问题

大一新生如何自学高等数学?

回答
大学刚入学,面对的是和高中截然不同的学习模式,尤其是高等数学(微积分),这门课很多人会觉得艰深晦涩,但其实只要掌握了方法,自学起来也并非不可逾越的鸿沟。 我自己刚入学时也曾为此头疼,摸索了一段时间,也听了不少师兄师姐的经验,总结了一些个人觉得比较有效的方法,分享给你,希望能帮到你。

一、 心态建设与目标设定:打好基础,不畏挑战

首先,要明白高等数学是大学许多专业的基础,它锻炼的是你的逻辑思维、抽象能力和严谨性。 不要因为之前学得不太好或者听别人说它难就产生畏惧心理。 事实上,很多人刚开始都会觉得吃力,这是正常的。 关键在于你如何去面对。

调整心态: 把高数当作一个全新的挑战,一个能提升你能力的工具,而不是一个必须克服的敌人。 把它看作是一门艺术,它揭示了世界运作的规律,挺酷的!
明确目标: 你是为了通过考试而学?还是为了更好地理解专业知识?或是想培养自己的数理能力?明确目标能帮助你更有针对性地投入时间和精力。 我刚开始就是想着能顺利通过考试,但后来发现理解了之后,做题反倒更顺手了。

二、 预习与复习:循序渐进,温故知新

这是自学最核心的环节。 不要指望听一遍课就全懂了,也不是等到考试前才临时抱佛脚。

课前预习:
通读章节: 翻一翻教材的目录和章节标题,对本章要讲的内容有个大致的了解。
读懂定义和定理: 尤其是新出现的概念,比如极限、导数、积分的定义,试着去理解它的字面意思,它想要表达什么。 不要怕一开始看不懂,先有个印象就好。
看例题: 看看教材里的例题是怎么做的,它们是如何运用定义和定理来解决问题的。 即使看不懂过程,至少知道例子是什么。
带着问题去听课: 预习过程中遇到的疑问,可以记下来,在听课时重点关注老师的讲解,或者在课后主动寻找答案。

课后复习:
梳理知识点: 听完课后,合上书本,回忆一下老师讲了哪些主要内容,列出知识框架。
消化吸收: 重新翻阅教材,对照老师的讲解,把之前预习时没看懂的地方弄清楚。 这一步是关键,要一点一点地啃。
做练习题: 这是检验你是否真正理解的关键。 从最基础的题目开始做,确保你掌握了每个知识点的应用。
定期回顾: 每周或者每章结束时,都要花时间回顾之前学过的内容,巩固记忆,防止遗忘。

三、 教材选择与使用:找到最适合你的“内功心法”

教材是自学的根本。 选择一本适合自己的教材非常重要。

教材的选择:
学校指定教材: 这是最稳妥的选择,因为老师的讲课会围绕它展开。
参考其他教材: 如果觉得指定教材有些晦涩,可以去图书馆找一些评价较高、讲解更通俗易懂的辅导书或者同济大学、北京大学版本的数学教材,它们各有侧重,可以互相补充。 个人感觉同济版的数学教材写得比较细致,对于刚入门的同学来说,会比较友好。

教材的使用技巧:
不要跳读: 即使有些地方你觉得“我知道了”,也建议快速浏览一下,确保没有遗漏细节。
勤做笔记: 在书上空白处写下你的理解、疑问、老师强调的重点,以及自己总结的解题思路。 笔记是你与教材的互动,也是你学习的痕迹。
划重点: 重点概念、重要公式、典型例题都可以用不同颜色的笔做标记。
理解比死记硬背重要: 很多公式不是凭空出现的,它们是数学思想的体现。 试着去理解公式的推导过程和背后的意义,这样才能灵活运用。

