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淺析高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容的比對(duì)論文
論文關(guān)鍵詞高等數(shù)學(xué) 初等數(shù)學(xué) 教材內(nèi)容 比對(duì) 銜接
論文摘要高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的有效銜接問題，是切實(shí)提高高等院校高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。本文對(duì)高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材中有關(guān)“函數(shù)與極限”、“導(dǎo)數(shù)與微分”等內(nèi)容及教學(xué)要求進(jìn)行了比對(duì)，并給出了解決這些問題的一些建議。
經(jīng)過調(diào)研了解到，2003年3月教育部頒發(fā)的《普通高級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)之后，新出版的高中教材與以前的教材相比，一個(gè)重要的特點(diǎn)是新教材進(jìn)一步加強(qiáng)了高中數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)的聯(lián)系，高中教材中安排了大學(xué)數(shù)學(xué)課程里的一些基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和思維方法。試圖從教學(xué)內(nèi)容方面解決高中數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)的銜接問題。但是，大學(xué)數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的銜接上還存在不少問題。這些問題影響了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，對(duì)大學(xué)新生盡快適應(yīng)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形成了障礙。高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的有效銜接亟待解決。
1“函數(shù)與極限”的銜接
函數(shù)，是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，高考要求較高，學(xué)生掌握也比較牢固。高等數(shù)學(xué)教材中的這部分內(nèi)容基本相同，但內(nèi)涵更豐富，難度也提高了。
�。�1）函數(shù)概念：在原有內(nèi)容中，增加了幾個(gè)在高等數(shù)學(xué)中經(jīng)常用到的實(shí)例，如取整函數(shù)、狄利克雷函數(shù)、黎曼函數(shù)、符號(hào)函數(shù)等。因此，在學(xué)習(xí)中，函數(shù)概念部分可以簡略，重點(diǎn)學(xué)習(xí)這幾個(gè)特殊函數(shù)即可。
�。�2）初等函數(shù)：反三角函數(shù)要求提高，新增加了“雙曲函數(shù)”和“反雙曲函數(shù)”等內(nèi)容。反三角函數(shù)的概念在高中已學(xué)過，但高中對(duì)此內(nèi)容要求較低，只要求學(xué)生會(huì)用反三角函數(shù)表示“非特殊角”即可。而高等函數(shù)中要求較高，此處在學(xué)習(xí)中應(yīng)補(bǔ)充有關(guān)內(nèi)容：在復(fù)習(xí)概念的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生熟悉其圖像和性質(zhì)，以達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。新增加的“雙曲函數(shù)”和“反雙曲函數(shù)”在高等數(shù)學(xué)中經(jīng)常用到，故應(yīng)特別注意。
�。�3）函數(shù)極限：“數(shù)列極限的定義”，高中教材用的是描述性定義，而高等數(shù)學(xué)重用的是“”定義，此處是學(xué)生在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中遇到的第一個(gè)比較難理解的概念，因此在教學(xué)中應(yīng)注意加強(qiáng)引導(dǎo)，避免影響函數(shù)極限后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)。新增內(nèi)容“收斂數(shù)列的性質(zhì)”雖是新增內(nèi)容，但比較容易理解和掌握，教學(xué)正常安排即可�！皹O限四則運(yùn)算”處增加了“兩個(gè)重要極限”，要加強(qiáng)有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
2“導(dǎo)數(shù)與微分”的銜接
高中新教材中的一元函數(shù)微積分的部分內(nèi)容，是根據(jù)高等數(shù)學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)需要所添加，目的是加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的聯(lián)系，讓中學(xué)生初步了解微積分的思想。
（1）導(dǎo)數(shù)的定義：高中數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)教材中，這一內(nèi)容是相同的，不同的是學(xué)習(xí)要求。高中數(shù)學(xué)要求：了解導(dǎo)數(shù)概念的某些實(shí)際背景（例如瞬時(shí)速度，加速度，光滑曲線的切線的斜率等）；掌握函數(shù)在一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)的概念和導(dǎo)數(shù)的幾何意義；理解導(dǎo)函數(shù)的概念。也就是說，盡管極限與導(dǎo)數(shù)在高中已經(jīng)學(xué)過，但主要是介紹概念和求法,對(duì)概念的深入理解不作要求。到了大學(xué)，概念上似懂非懂、不會(huì)靈活運(yùn)用，成了夾生飯。但高等數(shù)學(xué)要求學(xué)生掌握并熟練應(yīng)用，這是高等數(shù)學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，在此處應(yīng)用舉例增加了利用“兩個(gè)重要極限”解題的例題，在教學(xué)中應(yīng)給與足夠的重視。 （2）導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算：高中新課標(biāo)教材要求較低：根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義會(huì)求簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù)；能利用給出的基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式和導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則求簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，會(huì)求簡單的復(fù)合函數(shù)導(dǎo)數(shù)。重點(diǎn)考察利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義分析問題、解決問題的綜合能力。
