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刊名: 基础教育课程
主办: 教育部基础教育课程教材发展中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-6715
CN: 11-5187/G
邮发代号: 80-447
投稿邮箱:jcjykczz@163.com

历史沿革:
现用刊名:基础教育课程
曾用刊名:中小学图书情报世界
创刊时间:1993

高中微积分教学研究

【作者】 李振涛

【机构】 潍坊滨海中学

【摘要】
【关键词】
【正文】微积分是新课改后增加进来的主要知识点之一,也是高考的一个主要考点,正因为它是新增的知识点,所以在学生的学习和老师的教学过程中都产生了很多的不解和困惑,本文就高中微积分课堂教学策略和设计进行了探讨,以期在教学过程中使学生能对微积分有较深入的理解,教师能更好的把握教学。
(一)教学中要体现微积分的教育价值  
  新一论课程改革的理念是知识与技能,过程与方法,情感与态度价值观的有机整和。在此理念基础上,数学的教育价值就是要充分体现数学的价值和它在育人及推动社会发展方面的价值,数学的价值通常体现为思维训练价值与实用价值,知识传授与能力培养等方面.从以上角度分析,教学中要体现微积分初步的教育价值:
1?、教学中要让学生体会微积分初步的基本思想方法,拓展学生对现实生活中事物变化规律的认识
   学生对运动变化的认识开始于生活,函数是刻画运动变化的模型,但学生对运动表示的认识往往只停留在“静态"的水平上,导数则是对事物变化快慢的一种描述,是研究客观事物变化率和优化问题的有力工具.通过对变化率的认识和刻画,学生明白能够用增量的比值来描述有关变化快慢的一类生活事例,可以体验研究和处理不同对象所用的不同概念和理论以及变量数学的力量,掌握平均变化率,瞬时变化率的数学定义,能够用变化率的思想思考事物的变化过程,为掌握变量数学的研究方法奠定基础.
2、通过微积分教学,发展学生的思维能力和解决实际问题的能力
    单纯将微积分看成是一种技术,是谈不上对学生的思维进行培养的.应通过大量的实例,让学生理解从平均变化率到瞬时变化率,从有限到无限的思想,认识和理解这种特殊的极限.极限是重要的数学思想之一,也是人们认识世界的一种重要思维模式,它和以前的思维模式有很大的差别,通过了解这种认识世界的思维模式,可以提高学生的思维能力.学生在学习导数及其应用之前对函数已有一些认识,但有待进一步深化,用导数研究初等函数的性质,让学生从观察函数图象的切线入手,判断函数的单调性和极值等性质,以便丰富学生对函数的认识,建立关于函数的新的“模式”,并通过导数解决一些实际问题和相关学科中的问题,发展学生解决问题的能力,丰富学生解决问题的经验.
(二)教学中要注重概念的形成过程
    现行教材中,导数概念的产生由两个经典的例子引入,即求物体运动某时刻的瞬时速度和曲线上某点切线的斜率.在教学中,我们发现只通过这样两个例子还是不能够较好地与学生的经验相联系.再加上由于教材中对极限解释太少,大部分学生对导数的本质——瞬时变化率认识不足,严重影响到对导数概念和它的实际意义的理解.因此,我们在教学中仍须将重点放在导数概念的形成过程.我们都知道,导数的概念是基于“无限趋近”的过程,这与初等数学所涉及的思想方法有本质的不同.为此,教学中应注意两点:第一,要根据学生生活经验,通过实际背景创设丰富的情境;第二,教学中要通过“问题串”引导学生用心体会“无限趋近"所蕴涵的“量变到质变”“近似与精确”的哲学原理.不要急于得出形式化的定义,应努力追求水到渠成的教学效果,同时要注意对导数概念的教学不要用极限理论,以免涉及过多的极限知识而冲淡或干扰对概念本质的理解.
(三)教学中要加强数学思想、方法
    “知识是数学的躯体,问题是数学的心脏,数学思想方法是数学的灵魂”,加强数学思想方法教学的重要性是不言而喻的.在实际教学中,许多学生把过多的精力放’在导数的计算上,而对微积分的思想方法认识不足.本章主要涉及“数形结合的思想”“无限趋近"的思想方法等,在教学中应予以充分的关注.“无限趋近”的本质是极限思想,极限思想方法是初等微积分的基本思想方法,所谓极限思想(方法)是用联系运动的观点,把所考察的对象(例如圆面积、变速运动物体的瞬时速度等)看作是某对象(内接正n边形的面积、变速运动物体的平均速度)在无限变化过程中变化结果的思想(方法),它出发于对过程无限变化的考察,而这种考察总是与过程的某一特定的、有限的、暂时的结果有关。因此它体现了“从有限中找到无限,从暂时中找到永久,并且使之确立起来"(恩格斯语)的一种运动辩证思想,它不仅包括极限过程,而且又完成了极限过程.纵观微积分的全部内容,极限思想方法及其理论贯穿始终,是微积分的基础.在导数概念的形成、导数几何意义的探究中,运用“无限趋近"来描述其本质形象直观,容易理解.在教学中要注意让学生体会和感受这种思想的实际意义和作用.
(四)教学中要注重数学文化的渗透
    数学是人类文化的重要组成部分,是人类社会进步的产物,也是推动社会发展的动力.通过数学文化的学习,可以使学生了解数学科学与人类社会发展之间的相互作用,体会数学的科学价值、应用价值、和人文价值,并从中受到优秀文化的熏陶,领会数学的美学价值,从而提高自身的文化素养和创新意识.现行教材中,数学史作为阅读材料已呈现给学生,但学生的重视程度不够,好多学生由于多方面原因没有时间或没有精力去了解数学史知识.还有许多教师也没有意识到数学文化的教育价值,不仅如此,有一部分教师对数学的发生、发展过程知之甚少.造成在实际教学中,大部分教师只注重书本知识的讲授,而对定义、定理、公理等产生的背景忽略不计.因此,不仅是学生更主要的是教师在思想上要有这个意识,要认识到数学史知识的教育价值.在教学中,应尽可能结合高中微积分教学内容,介绍一些对微积分发展起重大作用的历史事件和人物,也可以引导学生搜集有关微积分创立的时代背景和有关人物(如牛顿、莱布尼兹、柯西等)资料进行交流,体会微积分的建立在人类文化发展中的意义和价值,提高文化素养,养成求实、说理、批判、质疑等理性思维的习惯和锲而不舍的追求真理精神.
   总之,如何进行微积分的教学在高中仍是一个新的课题,虽然新课改已进行了好几年,但毕竟时间尚短,相对于代数和几何等经典内容已臻于完善的教学研究,高中微积分的教学研究还不够成熟,处于摸索阶段,也正因为如此,探究微积分的教学才更有价值和意义。