四、 练习题:动手实操,熟能生巧

高数这门课,不练永远学不会。

题型分类: 高数的题型大概可以分为概念辨析、计算题、证明题、应用题等。 了解题型有助于你更有条理地练习。
循序渐进: 先从教材后面的课后习题开始,做那些最基础的题目,确保你掌握了每一个基本概念和运算。
精选例题: 教材中的例题都是经过精心设计的,它们能够很好地展示知识点的应用。 多看几遍,理解透彻。
错题本: 准备一个错题本,把做错的题目,尤其是那些因为概念不清、计算失误或者思路错误而错的题目,详细记录下来,并写上正确的解题思路和方法。 定期翻看错题本,反复练习,直至掌握。 我感觉这比盲目刷题要有效得多。
不要畏惧难题: 在掌握了基础知识后,可以尝试一些有难度的题目,但不要钻牛角尖。 如果一道题卡了好久,不妨先放一放,或者参考答案理解思路,然后再自己重新做一遍。
总结解题方法: 做完一类题目后,试着总结一下这类题目的解题思路、技巧和易错点。 比如求极限,可以总结一下常见的方法:洛必达法则、泰勒展开、等价无穷小替换等等。

五、 资源利用:多管齐下,事半功倍

除了教材和课堂,还有很多资源可以帮助你学习。

网络课程/教学视频: 很多大学和在线教育平台都有非常优质的高等数学教学视频。 比如国内有一些名校公开课,或者一些知名的网课平台。 找到适合自己风格的老师,可以让你对某些难点有更深的理解。 看看不同的老师是怎么讲同一个知识点的,有时你会发现某个老师的讲解更能触动你。
学习小组: 和同学组成学习小组,互相讨论问题,分享学习心得。 集思广益,能让你看到不同的解题思路,也能在讨论中加深对知识的理解。 当你把一个概念讲给别人听的时候,你才会发现自己是不是真的懂了。
老师和助教: 不要害怕去问老师或助教问题。 他们是为你答疑解惑的专业人士。 遇到不懂的地方,勇敢地举手提问,或者在课后找他们交流。 我刚入学时,总觉得问问题很丢人,后来发现老师们都很乐意解答,而且他们的解答往往能点醒我。
参考书和习题集: 除了教材,市面上也有很多优秀的高数辅导书和习题集,可以根据自己的情况选择。

六、 具体学习路径建议:一步一个脚印

1. 熟悉基本概念和定义:
极限: 这是微积分的基石。 理解极限的定义,掌握各种求极限的方法(如夹逼定理、洛必达法则、泰勒展开等)。
导数: 理解导数的几何意义(切线斜率)和物理意义(瞬时变化率)。 掌握求导的各种法则(四则运算法则、链式法则、隐函数求导等)。
积分: 理解定积分和不定积分的概念。 掌握积分的各种计算技巧(换元积分法、分部积分法、特殊函数的积分)。

2. 掌握重要定理和性质:
中值定理: 如拉格朗日中值定理、柯西中值定理、泰勒定理。 这些定理在理论推导和题目证明中非常重要。
积分中值定理: 理解它的意义和应用。
极值和最优化问题: 掌握利用导数求函数的极值和最值的方法。

3. 应用与拓展:
导数的应用: 函数的单调性、凹凸性、拐点、渐近线等,这些都是分析函数性质的重要工具。
积分的应用: 计算曲线下面积、曲边梯形的面积、旋转体的体积、弧长等等。 这些能让你看到数学在现实世界中的应用。

一些个人经验分享:

不要上来就死磕难题: 先把基础打牢,把概念吃透,再去看那些综合性强、难度大的题目。
多动笔: 光看是没用的,一定要亲自动手去写,去计算,去推导。 纸和笔是你最好的老师。
保持耐心和毅力: 学习高数是一个循序渐进的过程,遇到困难不要轻易放弃。 每天坚持学习一点,你会发现自己一直在进步。
结合专业学习: 很多专业都会用到高等数学,试着去了解高数在你专业中的应用,这会增加你学习的兴趣和动力。

自学高数是一个需要付出努力的过程,但也是一个能让你收获巨大的过程。 相信自己,找到适合自己的方法,一步一个脚印地走下去,你一定能掌握这门重要的学科! 加油!

