摘 要:“數(shù)學難,難于上青天”已成為多數(shù)高中學生的“難言之隱”。如何破解學生畏懼數(shù)學的學習現(xiàn)狀,激發(fā)出濃厚的學習興趣是擺在數(shù)學教師面前的重要課題。本文試圖利用新課標理念,從概念理解、數(shù)形結合、合作與交流等方面彰顯數(shù)學魅力,激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,達到較好的教學效果。
關鍵詞:高中數(shù)學;概念教學;數(shù)形結合;合作交流
隨著新高考的實施,新的命題思想和理念會深刻影響著高中數(shù)學教學,教師的身份也隨之發(fā)生了變化。優(yōu)秀數(shù)學教師要善于挖掘和處理教材,領悟高考命題原則,不斷改進教學方法,讓學生輕松愉快地掌握數(shù)學知識,激發(fā)學習的興趣。
一、 在認識沖突過程中感知概念的內(nèi)涵與外延,把握概念本質(zhì)
數(shù)學概念的形成來自解決實際問題和數(shù)學本身發(fā)展的需要,但概念的高度抽象使其難以理解,隨著知識的增加,對概念的認識也會產(chǎn)生沖突。教學過程中,教師可以從學生實際出發(fā),想學生所想,借助多媒體手段,精心設計問題,豐富概念的內(nèi)涵與外延,把握概念本質(zhì),激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。
案例1 函數(shù)切線的概念
學生在導數(shù)的概念學習完成之后,教科書緊接著安排了曲線的切線內(nèi)容。學生在初中階段已經(jīng)學習過了圓的切線,因此,對于切線的概念,學生是有一定的基礎知識的。之前在高中階段,學生又學習了圓錐曲線的切線,從“曲線有且只有一個公共點的直線稱為切線”到“雙曲線、拋物線有且只有一個共同點的直線不一定是切線”的知識飛躍,學生對切線的認識前后產(chǎn)生了沖突,也對最初的概念產(chǎn)生了懷疑。因此正確理解切線的定義是本節(jié)課的一個難點。
在教學過程中,教師可以先創(chuàng)設問題情境,用幾何畫板作出幾個曲線(如函數(shù)y=x3,y=sinx)的切線,如圖1所示,設置如下問題:
(1)直線l是曲線的切線嗎?
(2)直線l和曲線有幾個交點?
學生討論交流完成后,師生共同總結:“在幾何上,切線指的是剛剛接觸曲線上的某點的直線,因此線l是切線。但跟我們以前學習的概念不一樣,今天我們來重新定義切線?!比缓笥脽o限逼近的極限思想,借助幾何畫板讓學生體會到割線的極限位置即切線。
學習定義后,可進一步引導學生總結新定義的切線的特征:①可以穿切。以前的曲線是“貼切”,即切線在切點切而不穿過曲線。導數(shù)定義的切線,可以“穿切”,即切線在切點切而可以穿過曲線。②可以有若干個切點。以前,一般是一個切點的。現(xiàn)在可以多個切點,甚至無數(shù)個切點。
通過觀察圖像、進行實驗、比較新舊、發(fā)現(xiàn)關系,從具體到抽象,從模糊到清晰,逐步總結、概括和抽象出曲線切線定義的內(nèi)涵與外延。讓學生體驗到親自參與和掌握知識的愉快情感,這是激發(fā)學生學習興趣的重要條件。
二、 巧用數(shù)字與視覺相結合的魅力,展現(xiàn)了圖形的美感
數(shù)量和形狀是數(shù)學研究的兩大主題。數(shù)形完美結合,能使數(shù)學問題由抽象變成直觀,由復雜變成簡單易懂,有利于激發(fā)學習興趣,更有利于精準理解數(shù)學問題的本質(zhì)屬性。
案例2 已知點P(x,y)在圓(x-2cosα)2+(y-2sinα)2=16上運動,當角α變化時,點P(x,y)運動區(qū)域的面積為。
學生互動交流完成后,很多學生會產(chǎn)生兩點困惑:①為什么中間要除去一個圓?②為什么圖形會是一個圓環(huán)?
