高等數學(xué)課程小論文
指相對于初等數學(xué)而言,數學(xué)的對象及方法較為繁雜的一部分。廣義地說(shuō),初等數學(xué)之外的數學(xué)都是高等數學(xué),也有將中學(xué)較深入的代數、幾何以及簡(jiǎn)單的集合論初步、邏輯初步稱(chēng)為中等數學(xué)的,將其作為中小學(xué)階段的初等數學(xué)與大學(xué)階段的高等數學(xué)的過(guò)渡。通常認為,高等數學(xué)是由微積分學(xué),較深入的代數學(xué)、幾何學(xué)以及它們之間的交叉內容所形成的一門(mén)基礎學(xué)科。以下是小編為您整理高等數學(xué)課程小論文,供您參考,希望對你有所幫助!
摘要:
數學(xué)史是研究數學(xué)概念、數學(xué)方法和數學(xué)思想的起源與發(fā)展,及其與社會(huì )政治、經(jīng)濟和一般文化的聯(lián)系的一門(mén)科學(xué)。數學(xué)的發(fā)展決不是一帆風(fēng)順的,數學(xué)史是數學(xué)家們克服困難和戰勝危機的斗爭的記錄,是蘊涵了豐富的數學(xué)思想的歷史。無(wú)理量的發(fā)現,微積分和非歐幾何的創(chuàng )立,乃至費馬大定理的證明等等,無(wú)一不是經(jīng)歷了曲折艱難最終探索出來(lái)的。這樣的例子在數學(xué)史上不勝枚舉。在此奮斗的過(guò)程中所蘊涵的深刻的哲理。也不是通過(guò)學(xué)習通常的教科書(shū)中被“包裝”過(guò)的定理就能輕而易舉得到的。有一位學(xué)者曾收集了九百余條關(guān)于數學(xué)本質(zhì)的言論,著(zhù)成《數學(xué)家談數學(xué)本質(zhì)》一書(shū)。書(shū)中的各家眾說(shuō)紛紜,觀(guān)點(diǎn)各不相同,但數學(xué)家們都認為對數學(xué)史的了解,包括對一些杰出數學(xué)家的生平與事跡的了解會(huì )有助于吸收各種不同的數學(xué)經(jīng)驗,理解各種不同的數學(xué)思想觀(guān)點(diǎn),探求數學(xué)的本質(zhì)。
關(guān)鍵詞:
教學(xué)史、高等數學(xué)。
數學(xué)科學(xué)作為一種文化,不僅是整個(gè)人類(lèi)文化的重要組成部分,而且始終是推進(jìn)人類(lèi)文化的重要力量。它與其他很多學(xué)科都關(guān)系密切,甚至是很多學(xué)科的基礎和生長(cháng)點(diǎn),對人類(lèi)文明的發(fā)展起著(zhù)巨大的作用。從數學(xué)史上看,數學(xué)和天文學(xué)一直都關(guān)系密切,海王星的發(fā)現過(guò)程就是一個(gè)很好的例子;它與物理學(xué)也是密不可分的,牛頓、笛卡兒等人既是著(zhù)名的數學(xué)家也是著(zhù)名的物理學(xué)家。對于每一個(gè)希望了解整個(gè)人類(lèi)文明史的人來(lái)說(shuō),數學(xué)史是必讀的篇章。
如果將整個(gè)數學(xué)比作一棵大樹(shù),那么初等數學(xué)是樹(shù)根,名目繁多的數學(xué)分支是樹(shù)枝,而樹(shù)干的主要部分就是微積分。由此體現出了微積分的重要性以及它和各科之間的關(guān)系。因此,微積分總是作為高等院校理工類(lèi)的一f j重要的必修課。一般制訂為兩學(xué)期教學(xué)計劃。它包含了微分學(xué),積分學(xué),空問(wèn)解析幾何,無(wú)窮級數和常微分方程的基礎知識。我圍的數學(xué)教學(xué)一直注重形式化的演繹數學(xué)思維的訓練,而忽視了培養學(xué)生對數學(xué)作為一門(mén)科學(xué)的思想體系、文化內涵和美學(xué)價(jià)值的認識。并由于受傳統教學(xué)課時(shí)和內容上的安排的影響,高等數學(xué)的教學(xué)往往存在課時(shí)少,內容多的矛盾。所以,廣大教師為了完成教學(xué)任務(wù),達到“會(huì )考試”的效果,往往在課堂上只注意進(jìn)行數學(xué)知識的傳授,忽視了數學(xué)的思想性和趣味性。當代著(zhù)名數學(xué)家Courant曾指出:“微積分,或者數學(xué)分析,是人類(lèi)思維的偉大成果之一。