摘要:函數(shù)是高中數(shù)學教學中的核心內(nèi)容,其思想與方法貫穿于整個高中數(shù)學教學階段,由于其抽象性特點,函數(shù)始終是學生“學”與教師“教”的難點。應(yīng)用Excel的公式和圖表功能能準確、快速地進行計算和呈現(xiàn)函數(shù)圖像,能夠突出重點,化抽象為具體,有效化解難點,并對于促進高中函數(shù)教學具有重要的意義和作用。本文從Excel應(yīng)用在高中數(shù)學函數(shù)教學中的重要性說起,重點從快速求函數(shù)值和快速繪制函數(shù)圖像兩個角度對Excel在高中數(shù)學函數(shù)教學中的應(yīng)用展開分析。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;函數(shù)教學;Excel應(yīng)用
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字化教學對教師提出了新的挑戰(zhàn),合理運用信息技術(shù)是輔助教學時新課標對每一個數(shù)學老師的基本要求。如何在高中數(shù)學函數(shù)教學中合理應(yīng)用Excel軟件,使之有助于將抽象的高等數(shù)學概念轉(zhuǎn)化為直觀內(nèi)容,便于學生理解和接受。就這個問題,筆者結(jié)合多年教學實踐,不揣淺陋、雜談如下:
一、 Excel在高中數(shù)學函數(shù)教學中的應(yīng)用重要性
函數(shù)是一種對客觀世界變化規(guī)律進行描述的數(shù)學模型,是高中數(shù)學教學中的重難點內(nèi)容,其中函數(shù)圖像能夠?qū)⒆兞块g的依賴關(guān)系與函數(shù)的性質(zhì)進行直觀地描繪,在對函數(shù)的研究過程中屬于極為重要的工具。高中教材中對于函數(shù)的涉及主要集中于集合與對應(yīng)語言的刻畫,通過運動變化去描述,有著高度抽象的特點。而為了讓這一抽象程度有所降低,在教學過程中可應(yīng)用計算機相關(guān)知識對該部分教學內(nèi)容予以講解。而Excel作為擁有強大功能的電子表格程序,能夠以更為專業(yè)外觀的圖表對數(shù)據(jù)進行直觀展示,將其應(yīng)用在高中數(shù)學的函數(shù)教學中,能將繁瑣、復(fù)雜、抽象的數(shù)學問題變得更加生動、透徹、簡單,從而最優(yōu)化地提高課堂教學過程,最大限度地提高課堂教學效率,同時能夠有效拓展學生思維,提升學生對函數(shù)的學習興趣,這也是很多教學軟件無法比擬的。
二、 Excel在高中數(shù)學函數(shù)教學中的應(yīng)用分析
在實際教學過程中,教師在繪制函數(shù)圖像時,通常都是對函數(shù)的某些點的取值進行關(guān)注,之后利用平滑曲線將這些取值之處的點進行連接,這一過程在實際教學時會在計算與繪制圖形中花費大量時間,并且無法確保所畫函數(shù)圖像的精準度。因此,下文筆者便以兩個函數(shù)的取值與圖像為實例去對Excel在高中數(shù)學函數(shù)教學中的具體應(yīng)用進行講解。比如分別求出函數(shù)f(x)=x2-4x+1與函數(shù)t(x)=x2-2x+1在x=-1,0,1,2,3,4,5時的取值,同時在同一個坐標系中將函數(shù)f(x)=x2-4x+1與函數(shù)t(x)=x2-2x+1的圖像描繪出來。
(一) 應(yīng)用Excel公式快速求出函數(shù)值
應(yīng)用Excel軟件中的公式填充與序列填充功能,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的大量輸入,并且有著快速、精準的特性,有效提升了工作效率。在A2單元格中進行數(shù)值-1的輸入,通過應(yīng)用步長為1、終止值為5的等差序列去進行填充,能夠得到A3單元格到A8單元格區(qū)域當中的數(shù)值。在B2單元格當中輸入公式=A22-4*A2+1,在C2單元格中輸入公式=A22-2*A2+1,之后利用填充柄進行自動填充,進而自動生成B3單元格到B8單元格區(qū)域內(nèi)以及C3單元格到C8單元格區(qū)域內(nèi)的數(shù)值。