网友意见

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这里有一份包括微积分、离散数学、线性代数、抽象代数、实分析……等各种数学科目的资料清单,带免费链接资源的那种,来自北亚利桑那大学的数学系副教授Dana C. Ernst。

其中还包括一些可以互动的课本:

大列表是由一些小列表组成,其中最丰盛的就是微积分。

微积分

1、Apex Calculus
apexcalculus.com/

这是一本开源书,来自弗吉尼亚军事学院。气质有点像传统的微积分课本,好比Stewart的微积分书。里面有可交互的3D图像。

2、Community Calculus
communitycalculus.org/

作者是惠特曼学院的David Guichard教授,有免费PDF,也时常出现在各种推荐榜单里。

3、MOOCulus
mooculus.osu.edu/handou

俄亥俄州立大学出品的免费教材,几乎是上面那本书的另一个版本。

4、Active Calculus
faculty.gvsu.edu/boelki

这是一套可以深度互动的开源教材,分成序曲、正片以及多变量这三个部分。同学们有课前活动、当堂活动,以及课后练习可以食用。HTML版本里有支持交互的图形,以及全彩的静态图。

5、Calculus
ocw.mit.edu/resources/r

来自MIT的著名教材,作者是Gilbert Strang教授,有免费PDF。还有视频可以搭配食用:bit.ly/366eNQD

6、Calculus Refresher
www-users.math.umn.edu/

明尼苏达大学Paul Garret教授出品。这本书比较短小,是为那些有点基础并想回头捡起来的小伙伴们准备的。有免费PDF。

7、Funny Little Calculus
math.upenn.edu/~ghrist/

作者是宾夕法尼亚大学的Robert Ghrist教授,画风搞笑,有免费PDF。只不过,目前只有第一学期的微积分内容。

8、Paul’s Online Math Notes
tutorial.math.lamar.edu

这本笔记,来自拉玛尔大学的Paul Dawkins教授。涵盖了三个学期的微积分,还包括线性代数和其他内容。在学生当中广泛传阅

9、Contemporary Calculus
scidiv.bellevuecollege.edu

这本书也覆盖了三个学期的微积分,内容比较完整。只是整理这份列表的Ernst教授说,书的格式 (Formatting) 有点捉急。

离散数学

1、Discrete Mathematics: An Open Introduction
discrete.openmathbooks.org

这本开源书,来自北科罗拉多大学的Oscar Levin教授。适合数学专业大一和大二的同学。电子版的交互很美好。

2、Applied Discrete Structures
faculty.uml.edu/klevass

作者是来自马萨诸塞大学洛威尔分校的Al Doerr教授和Kenneth Levasseur教授。

证明导论

1、Mathematical Reasoning: Writing and Proof
tedsundstrom.com/mathem

这本书得到了美国数学研究所的开源课本企划项目的认证,帮大一新生了解怎样写数学证明。

2、An Introduction to Proof via Inquiry-Based Learning
danaernst.com/IBL-Intro

本书的作者,就是整理列表的Ernst教授本人。

3、Introduction to Proof
jiblm.org/downloads/dli

作者是来自贝里学院的Ron Taylor教授。

4、Notes for a Course on Proofs
jiblm.org/downloads/dli

作者是滑石大学的Jacqueline Jensen-Vallin教授。

线性代数

1、A First Course in Linear Algebra
linear.ups.edu/index.ht

这本开源书,是为大二和大三同学准备的导论教材。从线性方程开始,讲到矩阵代数,再到有限维度向量空间。PDF和HTML版本都是免费的。

2、Linear Algebra
ocw.mit.edu/courses/mat

作者又是MIT的Gilbert Strang教授。这其实不算一本书,而是讲义的集合,还附有一些视频。

3、Paul’s Online Math Notes
tutorial.math.lamar.edu

上文出现过一次了,从微积分开始的数学笔记,也涵盖了线性代数。

3、Linear Algebra (Jim Hefforon)
joshua.smcvt.edu/linear

组合学

Combinatorics Through Guided Discovery
math.dartmouth.edu/news

这套笔记,来自达特茅斯大学数学系主任Kenneth Bogart。

抽象代数

1、An Inquiry-Based Approach to Abstract Algebra
danaernst.com/IBL-Abstr

这是一套强调可视化的抽象代数课程材料。

2、Elementary Abstract Algebra: Examples and Applications
sl2x.aimath.org/book/aa

来自天普大学的Justin Hill教授,以及德州农工的Chris Thron教授。这本教材,是为了“将来相当中学老师的同学们”准备的,所以着重强调那些和高中数学有联系的内容,也关注应用。

3、Abstract Algebra: Theory and Applications
abstract.ups.edu/index.