它處于自然科學(xué)與人文科學(xué)之間的地位,使它成為高等教育的一種特別有效的工具。遺憾的是,微積分的教學(xué)方法有時(shí)流于機械。不能體現出這門(mén)學(xué)科乃是一種撼人心靈的智力奮斗的結晶!弊鳛楦叩葦祵W(xué)的教師,我們也有過(guò)這樣的經(jīng)驗,雖然仔細備課全而講解下來(lái),卻發(fā)現教學(xué)效果并不理想,對一些抽象的概念難以理解,普遍反映昕不懂。長(cháng)此以往,個(gè)別同學(xué)甚至失去了能學(xué)好高等數學(xué)的信心,對學(xué)習失去了興趣。
經(jīng)過(guò)幾代人對高等數學(xué)教學(xué)方法的不斷研究,數學(xué)史在高等數學(xué)教學(xué)中的所起的作用已被大家所認可。那些認為在教學(xué)中講述數學(xué)史是華而不實(shí)的多余之舉,是在浪費時(shí)間,任為應該多把“寶貴的時(shí)問(wèn)”用在習題訓練上的思想已經(jīng)成為過(guò)去。在教師教學(xué)里,引進(jìn)與主題相關(guān)的數學(xué)史題材,對學(xué)生的學(xué)習會(huì )有很薩面的意義,不僅能凋動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習熱情,尤其能協(xié)助學(xué)生將抽象觀(guān)念具體化。因為不論在科技應用層面或思想突破方面,數學(xué)重要概念的演進(jìn)確有其實(shí)用面的意義,因此具有啟發(fā)性的數學(xué)史方面的教學(xué)實(shí)屬必要。
縱觀(guān)歷史發(fā)展的長(cháng)河,重要思想的誕生離不開(kāi)重要的人物。對數學(xué)的發(fā)展也是如此。德圍著(zhù)名數學(xué)家H.Weyl說(shuō)過(guò):“如果不知道各位前輩所建立和發(fā)展的`概念,方法和成果,我們就不能理解近50年數學(xué)的目標,也不能理解它的成就!庇纱硕R(jiàn),研究數學(xué)人物在數學(xué)史研究中的最要性。在高等數學(xué)的教材中我們會(huì )接觸到一些根本重受性的定理和概念。如“牛頓——萊布尼茲定理”.“拉格朗口中值定理”、“富翟葉三角級數”等等。這些定理和概念的學(xué)習不僅對于學(xué)習高等數學(xué)知識來(lái)說(shuō)是重要的,并且對于提高數學(xué)素質(zhì)也是及其必要的。它們是微積分的精華,是高等數學(xué)教學(xué)的必講內容。這些定理和概念大都是以重要數學(xué)人物的名字命名的。他們也恰恰是微積分的創(chuàng )立者和先驅們。這就提醒了廣大教師,在課堂教學(xué)過(guò)程中適當地加入先驅們的生平和業(yè)績(jì)的介紹就不僅能在有限的時(shí)間里完成我們的教學(xué)任務(wù)還可以起到提升大家的學(xué)習興趣,傳遞了數學(xué)思想的作用,對我們的課堂教學(xué)起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。
牛頓(1642—1727)是英國數學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家。他出身于農民家庭。1661年考入劍橋大學(xué)三一學(xué)院。1665年,倫敦地區流行鼠疫,劍橋大學(xué)暫時(shí)關(guān)閉。牛頓回到了家鄉,在鄉村幽居了兩年,終13思考各種問(wèn)題、探索大自然的奧秘。
他平生的三大發(fā)明,微積分,萬(wàn)有引力、光譜分析都萌發(fā)于此。后來(lái)牛頓在追憶這段崢蠑的青春歲月時(shí),深有感觸地說(shuō):“我的成功當歸功于精力的探索!薄皼](méi)有大膽的猜想就做不出偉大的發(fā)現!迸nD的微積分理論主要體現在《運用無(wú)窮多項方程的分析學(xué)》、《流數術(shù)和無(wú)窮級數》、《求曲邊形的面積》三部論著(zhù)咀。在《運用無(wú)窮多項方程的分析學(xué)》這一著(zhù)作咀,他給出了求瞬時(shí)變化率的普遍方法,闡明了求變化牢和求面積是兩個(gè)互逆問(wèn)題,從而揭示了微分與積分的聯(lián)系,即沿用至今的所謂微積分的基本定理。