肖海兵
導數(shù)的思想來源于古人對無窮大與無窮小的思考.中國古人思索過,如果將一根木棒每天分為兩截,它可以無限的分下去;如果知識的海洋是無限的,而人們能學到的知識是有限的,如果人們能永遠長生,且勤奮不懈地學習下去,那么人們是否能學習到無限多的知識呢?中國古人在很早的時候就思考過數(shù)學中的無窮大與無窮小的知識,并且將該類知識應(yīng)且到土木工程建設(shè)中等.然而,真正將這些知識提出來,并以數(shù)學的方法總結(jié)出規(guī)律的則是西方人,這即是后來的微積分知識.微積分的知識給不確定的答案計算帶來可能性.
例如,一個人從家里走向?qū)W校,他所用的時間為15min.他每踏出一步的時間是多少?這道題無法用平均計算的方法,在條件不充分的情況下也無法得到確定的答案.然而,人們可以根據(jù)已知條件用微積分的思想獲得最近似的答案,而計算其中踏出一步最近似的值則為導數(shù)計算.
微積分的數(shù)學思想開拓了全新的數(shù)學領(lǐng)域.教師要引導學生了解導數(shù)的概念、思考導數(shù)的計算方法、能對導數(shù)知識靈活的應(yīng)用.學生學好導數(shù)知識,才能輕松地學習更深奧的微積分知識.在引導學生學習導數(shù)時,教師可用以下三個流程完成教學實踐.一、引入情境
在引導學生學習導數(shù)時,教師如果直接給出導數(shù)的概念公式,部分學生不能從抽象的知識直接理解導數(shù)的概念.教師要想引導學生理解他們從來沒有聽過的概念,可以從學生已知的概念出發(fā),讓學生思考導數(shù)知識.
例如,教師可以從以上古人的思索開始,讓學生理解無窮大與無窮小的例子,引導學生用函數(shù)的方法表示無窮大與無窮小的思想.通過教師從直觀思維到抽象思維的引導,學生就能理解無窮大與無窮小的含義,同時建立初步的導數(shù)思想.二、引導計算
在引導學生做數(shù)學計算時,有些教師認為數(shù)學計算的意義就是學生會做數(shù)學題,即自己完成教學任務(wù).然而,如果學生沒有深化概念的含義,在做數(shù)學題時會弄錯概念,在計算時弄錯計算的方向.因此,在引導學生計算時,教師要引導學生理解概念知識.
例如,在學生已經(jīng)理解無窮大與無窮小的概念,并能用函數(shù)的方法表達以上兩個概念時,教師可以引導學生深入思考兩個無窮小相加,怎么計算?所得結(jié)果會比一個無窮小大嗎?兩個無窮小相乘的結(jié)果是什么?它比一個無窮小的結(jié)果更大嗎?使學生深入理解無窮小的意義.教師引導學生繼續(xù)思考:兩個無窮大相加的結(jié)果呢?兩個無窮大相乘的結(jié)果呢?學生在無窮大、無窮小的計算和證明中將具象化的知識學為抽象化的理解.通過計算,學生能深化導數(shù)各個概念之間的認識,此時學生對導數(shù)的理解已經(jīng)不再是模糊的感性認識,而是條理清晰的抽象認知.三、引導應(yīng)用
在傳統(tǒng)導數(shù)教學中,教師引導學生應(yīng)用導數(shù)的計算公式的方法只是為了學生會做題,對教師而言,學生只要會做數(shù)學題就完成教學任務(wù).教師以這種方式引導學生學習,學生會出現(xiàn)以下的問題:學生常常會出現(xiàn)知道應(yīng)該怎么做題,做題時常常犯錯,教師通過講解引導學生正確做題,學生再次做類似的題時還是犯同樣的錯,教師的教學效率也難以得到保證.學生做題時反復(fù)犯同樣的錯,是由于教師的教學思路出現(xiàn)偏差,教師引導學生做數(shù)學題,應(yīng)當是為了學生思考和總結(jié)題目中的規(guī)律.
例如,求limx→12x-3x2-5x+4,教師要引導學生思考如下問題:
(1)邏輯思維的分析方法.
學生看到該道數(shù)學題,要從邏輯的思路思考:它給出哪些已知條件,自己需要得出什么未知的結(jié)果.如果學生不能邏輯地分析方法,學生拿到題目只會感覺很茫然.
(2)數(shù)形結(jié)合的思想方法.該道數(shù)學題可以將導學用座標圖的方式表達出來,學生可以直觀地看到該題是一道涉及界限的問題,它需要求出該函數(shù)表達式的界限.
(3)簡化思路的計算方法.
在函數(shù)計算中,有些學生常常用計算的方法、曲折的道路證明問題,或者面對幾何圖形不知道如何證明.學生如果意識到數(shù)形結(jié)合的問題,就應(yīng)當時時擁有函數(shù)、幾何、坐標是一體的認知,在計算時,要根據(jù)已知條件判斷哪種方式最便于計算就優(yōu)先使用該種計算方式的思路.
教師要引導學生一邊做題一邊總結(jié)規(guī)律,然后將總結(jié)的規(guī)律應(yīng)用到其他的數(shù)學問題中.當學生能自己通過做題慢慢總結(jié)出知識的規(guī)律時,學生已經(jīng)完成數(shù)學建模思想.
總之,在引導學生學習導數(shù)時,教師應(yīng)以直觀方式引導學生進入學習情境,用直觀方式導入便于學生深入淺出地建立初步導數(shù)的概念;在引導學生計算時,教師應(yīng)讓學生通過思考把直觀現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為抽象知識,學生能抽象地了解概念知識的內(nèi)涵時,學生即深入理解了概念知識;計算應(yīng)用的目的不是單純地為了讓學生學會做計算題,而是為了讓學生在計算中尋找數(shù)學規(guī)律,這是數(shù)學思想中的建模思想.當學生能完成數(shù)學建模時,就能以建模方式解決生活中導數(shù)問題.