。怎么说呢?就是你可能费尽唇舌讲了半天,结果学生还是不知所云。于是,大部分教师在讲到这部分内容时,要么照本宣科、匆匆带过;要么花很多课时来讲解,但还是达不到预期效果。针对独立学院学生数学基础参差不齐的特点,我们在讲解这个知识点时,教学设计是重点解释数列极限的x=a定义,其他两个极限的定义就只把定义摆出来,不再解释。具体来说,我们在解释数列极限定义时,分为三个层次来讲解,由浅入深地引导学生理解极限的本质:
  (1)x=a就是指当n无限增大时,x无限接近于a。这是高中时,极限的定义。这种说法当然比较容易理解,但是“无限增大”、“无限接近”都是摸不着边际的东西,与数学的精确性原则相悖。
  (2)x=a就是指当n足够大时,|x-a|足够小。现在,我们改用|x-a|来判断x与a接近的程度,是一种进步。“足够大”、“足够小”比“无限增大”、“无限接近”的说法也更能够让我们触摸得到。但是,又产生了新的问题:怎样度量n是否“足够大”与|x-a|是否“足够小”?为此,我们引入“N”度量前者,“ε”度量后者,从而有了极限的第三种定义。
  (3)x=a是指对?坌ε>0,?埚正整数N,当n>N时,恒有|x-a|<ε.这里,用“ε”来度量|x-a|小的程度,用“N”来度量n大的程度。
  三、重要极限(1+)=e的教学设计
  对独立学院的学生来说,这部分的证明比较复杂,所以在上这部分内容时,我们教学设计的思路是:简要分析证明过程,重点总结这类题的求解方法,以让学生掌握这类题的计算为主。
  1.证明过程的简要分析
  首先证明数列x=(1+)单调递增,其次证明该数列有上界,最后得出这个数列的极限存在(以“e”来表示该极限)。得出(1+)=e的结论后,再以该结论为基础,又可以进一步地证明结论(1+)=(1+x)=e.
  2.这类题求解方法的总结
  这类题求解的模式是:□→0,则(1+□)→e.
  □中可以填上任何的变量,但是要求这三个□填的变量相同.若填,得公式(1+)=e;若填,得公式(1+)=e;若填x,得公式(1+x)=e.当然,我们也可以依据实际题目填上其他变量.在利用以上这个模式时,一要注意形式(1+□),二要留意条件□→0,最后就可以得出结论(1+□)→e.
  例:设f(x)=x(1+3t),则f′(x)=?摇?摇 ?摇?摇.(2011年,数三,二(9))
  解:f(x)=x[(1+3t)]@xe.
  ∴f′(x)=e+3xe=(1+3x)e.
  本题是2011年数学三第二大题第(9)小题,在求解的过程中,其中“@”步,是因为在上面模式的□中填上了3t:3t→0,则(1+3t)→e.
  四、结语
  以上的三个教学设计,通过实际的教学检验,可以说还是成功的,达到了教学目的,学生反响也不错。通过这三个案例,我们认为要在独立学院做好微积分这门课程的教学设计,首先要求教师要有很强的专业素质,其次要求教师对教学对象的基础情况要有很深入的了解,最后就是教师要肯花工夫来做好每次课程的教学设计。
  
  参考文献:
  [1]同济大学应用数学系.高等数学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2002,第5版.
  [2]赵树�.经济应用数学基础(一):微积分[M].北京:中国人民大学出版社,2007,第3版.
  [3]张国楚.大学文科数学[M].北京:高等教育出版社,2007,第2版.
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