筅江蘇省高郵中學(xué) 季長征
傾聽學(xué)生反思教學(xué)方能提高——由一道無法分離參變量的題引發(fā)的教學(xué)思考
筅江蘇省高郵中學(xué)季長征
教師作為人生成長中重要階段的引路人之一,有責(zé)任去傾聽學(xué)生,傾聽學(xué)生的需求,反思并改進(jìn)自己的行為,成為他們?nèi)松砷L的領(lǐng)路人,正如李政濤先生所言:“教育的過程是教育者與受教育者互相傾聽與應(yīng)答的過程.”有時傾聽學(xué)生的一些做法,反思自己的教學(xué)會有不一樣的收獲.
分離參變量是解決恒成立問題的一個重要方法,而不是唯一的方法.一天甲學(xué)生拿了下面的題目來問筆者,“已知函數(shù)(fx)=m(x-1)2-2x+3+lnx,m∈R,當(dāng)m>0時,若曲線y=(fx)在點(diǎn)P(1,1)處的切線l與曲線y=(fx)有且只有一個公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的值.”
老師:你怎么考慮的?
老師:你怎么想到分離參變量的?
甲學(xué)生:我想到當(dāng)函數(shù)圖像有且只有一個公共點(diǎn)時可以用圖像法,于是轉(zhuǎn)化為直線與曲線的交點(diǎn)問題.
對啊,學(xué)生思路沒有錯啊,這可是自己平時教學(xué)中總結(jié)的啊.
老師:你把(x-1)2除過來有沒有討論x=1的情況?
反思:將陌生問題熟悉化,很棒!那么為什么甲學(xué)生會這樣想,甲學(xué)生還說班上很多學(xué)生都是這么做的,都解到這解不下去了.他們也找到解答了,解答用的是分類討論,這些話讓筆者思考頗多,大部分學(xué)生酷愛分離參變量法,因?yàn)橛梅蛛x參變量法,通常得到的是一個確定函數(shù)的不等關(guān)系,再用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,往往是確定的,不需要討論,筆者也這么認(rèn)為,因?yàn)槠綍r教學(xué)中筆者將這類題目的解法單一化,替學(xué)生總結(jié)這類題型的方法時過于武斷,沒有考慮其他方法.
前段時間筆者在班上講了這么一道題“已知函數(shù)f(x)=ax2-lnx(a為常數(shù)),若a<0,且對任意的x∈[1,e],f(x)≥(a-2)x恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.”
學(xué)生一般的思路如下:因?yàn)閒(x)≥(a-2)x在x∈[1,e]時恒成立,即a(x2-x)≥lnx-2x在x∈[1,e]時恒成立.
①當(dāng)x=1時,此不等式恒成立,故此時a∈R.
令h(x)=x+1-lnx,x∈(1,e],則h′(x)=1-在x∈(1,e]時恒成立.
故h(x)在x∈(1,e]時單調(diào)遞增,從而h(x)>h(1)=2> 0,從而當(dāng)x∈(1,e]時,g′(x)>0恒成立,故g(x)在x∈(1, e]時單調(diào)遞增.所以g(x)max=g(e)
因?yàn)榉诸愑懻摰姆椒ㄝ^為復(fù)雜,筆者也就一帶而過,沒有對分類討論的方法作詳細(xì)介紹.
反思:其實(shí)在很多試卷評講課時,我們往往沒有抓住第一時間去處理好這類問題的方法,機(jī)遇就這樣稍縱即逝,殊不知,只講分離參變量法會把學(xué)生的思路變得單一,一般題型還好,一旦遇到上面所謂分不了參的,學(xué)生就無從下手.若老師在評講試卷時能認(rèn)真講一下分類討論,學(xué)生也不會對一開始提出的問題無所適從.
改進(jìn)講法:除了分離參變量,有沒有其他的解法呢?其實(shí)有的題目分離參變量的方法也是很好的.
設(shè)F(x)=f(x)-(a-2)x=ax2-lnx-(a-2)x.因?yàn)閷θ我獾膞∈(1,e],f(x)≥(a-2)x恒成立,即F(x)≥0恒成立.
我們回到原題①,那常規(guī)思路應(yīng)該怎么做呢?你們聽完上面這道題能不能用分類討論的方法呢?
