俄罗斯为何把微积分下放到中学讲授?
??????? 在我們看來,在中學階段講授微積分是所謂“下放”,但是,在俄羅斯方面看來,在中學階段講授微積分是必須的,不是“下放”。這是為什么呢?
????????? 我們先把事情搞清楚,不能閉起眼瞎說話。根據北京師范大學數學科學學院的研究,俄羅斯中學10-11年級的《代數與數學分析初步》課程,共有六章內容。各章分別是:三角函數;導數和它的應用;原函數和積分;指數和對數函數;復習題;具有一定難度的習題。教材可以使用139學時完成(周學時數為3的基礎課程(A)),也可以使用204學時完成(周學時數為5的典型課程(B))。該書編排特點是:先講三角函數,按照歷史的順序編排微積分內容,指數函數和對數函數的學習安排在微積分之后。同時,教材在每一章的最后一節介紹相關歷史知識。教材最大的特色是提供了適合于數學教學活動的豐富習題體系。
該教材主編A.Kolmogorov院士采用這種方式安排教材內容是有道理的,也是邏輯展開初等數學的需要。這種安排的優點是:還原了微積分學的歷史原貌,書中有豐富的歷史知識,類似講授物理學的講授,使得學生懂得微積分學的歷史發展及其由來,同時,按照數學概念的內在邏輯來展開數學這門知識體系,使學生的知識結構比較扎實,不是“空中樓閣”。為什么這么說呢?
與我們國內情況相比,國內高中數學教材采用集中講述全部初等函數(三角函數,指數函數與對數函數等),實際上,高三年級全部時間為迎接”高考“做準備,微積分知識(列為“選修課”)形同虛設。我們要問:在這種教學內容安排下,指數函數是怎么向學生交代的?也就要問:2的√2(無理數)次方是如何定義的?如果沒有微積分學中的實數與極限概念,這一點是任何人都無法向學生們講清楚的。這種“知識缺陷”(即沒有微積分極限概念支撐的初等函數“空中樓閣”)始終存在于我國中學畢業生的腦殼之中。從這一點上來看,中國孩子們的數學知識結構不如俄羅斯孩子們“實”,我們比較”虛“,因為,孩子們頭腦里面存在邏輯缺陷。那么,我們怎么辦呢?
在《基礎微積分》電子版第八章第一節第432頁,J.Keisler給出如下定義:
DEFINITION
Let a and r be real,a >0. We define a的r次方(抱歉,r應該打在a的右上角,我不會打上去)等于st(a的K/H次方),where K/H≈r。
這里,H與K是兩個無限大的自然數,其比值無限地接近于實數r。我們只要能夠保證以下條件成立:
????????????????????????????????????? K ≤ Hr < K+1????????????? (兩側同時除以H,1/H為無窮小)
就可以了。實際上,a的K/H(超有理數)次方是學生們容易想象的。如此以來,我國中學生腦殼中的“邏輯缺陷”就消失了,北京超越了莫斯科。
?????????? 說明:袖珍電子書涉及到中學數學教學的改革,這是我原先沒有想到的。
轉載于:https://www.cnblogs.com/xinyuyuanm/archive/2013/03/25/2980620.html
總結
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