如果讓你來講物理系的《微積分》課程,你會如何設計?

時間 2021-05-06 18:49:40

1樓:李代數

這種「如果讓你來教課」之類的問題最近真是五花八門,層出不窮。知乎上現在有這麼個趨勢:有水平的懶得提問,沒水平的瞎雞兒提問,也是服了。

據我觀察這類問題下答案無非就那麼幾種:

愛裝逼的整點高階的數學;

有經驗的強調強調計算和基礎,推薦幾本好書;

本來不想答又想逼逼的一句話給你指個「大方向」。

想換個思路說說:

過於強調理工科從而忽視人文社科的人基本都有乙個毛病,就是缺乏整體性的視野:

課程怎麼安排,歸屬教育問題。

教育問題,從來就是個大問題。

「老少邊窮」地區的教育資源能和「京滬深」一樣嗎?舉個誇張的例子。前者地區的孩子吭哧癟肚好不容易考上個985211,進去想要大展巨集圖,剛開啟微積分發現「京滬深」來的擱那兒學纖維叢呢,這還怎麼學?

發達地區本身師資力量強大,公升學競爭壓力小,有更多的時間去學習研究自己真正感興趣的方向,很多人在這個過程中潛能和學習方法得到飛速地提高,形成良性迴圈——每年一批又一批「小天才」如雨後春筍。

而貧困地區的孩子往往師資力量八十年代師範生封頂,老師不會教,學生學不會,一代代學生就這樣磨滅了學習的熱情,迷失了人生道路。

所以我真是奇煩那些拿數學跑出來裝逼的東西。我勸這些人最好感謝爹媽,把他下在一好地方了。不然還真以為自己是什麼天才呢。

《微積分》怎麼教?對許多公立高校,只能是按教育規律以平均稍偏下的水平做普適性的教學。即便是這樣,也有許多人跟不上了。

教育問題從來就不是知乎上某些一張逼嘴教育家能解決的。

教育問題——牽一髮而動全身,難。

2樓:李德甲

1、第一步自然是先解決乙個矛盾。

微積分基於連續的概念,而物理研究的物件很多時候是離散的,既然如此,為什麼可以用連續來解決離散的問題?這不矛盾麼

答案自然是,有時候可以解決,有時候不能解決(分形),所以需要知道連續的微積分,為什麼可以解決離散的問題。

2、從點到點的對映出發,擴充套件到點線等集合之間的對映。直接引入聯絡纖維叢這些概念,由此引出微積分。

3樓:王二小

如果我來的話, 分析部分去掉部分內容的非合金格爾茨的微積分學教程吧,去掉一部分內容不常用,或者是他的那本精剪版的數學分析教程但基本的嚴格證明要會,代數的話,可能採用簡單一些的lion那本, 但要加一部分內容,或者gelfand 那本小冊子

概率論的話, 陳老爺子那本很好

其他的後續課程補吧, 比如在普通的數理方法上完之後,學會基本的數理方程,格林函式,復分析,大三開一門高階的數理方法,主要內容包括微分幾何黎曼幾何初步, 李群,基本的泛函觀點,一點拓撲, 給將來樂意從事理論物理的人用

再進一步需要的話,是研究生的事情了

但最基礎的, 物理系大一要學的內容,必須包括的, 就是嚴格意義下的微積分, 線性代數至少要講明白向量空間理論,然後是概率論, 至少要懂的大數定理中心極限定理證明和應用

4樓:

我認為用龔公升的《簡明微積分》就很好了,個人認為這是最完美的物理系高數教材

1 一開始講微積分,而不是e-d語言,符合正常人的認識規律,也有利於大一普物的開設,數學不用物理老師再講一遍

2 涉及了微分形式,這東西多有用我也不必多說了 ,當然,流形上的微積分沒有仔細講,可以多補充一些

3 語言通俗生動,方便理解。

當然,還有很多topic沒有涉及,比方說一些關於數值計算的介紹,這個老師可以做補充

5樓:敦圄

學物理的學生高數計算能力要遠強於數學系的學生。

我會把前蘇聯的數學系六年制本科教材,取其精華,編成教輔。

執行鐵血政策,所有高數考試最終成績低於 90/100 的物理系學生,強制他們轉系。

6樓:

目前距離我學習高等數學,已經過去二十年了。只能說在這裡拋磚引玉吧!

我覺得,這方面已經有好幾套好書了,蕭規曹隨即可。

1. 北大李忠、周建瑩《高等數學》

2. 四川大學物理類高等數學一套四本,涵蓋微積分、解析幾何、常微分方程、線性代數、概率論和數學物理方法

3. 中科大《高等數學導論》,微積分、解析幾何、常微分方程三大塊。也包括了「向量分析與場論」內容。

這三套書中,北大的在圖書館翻閱過,川大的我仔細學習了第四冊,中科大的舊版是三卷本加習題集,新版是兩卷本,我仔細學習了舊版,做了習題。感覺微積分和幾何學的知識完全夠用了。

而常微分方程我覺得「高數」書裡內容還不太夠,自己學習了丁同仁、李承志的《常微分方程》。後來發現「數學建模」和「數學物理方法」裡還有不少常微分方程計算相關的內容,是數學系不太關心而物理中會用到的。不過這都是後話了。

南京大學匡亞明學院的高等數學會講三個學期,第三學期(大二上學期)蘇奶奶會講實變和泛函的初步。我沒聽過,我學實變讀的是最普通的周民強的書,泛函看了張恭慶上冊,由於不常用,兩者都涉獵不多。副產品是我對集合論、點集拓撲較為熟悉。

這部分內容在數學分析裡也有一些,所以要不要講給學生,見仁見智了。

我在這裡提醒一下,切勿想要「畢其功於一役」。數學學習是長期的事情,不必苛求自己,後續課程中還會反覆加強一些內容。如「復變函式論」「數學物理方法」「實變函式」「泛函分析」「拓撲學」「微分幾何」「概率論與數理統計」等等。

學習微積分的時候,我建議就針對其核心內容,輔助必要的練習題,打好基礎即可。我在高中畢業後上大學之前集中學習了很久極限論的內容,後來發現對後續分析部分內容的學習很有幫助。

最後推薦一部中國大數學家寫的書。這套書也是中科大早年間的講義。讀史使人明智。

不過那時候大學物理系是五年制,後來一度改為六年制。書中的內容應該是較為過量和古老的了,不建議購買,可以去圖書館查閱,看看有哪些有趣的內容。

我大四的時候這本書剛出現,翻了翻覺得很不錯:

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