在此可做總結(jié),恒成立問題不一定是用分離參變量好,有時構(gòu)造新函數(shù),分類討論也是很好的,要具體問題具體分析.既然筆者忽視對分類討論解法的講解,學(xué)生沒想到.那上面這道題分離參變量真的就走不下去了嗎?
老師:你分離參變量后,接著怎么做?
反思:這就是分參分不下去的根源.是不是就不能講呢?競賽課能講,那平時的教學(xué)不能講嗎?如果學(xué)生平時習(xí)慣了分離參變量就走不下去了嗎?
其實(shí)不然,我們今天引入一個新內(nèi)容——洛必達(dá)法則,洛必達(dá)法則是在一定條件下通過分子分母分別求導(dǎo)再求極限來確定未定式值的方法.法國數(shù)學(xué)家洛必達(dá)在1696年的著作《闡明曲線的無窮小分析》中發(fā)表了這個法則,因此以他為命名.但一般認(rèn)為這個法則是由瑞士數(shù)學(xué)家約翰·伯努利首先發(fā)現(xiàn),因此也被叫作伯努利法則.
(2)在點(diǎn)a的某個去心鄰域內(nèi)兩者都可導(dǎo),且g(′x)≠0;
綜上所述m=1.
這就帶來個問題,洛必達(dá)法則有講的必要嗎?若講的話,怎么講呢?平時又不怎么用,講了會不會違背高考考綱呢?筆者認(rèn)為有講的必要,數(shù)學(xué)的發(fā)展就是在遇到新問題后,解決新問題而產(chǎn)生新知識,應(yīng)該說我們高中教學(xué)中不止一次出現(xiàn)可以用洛必達(dá)法則的,既然學(xué)生好理解,我們?yōu)槭裁床恢v呢.怎么講呢?不能突然說要講洛必達(dá)法則,而是要抓住時機(jī)來講.例如:在講到類似f(x)=,當(dāng)x→+∞,f(x)→0時,有的教師可能是用增長速度講的,x+1的增長速度在x很大時比x2的增長速度慢.這樣講學(xué)生是好理解,但若能在這說出問題的本質(zhì)豈不更好,其實(shí)我們可以用洛必達(dá)法則加以解釋,它屬于型不定式極限,這樣既沒有刻意去講洛必達(dá)法則,也能讓學(xué)生在正常學(xué)習(xí)中多學(xué)了一個知識,何樂而不為呢.其實(shí)學(xué)生在學(xué)物理時就已經(jīng)接觸到類似的問題,物理上說當(dāng)正數(shù)x很小時,sinx近似等于x.用數(shù)學(xué)知識好理解所以正數(shù)x很小時,sinx近似等于x.
平時練習(xí)遇到這樣的怪題,那高三模擬考試中有嗎?有,而且不止一題.筆者就拿高三蘇中三市調(diào)研考試中出現(xiàn)的一道題來說,巧的是筆者是網(wǎng)上閱這道題.此題為第19題共2問16分,第二問均分只有2.3分,為什么這么低,我們閱卷中發(fā)現(xiàn)第二問用分離參變量做的占到95%.為什么會這樣呢?分參中絕大多數(shù)學(xué)生拿不到分?jǐn)?shù),為什么呢?我們先來看看題目:
已知函數(shù)f(x)=x+sinx.
(2)求實(shí)數(shù)a的取值范圍,使不等式f(x)≥axcosx在上恒成立.
我們先來看看構(gòu)造新函數(shù)分類討論的方法,學(xué)生會不會很容易想到.
當(dāng)a>0時,令g(x)=f(x)-axcosx=x+sinx-axcosx,則g′(x)=1+cosx-a(cosx-xsinx)=1+(1-a)cosx+axsinx.
①當(dāng)1-a≥0,即00,所以g(x)在上為單調(diào)增函數(shù).所以g(x)≥g(0)=0+sin0-a·0·cos0=0,符合題意.所以0 ②當(dāng)1-a<0,即a>1時,令h(x)=g′(x)=1+(1-a)cosx+ axsinx,于是h′(x)=(2a-1)sinx+axcosx. 因?yàn)閍>1,所以2a-1>0,從而h′(x)≥0.所以h(x)在上為單調(diào)增函數(shù).所以h(0)≤h(x)≤h即 2-a≤h(x)≤a+1,所以2-a≤g(′x)≤a+1.