對于第一個困惑,教師給學生一個巧妙的解釋方法:點P形成的圖形就像我們正在玩呼啦圈時呼啦圈上的點所掃過的地方,學生把圓圈O形象比喻為人的腰部,根據(jù)呼啦圈轉動的實際情況,必須把圓圈O的內(nèi)部去除,原因是呼啦圈實際是不能掃過人的腰的。
接著,教師利用幾何畫板,設法把它的圖形作了出來:設圓心為M(2cosα,2sinα),很容易知道它位于以原點為中心,半徑為2的圓上。再用幾何畫板制作這個圓圈,在這個圓圈上取任意一個點作為M,然后取M作為中心,4作為半徑,跟蹤該圓的軌跡并拖動點M以觀察點P的軌跡。如圖所示,P運動區(qū)域(灰色部分)是環(huán),因此面積為32π。(如圖2)
教師按上述方法講解完成后,絕大多數(shù)學生都面露喜色,學生們有效理解了圖形在解題中的作用,教師在講課過程中還能生動呈現(xiàn)出圖形完美結合的動態(tài)之美。
在數(shù)學課堂教學過程中,教師不僅要充分利用幾何畫板來表達圖形的動態(tài)美感,還可以在網(wǎng)絡教室上課,讓學生利用校園網(wǎng)通過自行下載圖形視頻、數(shù)學圖片等,從而感受到數(shù)字、圖片和形狀的完美結合。
三、 營造師生合作與交流的教學氛圍,品嘗成功的喜悅
在數(shù)學理論知識的教學過程中,教師若能營造問題情境,精心設計一些實驗,在探究實驗中進行合作交流,在合作交流中進行探究實驗,通過合作、探究、交流等學習方式,學生才能真正體驗到在“做”中學數(shù)學的樂趣。
案例3 零點存在性的判斷
f(a)·f(b)<0且圖像在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷,是函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上有零點的充分但不是必要的條件,學生對此知識點感到特別困惑,渴望獲得解答。
實驗設計:教師事先準備一條繩子,并在黑板上畫一條直線,說明細線的兩個端點記作A和B,創(chuàng)設如下問題情境:“同學們,如何才能確保這條細繩和給定的直線會形成交叉點呢?”這個問題一拋出,學生們議論紛紛,相互竊竊私語說出了各自的想法。經(jīng)過老師的組織引導,學生分小組進行合作、探討和交流,教師依據(jù)學生們討論的情況給予科學有效的指導。
學生動手實驗后發(fā)現(xiàn),當A點和B點位于直線的兩側時,它們可以滿足問題的要求;當A點和B點位于給定的直線的同一側時,則會出現(xiàn)兩種可能:會出現(xiàn)交叉點,也可能不會出現(xiàn)交叉點。接著教師引導學生從數(shù)的角度分析得出 f(a)·f(b)<0的結論。教師進一步發(fā)問:若A點和B點在直線的兩側時,細線與給定直線相交已經(jīng)出現(xiàn)交點了,要讓它們不出現(xiàn)交點,對此你能設計出什么方案?學生經(jīng)過討論、交流,設計出如下兩種方案:
①將點A和點B移到直線的同側(對f(a)·f(b)<0的必要性作進一步解釋);
②只要切斷細線(對具有連續(xù)特征的函數(shù)圖像作進一步說明)。
通過上述數(shù)學實驗,學生們能快速總結出零點存在性定理。
教學過程中,教師要充分相信學生的能力,讓學生動手操作,學生就能直觀地感受到函數(shù)零點存在性定理在每個條件下的作用,并從實驗的解決方案中理解掌握定理的本質(zhì)屬性。合作與交流讓數(shù)學的學習不再是枯燥乏味的純理論。
俗話說,“興趣是最好的老師”。教師只要把數(shù)學的魅力充分地展現(xiàn)在學生面前,就一定能夠持續(xù)地激發(fā)學生的學習激情,將被動學習轉化為主動學習,“要我學”就一定能轉變成“我要學”。高中數(shù)學教師要深入研究新課標、新教材、新高考,精準把握高考命題的思想原則,在教學實踐中不斷總結提升,不斷改進教學方式方法,充分運用多媒體手段、網(wǎng)絡環(huán)境,讓學生多動手、多動腦、多合作,就一定能讓更多的學生激發(fā)起學習數(shù)學的熱情。
參考文獻:
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[2]何百通,汪曉勤.高中生對切線的錯誤理解[J].數(shù)學教育學報,2013(6).
作者簡介:
杜海光,福建省南平市,邵武市第一中學。