(廣西壯族自治區(qū)梧州市藤縣第一中學(xué))
摘 要:在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生思維能力一直都是一項重要的教學(xué)任務(wù)。特別是在學(xué)習(xí)函數(shù)單調(diào)性這一模塊的知識時,學(xué)生只有擁有了一定程度上的思維能力和思維習(xí)慣,才能對這一模塊的知識理解得更加深入、更加透徹,從而能夠在練習(xí)中不斷地提升自己的思維能力以及應(yīng)用技巧。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);函數(shù)單調(diào)性;思維能力;提升方法
函數(shù)單調(diào)性,簡單來說,就是在某一個區(qū)間上自變量在函數(shù)的增減變化中,函數(shù)值的變化規(guī)律。高中數(shù)學(xué)中的函數(shù)單調(diào)性是比學(xué)生在初中接觸到的函數(shù)知識還要高上一個知識層面的學(xué)科內(nèi)容,同時它作為學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中需要掌握的第一個函數(shù)的性質(zhì),函數(shù)單調(diào)性也可以被稱為函數(shù)的增減性,當f(x)的自變量在定義的區(qū)間增大或減小時,f(x)本身也隨之增大或減小。在進行函數(shù)單調(diào)性的學(xué)習(xí)過程中,教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境、合理設(shè)計作業(yè)以及開展數(shù)學(xué)活動的方式,提升學(xué)生對函數(shù)單調(diào)性的理解,從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)單調(diào)性的思維能力。
一、創(chuàng)設(shè)生活化情境教學(xué),提升初步認識
教師通過創(chuàng)設(shè)一個符合生活實際的教學(xué)情境,能夠很好地將學(xué)生帶入這一情境中,使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,并激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望。數(shù)學(xué)雖然具有抽象性和嚴謹?shù)倪壿嬓?,但不可否認的是,數(shù)學(xué)也是來源于生活的學(xué)科,很多理論、概念、公式都是由于生活中的現(xiàn)象經(jīng)過精確研究計算和推導(dǎo)而得到的,其目的也在于服務(wù)生活實際。因此,教師只要在課堂中創(chuàng)造一個符合生活實際的數(shù)學(xué)函數(shù)單調(diào)性情境,就能夠有效地提升課堂教學(xué)效率。
例如,教師以北京奧運會的開幕式為例,通過創(chuàng)設(shè)生活化情境的方式提升學(xué)生的函數(shù)單調(diào)性思維能力。教師在課前先布置任務(wù):①由于某種原因,2008年北京奧運會開幕式時間由原定的7月25日推遲到8月8日,請查閱資料說明做出這個決定的主要原因;②通過查閱歷史資料研究北京奧運會開幕式當天氣溫變化情況。通過課堂交流可以得知,開幕式推遲主要是天氣的原因,北京的天氣到8月中旬,平均氣溫、平均降雨量和平均降雨天數(shù)等均開始下降,比較適宜大型國際體育賽事。那么北京市在8月8日一整天的氣溫變化就可以用一張曲線圖表示,如圖1所示。
此時教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生捕捉重要信息,然后啟發(fā)學(xué)生的思維。
問題1:請同學(xué)們觀察圖,指出該天的氣溫在如何變化?此題由學(xué)生獨立思考,不得進行討論。
問題2:還能舉出生活中其他的數(shù)據(jù)變化情況嗎?
