}
台大學生微積分求生手冊
Surviving Guide to Calculus }
卓永鴻
2018.10.10
1 台大微積分課程介紹
台大的微積分課程,分為微積分甲與微積分乙
1,以下分別簡稱為微甲與微乙。微甲的對象主要為 理工電資,而微乙的對象主要為生農醫管2。大致是 如此區分,但偶有例外。比方說地理系同學可以自 由微甲微乙擇一、經濟系自 101 學年度起將必修由微 乙改為微甲,以及工管系是科管組修微甲、企管組修 微乙等等。
大學的課程不像以前,有教育部預先制定好課 綱,課程的學習內容、順序,多是授課老師自訂。常 見的情況是同一課名,不同老師上起來不小差異。所 以若要說微甲微乙到底分別學什麼,這也是沒辦法 說得太具體的。
大致來說,微甲與微乙最主要的區別是微甲多 了向量微積分,向量微積分是大一微積分中算是比 較困難的課題,而它在電磁學、流體力學中是非常重 要、必學的。至於有些人會說微甲比微乙更重視證 明、更困難,粗略來說是如此,但也常聽到微甲上得
1在遙遠遙遠的從前,曾經有微積分優。
2請不要說成是理組文組之別哦!上了大學,已經更細緻地 分為各個學院了,而且生命科學、醫藥相關科系都是理組哦!
很和善、微乙超級硬一堆證明等等例子。
在台大眾多的大一微積分課程中,又分為統一 教學與非統一教學。統一教學就是多個班有統一的 教科書、統一的進度、統一的作業及考試,非統一教 學就完全由授課教師自由發揮3。
在早年,微甲的統一教學又分為一組與二組。其 中一組為電機、資工、資管及材料等科系,二組為機 械、化工、化學、大氣、地理及土木等科系。自 107 學年度後,制度有些改變。現在是物理系、經濟系、
土木系為微積分模組班,以及其它微甲班。
微甲統一教學的用書,每年不太一樣,也因此內 容與進度每年不甚相同。而微乙統一教學的用書,目 前已經多年不變,所以近年考古題的參考價值頗高。
3所以,和善的微甲與失控的微乙多是非統一教學的班級發 生的。
2 課堂秘笈
首先由心態方面來說:
1. 不要以為高中學過就掉以輕心
高中微積分與大一微積分有一定的重疊,許多 人因此掉以輕心,甚至缺課。其實,高中的內 容往往較為簡化,相同主題到了大學還是有新 東西要學,特別是學期初碰面的「極限的嚴格 定義」4,那可是微積分的開學殺手,其難懂 的程度是殺得許多人措手不及的5!另外,許 多同學是從補習班學的微積分,然而補習班老 師所教的往往是三腳貓功夫,與大學課堂的嚴 謹、深刻是不能比擬的。
所以,除非你是極少數那種高中以前邊先修大 學微積分的資優生,不然千萬不要自恃以前學 的高中微積分!
2. 不可以有逃避心態
4目前微乙統一教學無此主題。
5就連世界一流的數學家 Paul Halmos(1916-2006),當年也是 到了大四才突然領會極限的嚴格定義在講什麼!
許多同學,因為高中以前數學表現不怎樣、因 為微積分曾經被當,對數學產生的畏懼、排斥。
本來若自認數學天分較差,理應付出更多努力。
但是人的心理嘛,難免心生畏懼,會有排斥心 理。一但畏懼,那就完了。你經常向人抱怨買 菜用不到微積分,然而這樣沒有用,你還是要 修微積分;你經常心想先做別的事,微積分晚 點再讀。一週拖過一週,醒過來時,明天就要 期中考。完了完了,明明本來立定心志要好好 努力,怎麼事態發展成這樣?這時真的來不及 了,讓你有再好天資、遇到教學非常好的老師,
這麼短的時間也救不起來了!
所以,你要及早發現自己的逃避心理,然後第 一步先戰勝自己,接著才是其他的學習策略。
這裡來讓我鐵口直斷一下。如果你正是那種因 畏懼而逃避的同學,看了上面這段你雖然會點 頭,但你依然不願意面對、能拖就拖,最後微 積分還是過不了。
不服?那就證明給我看,歡迎學期結束後來信 告知我你成功克服了恐懼。
3. 不要被老師上課方式嚇到
授課老師九成以上都是數學系出身,數學系隸 屬於火星,和生活在地球的我們思維比較不一 樣。即使台下一堆商管社科同學,他在台上依 舊自然而然地定義、定理、證明、……很多同 學直接就被嚇到了。要是即刻調適過來還好,
但常見的是同學馬上兵敗如山倒,不去上課,
也覺得自己學不來微積分。
其實,大學數學課堂與高中以前很不一樣。高 中以前的上課方式很強烈地與考試連結,大學 數學可以平時上課一堆證明,但考試依然以計 算居多。
4. 不要被課本嚇到
大學數學與高中數學有一個差異是:一本書讀 不懂,你可以參考一下別的書,因為不同作者 寫法可能很不一樣。微乙統一教學的用書,近 年來都是同一本……(中間消音),你看不懂 課本寫什麼,不一定是你的問題,也許參考別 的書就讀懂了、有感覺了。
再來是課程進行方面:
1. 主動向助教求助
修微積分的同學多為大一新生,對於助教制度 較為陌生。許多人可能讀到研究所才慢慢了解 助教制度。
常見一種現象:助教開放了 office hour 但都沒 有人要來,另一方面,同學們學習上遇到困難 但不知上哪求助。
所以,聽我一言:
要多多利用助教啊!! 要多多利用助教啊!! 要多多利用助教啊!!