通過有效應(yīng)用Excel軟件中的公式填充及序列填充功能,在高中數(shù)學函數(shù)教學課堂中能夠?qū)⒑瘮?shù)值進行快速、方便且精準的呈現(xiàn),節(jié)省了傳統(tǒng)教學當中表格繪制、數(shù)值計算所花費的大量課堂時間,讓學生對于函數(shù)本身的特點更為關(guān)注,教學重難點也能夠得到高效解決。
(二) 應(yīng)用Excel圖表快速繪制函數(shù)圖像
通過應(yīng)用Excel軟件中的圖表功能能夠?qū)崿F(xiàn)函數(shù)圖像的快速繪制,具體來講分為兩個主要步驟,其一是進行函數(shù)圖像數(shù)據(jù)源地構(gòu)建,其二便是根據(jù)數(shù)據(jù)源進行圖表的創(chuàng)建。
1. 函數(shù)圖像數(shù)據(jù)源的構(gòu)建
數(shù)據(jù)源當中的變量取值之間步長越小,所獲得的函數(shù)圖像便越發(fā)精準,因此為了讓所獲圖像更為精準美觀,在這一實例當中我們便采用0.1的步長作為變量x的取值,具體操作方法與上述的應(yīng)用公式快速求出函數(shù)值相似。首先,我們在A2單元格中進行數(shù)值-1的輸入,采用步長0.1、終止值5的等差序列對A3單元格到A62單元格區(qū)域內(nèi)的數(shù)值進行填充。之后在B2單元格中輸入公式=A22-4*A2+1以及在C2單元格中輸入公式=A22-2*A2+1,采用填充柄進行自動填充,進而自動生成B3單元格到B62單元格區(qū)域中以及C3單元格到C62單元格區(qū)域中的值。
2. 根據(jù)數(shù)據(jù)源進行圖表的創(chuàng)建
創(chuàng)建Excel圖表的主要思路便是進行描點作圖,通常采用的散點圖。以A1到C62的矩形區(qū)域為數(shù)據(jù)源,創(chuàng)建出帶有平滑線的散點圖,具體操作方法為:①選取左上角為A1以及右下角為C62的矩形區(qū)域;②點擊Excel軟件中的“插入”選項卡中功能區(qū)的“圖表”組列中的“散點圖”,選擇“帶平滑線”的散點圖。通過上述步驟進行操作便能夠有效得出函數(shù)f(x)=x2-4x+1與函數(shù)t(x)=x2-2x+1在[-1,5]區(qū)間內(nèi)的圖像。此外,還能夠按照需要在圖表中進行縱橫網(wǎng)格線與坐標軸刻度等設(shè)置。通過這一形式的教學手段,不僅要比傳統(tǒng)教學中的手工繪制函數(shù)圖像要省時省力,更能夠獲得精準、美觀的函數(shù)圖像,有效促進學生對函數(shù)知識的深入理解,對學生的創(chuàng)新思維有著良好的啟發(fā)。
綜上所述,函數(shù)作為高中數(shù)學學科的重要教學內(nèi)容,有著高度抽象的特性,憑借Excel形象直觀、新奇有趣的特點,能夠充分發(fā)揮其在函數(shù)作圖、函數(shù)計算功能方面的輔助教學作用,如此一來可有效激發(fā)學生對函數(shù)知識的學習興趣,知識抽象性也能有所降低,教學質(zhì)量與效果便會大大增加。然而,這一現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的實效性發(fā)揮,離不開教師較高的信息素養(yǎng),作為一名高中數(shù)學教師則需要重視知識更新,勇于嘗試新的教學方法與手段,才能夠在教學過程中真正啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維,提高學生的動手實踐能力。
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作者簡介:
馬嬋娟,福建省漳州市,漳州臺商投資區(qū)華僑中學。