4、Essential Group Theory
thuvienso.bvu.edu.vn/bi

作者是杜伦大学的Michael Batty教授。

5、Group Theory: Birdtracks, Lie’s, and Exceptional Groups
cns.gatech.edu/GroupThe

作者是佐治亚理工学院的Predrag Cvitanović教授。

实分析

1、Analysis
jiblm.org/downloads/dli

作者是拉玛尔大学的W. Ted Mahavier教授。

2、Analysis WebNotes
analysiswebnotes.com/ho

作者是内布拉斯加大学林肯分校的John Lindsay Orr教授。

3、Classical Real Analysis
classicalrealanalysis.info

这里有几本教材的下载链接。其中,Ernst教授强烈推荐Elementary Real Analysis这一本。

列表到此就结束了。不过,教授除了分享这份清单之外,还建议大家参考一下:

另外两份列表

一是Rob Beezer教授的列表,它的覆盖面更广,除了上文已有的门类,还包括复变函数、几何、逻辑、数论、数值分析、概率论等等:
linear.ups.edu/curricul

二是美国数学研究所认证的开源教材列表,内容同样很全面:
aimath.org/textbooks/ap

这两份列表,也会帮你找到自己需要的数学书。

最后,祝大家沉迷学习,无法自拔。

传送门

Ernst教授列表原文:
danaernst.com/resources

—完—

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深有感触的朋友,欢迎赞同、关注、分享三连վ'ᴗ' ի ❤

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粗略拉了一下目前的答主情况。个人常见的数学类优秀答主均没有来,可能这个问题还没到他们那个层级。


先链接一个某公众号的长文:

为什么个人要先放这个东西呢?因为把它作为兴趣和慧根的试金石比较合适。这里的它特指极限的概念。

个人窃以为不喜欢极限概念、不对极限概念产生震撼感的学生,要学好高等数学是件比较困难的事情,或者说学到的是应付考试的技能,而不是高等数学的精髓。

有几个回答还提到了线代,如果把线代认为是高等数学理论中的一个子集,倒也是可以的。不过因为缘分的原因,个人还没有看到很惊艳的线代的介绍文章,这里就先预留线代好文的链接位置,缘分到了再来分享。

还有几个回答提到了概论,如果把它也作为高等数学理论的一个子集,也是很有道理的。因为精力原因,个人暂时也没有看到很惊艳的回答,也预留链接的位置。

个人认为这三个理论基本就是现代科学的三大基石,在哲学、逻辑、应用层面均是基石。极限理论实质是告诉人们如何找到边界;线代是告诉人们如何构建一个最小正交关系空间来容纳边界,为什么要最小空间?因为空间过大,成本会很高;概论是告诉人们在这个边界和空间内,如何更好的标记出未来的位置。

前面这一段务虚的描述,很是关键。


后面一段是务实的描述。

现在的学生很幸福,特指在收集信息方面远超前辈们,互联网的发展直接将学习资源扩充了N倍,但是也会导致过多的噪音,浪费不少青春时间。

1,学生应该引导自己如何在普通课堂获取到有价值的知识。与人面对面的交流,是必要且关键的信息获取场景。

2,视频类的专业课内容,不能成为仅有的依赖;B站有名的3blue有它新颖的地方,但是也存在其特有的科普性质。

3,教材可以选三本,国内通用类,国外通俗易懂类,国外非通俗类,三本相互对照的看。目前口碑好的肯定是第二类,但是多磨练下自己的口味是顶好的,毕竟生活绝大部分时候是味同嚼蜡。


差不多就这样吧,回答还是简练些为好。

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