許多助教是非常樂意幫助同學的,你去尋求協 助的時候他們會慈眉善目地幫助你。若是言語 上讓你不好受,經常也是刀子口豆腐心。
若是不幸地,你真的遇到萬中選一的助教:很 沒耐心又對你酸言酸語。或許你可以有個心 態:「我就是厚著臉還是要問你怎麼樣!是你 對我的看法重要還是學分重要!」
以前我在台大修希伯來文時,老師曾經分享過 一個偉大的猶太拉比所說過名言。原文我就不 打了,應該很少人看得懂。字面直譯是說:害
羞的人沒辦法學,沒有耐心的人沒辦法教。前 半句的大意是說,作為學生,你必須勇於尋求 協助、發問。你是第一個能幫助自己的人,接 著才是其他貴人。
2. 多與授課教師發問、建立感情
助教犯錯也是正常的,不必太苛責助教,有時 一些問題可以向授課教師詢問。
不過,這還是其次。更重要的是:
你要向老師展現出你很認真的一面!
你要向老師展現出你很認真的一面!
你要向老師展現出你很認真的一面!
課程大綱往往明定評分標準,但是你慢慢會明 白一件事,文字規定是死的,人是活的,你能 不能拿到學分,授課教師還是掌有最終權責。
在大學,調分是常見的。而為什麼老師要幫你 調分到過呢?那就必須你平常隨時讓老師知道 你的認真、知道你的困難、知道你的突發狀況。
許多老師學期末才遇到一堆同學來求情,說他 生病、車禍、失戀、……各種狀況,所以修課 上比較困難,可是學分又非拿不可。如果你沒 有隨時讓老師知道你的狀況,等學期末總成績
難看了才求情,縱使老師樂意幫助學生,但這 時候老師已經很難做什麼了。
什麼?你平常不太好意思找老師談話?嗯嗯
……可能你還沒體會到被當重修有多麼麻煩,
那就等你重修到大四的時候再多找老師。
我還有個小小建議,各種大小考完之後,自己 趕快寫一份訂正交給老師,實在無法解決的部 分就詢問老師。老師有沒有要求這麼做、會不 會覺得這樣很煩,這不是重點,重點這是一個 展現自己認真的策略。你也不一定真的要這樣 照著做,這只是一個舉例而已,也許你還能發 揮什麼創意來展現給老師。我自己修課的時候 花招可多了,明招暗招都有。
3 校內可用資源
學習要有成效,不光憑個人天分,資源的獲取 也十分重要,以下分享台大校內的資源。
1. 微積分統一教學網
http://www.math.ntu.edu.tw/~mathcal/
就算你是非統一教學的班級,依然可以來看看 這裡的習題解答、歷年期中期末考解答。事實 上,許多準備轉學考的外校同學都會積極使用 這裡的題目。
2. 學習諮詢服務
https://ctld.ntu.edu.tw/ls/reservation/v3/
這是由教務處教學發展中心的學習促進組所 提供的服務,由校內的優秀學⻑姐擔任課業輔 導小老師,給學校同學解惑。不管是解題,還 是學習策略提問、學習資源指引,都可以試著 由小老師那裡獲取一些經驗、秘訣。
3. 台大開放式課程
http://ocw.aca.ntu.edu.tw
以微積分作為關鍵字,可以搜到課程。
4. NIICO 學問學 http://niico.org
這是台北跨校6的學習平台,提供解題、學習 策略等等方面的影片。於期中期末前還會舉行
「微積分之夜」的直播解題活動。
6但主辦單位是隸屬於台大
4 校外資源
1. Wolfram Alpha
http://www.wolframalpha.com/
將數學問題輸入,它可以快速幫你計算、畫函 數圖等等,異常強大。
2. Khan Academy
https://www.khanacademy.org/
知名的可汗學院,提供優質免費的教學影片,
內容包含中學數學、大學微積分、機率統計等 等。
在網易公開課有中文字幕:
https://open.163.com/khan/
3. 3blue1brown
http://www.3blue1brown.com/
利用精美的動畫來提供對數學的直觀理解,內 容包含 Essence of Calculus、Essence of Linear Algebra 等等。
B 站上有官方中文站:
https://space.bilibili.com/88461692/ ,有翻成中 文的微積分的本質、線性代數及深度學習等 等。
知乎上有相關討論文章
https://www.zhihu.com/question/58819482 其中這是官方中文翻譯團隊成員的回答
https://www.zhihu.com/question/58819482/answer/253076648 介紹了 3blue1brown 創辦人的理念。
4. 微積分福音
http://CalcGospel.in
我不喜歡自吹,請自行參考。