對于問題1來說,是典型的通過生活實例,讓學(xué)生對圖象的上升和下降有一個初步的感性認識,讓學(xué)生感受函數(shù)的單調(diào)性和我們的生活密切相關(guān),進而激發(fā)學(xué)生的興趣,引發(fā)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)的好奇心。某學(xué)生對問題1的回答是:當時間在0~4時,溫度呈下降趨勢;當時間在4~14時,溫度呈上升趨勢;當時間在14~24時,溫度呈下降趨勢。
對于問題2來說,學(xué)生可能會由此聯(lián)想到水位高低、油價波動以及股票波動等等。
對這一案例的歸納為:通過函數(shù)單調(diào)性的思維,明白了隨著自變量的變化,函數(shù)值是變大還是變小。而這樣設(shè)計情境的核心在于通過生活情境進入課堂,以引起學(xué)生興趣。
二、設(shè)計綜合性的習(xí)題作業(yè),培養(yǎng)思維組織性和發(fā)散性
高中函數(shù)單調(diào)性這一模塊的知識不僅牽涉到學(xué)生在初中所接觸的函數(shù)知識,還涉及一些對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)而言較為復(fù)雜和困難的知識,這些知識看似獨立,但又有著極其密切的聯(lián)系,而學(xué)生想要掌握這些知識間的關(guān)聯(lián)性,就需要擁有數(shù)學(xué)思維能力中的組織性和發(fā)散性。為此,教師必須引導(dǎo)學(xué)生將已經(jīng)掌握的知識進行條理清晰、層次分明的整理和歸納,完善學(xué)生思維能力的組織性,其次還要引導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)W會從多個角度去思考問題,促使思維發(fā)散性得到提升的空間。
例如:畫出y=x和y=x2的函數(shù)圖象,回答下面兩個問題。
問題1:分別指出上面兩個函數(shù)的圖象在哪個區(qū)間是上升的,在哪個區(qū)間是下降的?
問題2:同學(xué)們能用數(shù)學(xué)語言把這兩個函數(shù)圖象“上升”或“下降”的特征描述出來嗎?
對于問題1,可以將兩個函數(shù)圖象畫出來,如圖2所示。
(左為y=x,右為y=x2)
某學(xué)生在作業(yè)中這樣描述:一次函數(shù)的定義域呈整體上升趨勢,二次函數(shù)呈先下降后上升趨勢。教師應(yīng)評價,這樣定義是否準確?另一學(xué)生這樣回答:一次函數(shù)y=x在區(qū)間(-∞,+∞)上是“上升”的;二次函數(shù)y=x2在區(qū)間(-∞,0)上是“下降”的,(0,-∞)上是“上升”的。教師同樣進行評價。
對于問題2,學(xué)生可能會顯得思維混亂,難以下手。此時教師可以通過幾何畫板將y=x展示出來,顯示A點的運動情況,使學(xué)生理解x、y的變化。此時,教師應(yīng)及時提問:請用語言表示y=x圖象的“上升”特征。某學(xué)生回答:該函數(shù)隨著x值的增大,y值相應(yīng)增大。教師要學(xué)生評價該生的回答是否準確。另一學(xué)生補充回答:該函數(shù)在區(qū)間(-∞,+∞)上隨著x值的增大,y值相應(yīng)增大。教師應(yīng)對這名學(xué)生的補充回答予以肯定。再提問:函數(shù)y=x2呢?第三名學(xué)生回答:函數(shù)y=x2在區(qū)間(-∞,0)上隨著x值的增大,y值相應(yīng)減??;在區(qū)間(0,+∞)上是隨著x值的增大,y值相應(yīng)增大。教師最后補充:在數(shù)學(xué)上,我們把y隨著x值的增大而增大,稱為增函數(shù);把y隨著x值的增大而減小,稱為減函數(shù)。
三、開展比較分析的教學(xué)活動,提升學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力
比較分析在學(xué)生的生活中很常見,教師可以通過數(shù)學(xué)活動的方式,引導(dǎo)學(xué)生對函數(shù)單調(diào)性進行比較分析,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。此外,教師還需要引導(dǎo)學(xué)生進行及時的反思。反思作為一種能夠較好地促進學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法、養(yǎng)成良好思維方式的學(xué)習(xí)意識,在比較分析教學(xué)中也能夠得到較好的運用,這樣不僅能促進學(xué)生養(yǎng)成比較分析的解題思路,還能提升學(xué)生的思維能力。
高中數(shù)學(xué)函數(shù)單調(diào)性這一模塊的知識作為當前高中生必須掌握的知識點,教師在教學(xué)中必須將學(xué)生放在主體地位上,利用一切有效的教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,并設(shè)計針對性的習(xí)題訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生思維能力的組織性和發(fā)散性,在解決學(xué)習(xí)困難時引入比較分析法,加強學(xué)生對概念性知識的理解程度,最后還需要引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思,及時發(fā)現(xiàn)自身思維方式上的缺陷和學(xué)習(xí)能力上的問題,以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的教學(xué)質(zhì)量。
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作者簡介:韋杰雄(1974—),男,漢族,廣西藤縣人,中學(xué)一級教師,研究方向為高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)函數(shù)教學(xué)。
編輯 溫雪蓮