高等數(shù)學(xué)教學(xué)大綱對(duì)這部分內(nèi)容要求：掌握導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則和復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法；掌握初等函數(shù)的一、二階導(dǎo)數(shù)的求法，會(huì)求分段函數(shù)、隱函數(shù)、參數(shù)方程所確定的函數(shù)的一階、二階導(dǎo)數(shù)；了解高階導(dǎo)數(shù)的概念，會(huì)求簡單函數(shù)的n階導(dǎo)數(shù)；了解微分的概念與四則運(yùn)算。
建議：高中學(xué)過的僅僅是該內(nèi)容的基礎(chǔ)，因此需重新學(xué)習(xí)已學(xué)過的內(nèi)容，為本節(jié)后面更深更難的內(nèi)容打好基礎(chǔ)。
�。�3）導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用：高中新教材中僅是借助幾何直觀探索并了解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系，并通過實(shí)際的背景和具體應(yīng)用事例引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷由函數(shù)增長到函數(shù)減少的過程，使學(xué)生了解函數(shù)的單調(diào)性，極值與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系，要求結(jié)合函數(shù)圖像，知道函數(shù)在某點(diǎn)取得極值的必要條件和充分條件，會(huì)用導(dǎo)數(shù)求不超過三次的多項(xiàng)式函數(shù)的最大最小值；體會(huì)導(dǎo)數(shù)方法在研究函數(shù)性質(zhì)中的一般性和有效性；通過使利潤最大、用料最省、效率最高等優(yōu)化問題，體會(huì)導(dǎo)數(shù)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用。
高等數(shù)學(xué)對(duì)這部分內(nèi)容的處理是：先介紹三個(gè)微分中值定理、洛必達(dá)法則、泰勒公式，然后嚴(yán)格證明函數(shù)的單調(diào)性和曲線的凹凸性，給出函數(shù)的極值、最值的嚴(yán)格定義，及函數(shù)在一點(diǎn)取得極值的必要條件和充分條件。在此基礎(chǔ)上，討論求最大最小值的應(yīng)用問題，以及用導(dǎo)數(shù)描繪函數(shù)圖形的方法步驟。
建議：由以上分析比較可知，高中數(shù)學(xué)所涉及的一元微分學(xué)雖然內(nèi)容差別不大，但內(nèi)容體系框架有很大差異，高等數(shù)學(xué)知識(shí)更系統(tǒng)，邏輯更嚴(yán)謹(jǐn)。學(xué)習(xí)要求上，對(duì)于導(dǎo)數(shù)的幾何意義，導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則及簡單函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性和求函數(shù)極值都是高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的重點(diǎn)，是重點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練的知識(shí)點(diǎn)。而在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中建議一點(diǎn)而過，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在用微分中值定理證明函數(shù)單調(diào)性的判定定理、函數(shù)極值點(diǎn)的第一、二充分條件定理以及曲線的凹凸性、拐點(diǎn)等內(nèi)容上。
以上主要分析比較了高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的重復(fù)知識(shí)點(diǎn)。除此之外，二者之間以及高等數(shù)學(xué)與后繼課程之間還存在著知識(shí)“斷裂帶”。
3高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)知識(shí)的“斷裂帶”
高考對(duì)平面解析幾何中的極坐標(biāo)內(nèi)容不做要求，鑒于此這部分知識(shí)在高中大多是不講的；而在大學(xué)教材中，極坐標(biāo)知識(shí)是作為已知知識(shí)直接應(yīng)用的，如在一元函數(shù)微分學(xué)的應(yīng)用中求曲率，以及定積分的應(yīng)用中求平面圖形的面積等。建議在相應(yīng)的地方補(bǔ)充講解極坐標(biāo)知識(shí)。
初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)除了在教材內(nèi)容上的銜接外，在學(xué)習(xí)思想和方法等方面的銜接也都是值得研究的課題。學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，不能很好地銜接，教師在教學(xué)中要注意放慢速度，幫助學(xué)生熟悉高等數(shù)學(xué)教與學(xué)的方法，搞好接軌。首先要正確處理新與舊的關(guān)系，在備課時(shí)，了解中學(xué)有關(guān)知識(shí)的地位與作用及與高等數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)在的密切聯(lián)系，對(duì)教材做恰當(dāng)?shù)奶幚�；上課時(shí)教師要經(jīng)常注意聯(lián)舊引新，運(yùn)用類比，使學(xué)生在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上獲得新知識(shí)。
總之，努力探索搞好初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)銜接問題，是學(xué)好高等數(shù)學(xué)的關(guān)鍵之一。
參考文獻(xiàn)
[1]同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系主編.高等數(shù)學(xué)（第五版上冊(cè)）.北京:高等教育出版社,2005.
[2]人民教育出版社中學(xué)數(shù)學(xué)室編著.數(shù)學(xué)（全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書）.北京:人民教育出版社,2006.
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