极限的概念教学设计作者：张洁来源：《现代职业教育•高职高专》2017年第01期［摘要］作为高等数学的运算工具之一，极限概念非常重要。极限不仅是许多数学概念的基础，而且对于了解微积分思想精髓和发展高等数学思维也发挥着重要作用。在概念教学和演绎证明原则下对极限进行了教学设计：通过直观的方式和严格的演绎证明帮助学生熟悉、理解定义并学会运用形式化的语言描述定义，进一步解决了学生对抽象的语言难以理解的难题。［关键词］极限；概念教学；演绎证明［中图分类号］G642［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2017）01-0166-02一、引言极限的教学困难主要缘于其丰富的概念表述、多样且复杂的记号及学生的种种认知冲突。大一学生对极限的抽象语言描述难以理解，尤其是£任意性，N与£的关系。另外，个别学生在高中极限知识的基础上擅长极限的运算，但对于极限的定义、极限的证明并没有真正掌握。基于极限概念具有的历史相似性，本文的教学手段和教学方式，采用的是借鉴极限发展史并以最直观方式展示极限，进而帮助学生理解透彻极限定义。而在利用极限定义证明数学任务时，学生不断反思概念从而实现了从本质上理解极限概念的目的。二、极限的“概念教学”（一）借用图像分辨率、像素例子直观地引出极限分辨率与极限简单地说，一幅图像分成100个小格子时，画面清晰度不高，分成1000个格子后会逐渐变得清晰。即随着分成格子数量增加，图像会越来越向真实的图像逼近，如上图所示。这个例子非常接近极限的概念表述：£取到足够小的正数时，眼睛是分辨不出来的，如果再提高精度，要提高£，就要把格子割小。这个格子数就类似于概念中的正整数N而图像变得越来越清晰，则类似于数列趋向某一固定值（极限值）。借助此例，学生会从直观上更好地理解概念描述中“越来越接近”和“£与N”之间的关系。（二）引用经典事例，用描述性的语言和数值、图像等多种表象介绍极限概念例如，古代数学家刘徽割圆术利用的即为极限的思想——通过求解圆内接正多边形的面积近似替代圆面积。除此之外，庄子的关于“截丈问题”的一段名言，“一尺之棰，日截其半，万世不竭”，也体现了极限的思想。极限概念最关键的是如何用严格的数学语言描述an与a无限接近，即两者之间的距离越来越小。刻画距离可以用绝对值，无限接近怎么表示？首先用具体的数字列举，如0.1，0.01，0.001，虽然这些数字可以表示距离很小，但是总有比之更小的数字无法一一描述出来，故能列举出来任意小的数字也不能表示无限接近的含义。因此定义中用£来代替任意小的正数。n趋向于无穷大时实现了an与a无限接近的过程。如果一个数列的极限是a,则对任意小的£，都能找到一个N,使得N后面的项距离都小于£，如£取0.1可能是10项以后满足，£取0.01可能是100项以后满足……（可结合数轴演示过程）。如果求出的n是4.5，则取N=4,那么第4项后面的所有项的值都会落在区间（a-£,a+£）。再比如，函数极限的具体概念中，可以通过不同的表征方式描述求极限■（x+1），■■的过程，并分析异同（三）介绍£-N语言的由来以及引入该语言的意义下面给出具体的教学过程：问题1：怎样用严格的数学语言刻画无限接近？200多年前，数学家首次提出了£-N语言，采用严苛的数学符号用来表示极限过程。给出—个数学符号£来表示任意小的数；而对于an和a的距离，我们可以用绝对值即an-a的绝对值（学生讨论）。an无限地接近于a怎么表示，也就是怎么说明这个距离无限小，可结合上述分析共同描述，怎么描述无限小？（引导学生思考）学生会很快回答：两者距离比任意小的正数都小就表示无限小。就是对任意小的正数£，都有an-a的绝对值小于£，那么就无限接近了。问题2：极限要求满足什么过程下的无限接近？从第—项开始无限接近，还是其中某—项都可以？数列任意项的下标n是正的，并且考虑n无限增大，n到正无穷表示无限增大的过程。n趋向于正无穷，什么意思呢？对于a和任意小的一个正数£，旁边有个邻域，如果对于任意小£的都能找到一个N使得n>N时，就是在N右边这些项都落在这个小区间里，就表示无限接近。而且无论此区间多小，都能找到—个界，使得后面的项都落在...