在《流數術(shù)和無(wú)窮級數》里,牛頓對他的微積分理論作出了更加廣泛而深入的說(shuō)明。例如,他改變了過(guò)去靜止的觀(guān)點(diǎn),認為變量是由點(diǎn)、線(xiàn)、面連續運動(dòng)而產(chǎn)生的。而在《求曲邊形的面積》這一篇研究可積曲線(xiàn)的經(jīng)典文獻里。牛頓試圖排除由“無(wú)窮小”造成的混亂局面。把求極限的思想方法作為微積分的基礎在這里已出露端倪。牛頓還曾說(shuō)過(guò):“如果我之所見(jiàn)比笛卡兒等人要遠一點(diǎn),那只是因為我是站在巨人肩上的緣故!比R布尼茲(1646—1746)是德國數學(xué)家、自然主義哲學(xué)家、自然科學(xué)家。他的第一篇微分學(xué)論文《一種求極大極小和切線(xiàn)的新方法,它也適用于分式和無(wú)理量,以及這種新方法的奇妙類(lèi)型的計算》是歷史上最早公開(kāi)發(fā)表的關(guān)于微分學(xué)的文獻。他也是歷史上最偉大的符號學(xué)家。他曾說(shuō):“要發(fā)明,就得挑選恰當的符號,要做到這一點(diǎn),就要用包義簡(jiǎn)明的少量符號來(lái)表達或比較忠實(shí)地描繪事物的內在本質(zhì),從而最大限度減少人的思維勞動(dòng)!崩,dx、dy、∫、㏒等等,都是他創(chuàng )立的。這些優(yōu)越的符號為以后分析學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了極大的方便。以上只是我們在浩瀚的數學(xué)人物的海洋中,采摘的兩顆最耀眼的明珠,對他們的生平與業(yè)績(jì)進(jìn)行了一些簡(jiǎn)介。這些內容的介紹在課堂上占用不了多少“寶貴”的時(shí)間,然而通過(guò)這些,使我們恬生生地看到了數學(xué)的發(fā)展是曲折的,一個(gè)重要概念的產(chǎn)生是離不開(kāi)實(shí)際問(wèn)題的。只有對實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行精力的思索,/r可以找出問(wèn)題的本質(zhì),抽象出數學(xué)思想。還有作者在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)頻繁運用的“無(wú)窮小”、“流數”等概念,使我們體會(huì )到正確、熟練掌握基本概念對于理解數學(xué)思想的重要性。對于平時(shí)我們視為枯燥的數學(xué)符號。
卻正是它是最直接、最簡(jiǎn)練表達數學(xué)思維的T具,并且從先驅們的言行里我們能感受到科學(xué)家的治學(xué)念度和對知識的執著(zhù)追求,這往往能激發(fā)大家刻占鉆研,勇往直前的奮斗豐壽神。
最后,我們相信作為高等數學(xué)的教師.目的不僅是為大家傳授數學(xué)知識,更霞要的是使大家在學(xué)習數學(xué)知識的過(guò)程中掌握數學(xué)思想,提高大家的數學(xué)素養。將數學(xué)史與數學(xué)知識的傳授有機地結合起來(lái)就能很好地達到以上的目的。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,在高等數學(xué)的教學(xué)c}|適時(shí)地加入數學(xué)人物的介紹就能對高等數學(xué)的教學(xué)起到很好的輔助作用。我們相信,對于高等數學(xué)的教師,如果熟悉了數學(xué)人物的生平、業(yè)績(jì)、治學(xué)態(tài)度、治學(xué)方法、趣聞軼_事等等,對高等數學(xué)的教學(xué)來(lái)說(shuō)有百利而無(wú)一害,一定會(huì )把高等數學(xué)講授得更生動(dòng)、有趣和富有哲理。而對于很多正在學(xué)習高等數學(xué)的學(xué)生,一旦了解了這些數壇前犖們的學(xué)術(shù)成就和道德風(fēng)范,也必將從中受到鼓舞,繼而提高學(xué)習興趣,做出更大的成績(jì)。
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