解析函数概念及其教学特点分析

解析函数的概念探究及其教学特点分析【摘要】文章论述了解析概念的产生，介绍了解析函数研究的背景及其发展过程；细致分析了函数解析的本质，总结了若干解析的等价条件；然后具体剖析了解析概念在课程教学中的重要性；接着指出了现行课程教学中存在的突出问题；最后，针对问题分析了解析函数内容教学的特点并给出了相应的教学建议.

【关键词】复变函数；解析函数；概念探究；教学特点；教学建议

【中图分类号】g642

引言

复变函数论是现行大学本科数学专业的核心课程，主要学习经典的解析函数理论.早在19世纪，有关解析函数的研究就已经形成了非常系统的理论.这一数学分支是19世纪最为独特的创造，几乎统治了整个19世纪，曾被认为是抽象科学中最和谐的理论之一.自其形成以来，一方面，它深刻地渗透到了代数学、解析数论、微分方程、概率统计、计算数学等数学分支；另一方面，它又被广泛地应用于理论物理、弹性理论、流体力学、电学以及天体力学等方面.它和数学其他分支的联系也日益密切.并且，对它的研究还发展出了一些新的数学分支.因而，在大学数学专业的课程学习中，解析函数的理论占有十分重要的地位.

一般而言，在本科阶段该课程包含的主要内容有：解析函数及其性质、复函数的积分理论、解析函数的taylor展式、解析函数

的laurent展式、留数理论、共形映射以及解析延拓等.这些内容都围绕解析函数这个中心概念展开.要学好复变函数理论，弄清解析函数是一个关键.然而，在教学的过程当中，针对学生而言，对于解析函数概念的学习，尤其是对其本质的认识，仍然是一个薄弱的环节.所以，在教学的过程当中，有必要对解析函数的概念在深层次上作一定的剖析和探究，同时对其教学特点作一定的分析和总结.这样一来，有利于教学活动的有效展开，起到事半功倍的作用.

文章首先论述了解析概念的产生，介绍了解析函数研究的背景及其发展过程；其次深刻分析了函数解析的本质，总结了若干解析的等价条件；然后具体剖析了解析概念在课程教学中的重要性；接着指出了现行课程教学中存在的突出问题；最后，针对问题分析了解析函数内容教学的特点并给出了相应的教学建议.

一、解析概念的产生

1.研究的历史

复数以及复变函数的研究是与部分分式积分法，确定复数与复数的对数，保形映射，以及实系数多项式的分解等研究相联系而被引入数学的.

三、解析概念教学的重要性

1.解析概念的地位

解析函数是复变函数论研究的中心对象，因而复变函数论常常又称为解析函数论.解析函数是整个复变函数论最基本最重要的概念.

其重要性体现在：首先，通过解析函数的定义，将复变函数论的中心研究对象作了界定，使课程主题对象明确化.其次，由解析函数论研究的历史，许多相关的数学和实际问题的研究其对应的对象都是解析函数，这在课程中有重要的体现.最后，在课程中，由不同时期关于复变函数的研究得到的结果是由解析这个概念系统

组织在一起的.

2.解析概念的纽带作用

现行大学复变函数论课程的内容因要求不同而有所区别.一般

在本科阶段该课程包含的主要内容有：解析函数及其性质、复函数的积分理论、解析函数的taylor展式、解析函数的laurent展式、留数理论、共形映射以及解析延拓等.如上所言，解析函数是该课程研究的中心对象，而解析又是该课程最基本最重要的概念.实际上，在课程教学中，解析概念还起着关键的纽带作用.

除去复数与复变函数的基本概念外，课程其他部分的内容均围绕解析函数而展开.在讨论复积分时，由函数解析得到著名的柯西积分定理和柯西积分公式等结论；在复级数的讨论中，得到幂级数的解析性和解析函数的级数性质；随后对环状区域内函数的解析与级数展开讨论了条件与性质；在讨论留数理论时，虽然是针对奇点（不解析点），但还是利用去心邻域内函数的解析性；共形映射则从几何的角度讨论解析的性质与应用.所以，课程的各部分内容都是由解析概念联系在一起的.

四、教学中的问题

1.背景知识教学的缺乏

目前，大学数学专业课程的教学中普遍存在概念背景知识教学的缺乏.通常直接给出概念以及公理、引理，接下来，大部分时间在做推理论证.这种教学和学习的方式使学生感到课程枯燥乏味，大大降低了学习效率.复变函数论课程的教学中当然也存在类似问题.

关于解析函数的概念，大多数教材都未给出相应的背景知识，教师教学时也不太重视这个问题.通常是给出定义后，仅将定义本身解释一遍，而如此定义的原因、过程等等却未给出相应的必要说明.如忽视了解析概念的研究的起源、解析函数研究的发展变化以及概念形成的背景等等.致使学生在学习中感到突兀和茫然，对概念没有深刻的体会和把握，只能低效机械地学习.

2.概念本质的强化不够

在通常的课程教学中，对解析概念的本质强化不够.实际上，在学完了解析的概念（定义）后，学生对解析几乎不可能有任何深层的体会.而在稍后几部分重要内容即复函数的积分理论、解析函数的taylor展式、解析函数的laurent展式、留数理论、共形映射以及解析延拓等的学习中，教师和学生又会更加注重于数学逻辑的推导和技巧的锻炼，往往忽视了在这些内容的教学和学习中去深化对“解析”的认识.

这样一来，削弱了学生对解析概念的认识和体会，一定程度上使其降低了对各部分内容关联度的认识，不能从更高的视野下来系

统把握整个课程的内容.

五、教学的特点及建议

1.教学特点分析

由上述对解析概念的剖析探究以及复变函数论课程内容的特点，结合数学教育的内在规律，对于解析概念的教学，总结如下几个特点：

（1）背景知识的教学，如研究的起源、发展、形成等对于解析概念的教学是必要的.恰当的背景知识的引入会使学生更为自然和轻松地接受概念，并且对知识的发展会有一定的历史的把握.

（2）解析概念对应的实际意义，如映射的保形性、场的无源无旋性等内容的教学对加深学生在概念理解和接受上有很大的作用.它会在一定程度上将概念形象化，使学生易于接受.

（3）解析概念在整个复变函数论课程各部分内容的教学中具有纽带作用，充分发挥并适时强化这一纽带作用有利于学生对课程内容的全面把握.

（4）解析及其性质与实函数的对比在教学上有利于深化学生对解析概念的理解.函数的解析特性导致复函数在性质上与一元实函数有本质差异，在教学中特意比较这种差异有利于学生深刻领会解析的含义.

（5）解析的多种不同等价形式也有利于学生对概念的理解和掌握.熟悉并领会多种不同的等价形式不仅有助于理解概念，还有助于对整体内容的把握.