■甘肅省張家川縣第二高級(jí)中學(xué) 王小剛
數(shù)學(xué)思想方法作為一種有效的教學(xué)手段,在數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)中,數(shù)學(xué)思想方法的有效滲透,可促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,使學(xué)生了解函數(shù)本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題,有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的提高。接下來(lái),我主要以高中函數(shù)教學(xué)為例,具體分析數(shù)學(xué)思想方法的有效滲透,旨在有效提高高中函數(shù)教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
高中函數(shù)教學(xué)過(guò)程中,分類討論思想方法的有效滲透,其立足點(diǎn)是數(shù)學(xué)具體對(duì)象的本質(zhì)異同。分類討論主要指對(duì)數(shù)學(xué)具體對(duì)象按照本質(zhì)的異同,進(jìn)行種類的合理劃分,最終得到最優(yōu)解。以高中函數(shù)定義域試題為例,分類討論思想的有效滲透,可通過(guò)函數(shù)底數(shù)討論,確定函數(shù)自變量,然后借助分類討論思想,逐步完成不同自變量對(duì)面的函數(shù)性質(zhì)來(lái)達(dá)到,如此既能保證學(xué)生思維縝密,引導(dǎo)學(xué)生更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)待函數(shù)問(wèn)題,又有利于函數(shù)問(wèn)題的解決。同時(shí),分類討論可將函數(shù)問(wèn)題整體劃分為若干小問(wèn)題,隨后對(duì)若干小問(wèn)題進(jìn)行逐一解決,以此降低函數(shù)問(wèn)題的解決難度,最終幫助學(xué)生有效解決函數(shù)問(wèn)題。在此過(guò)程中,分類討論思想方法的有效應(yīng)用,一方面能降低的問(wèn)題難度,促進(jìn)學(xué)生理解;另一方面還有助于鍛煉學(xué)生的思維能力,促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。
例:已知拋物線y=ax2+bx+c 經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,2)。若a*b*c=4,且a≥b≥c,求|a|+|b|+|c|的最小值。教師在講解此問(wèn)題時(shí),需基于問(wèn)題本質(zhì),從可能出現(xiàn)的若干種情況進(jìn)行分類討論,在具體討論過(guò)程中,教師需圍繞a*b*c=4,將a、b、c 的值進(jìn)行分類討論:∵a≥b≥c,若a<0,則b<0,c<0,a+b+c<0,與a+b+c=2 矛盾?!郺>0?!遙+c=2-a,b*c=4/a,∴b,c 是一元二次方程x2-(2-a)x+4 a=0的兩實(shí)根?!摺?(2-a)2-4×4/a≥0,∴a3-4a2+4a-16≥0,即(a2+4)(a-4)≥0,故a≥4。∵a*b*c>0,∴a,b,c 為全大于0 或一正二負(fù)。①若a,b,c 均大于0,∵a≥4,與a+b+c=2 矛盾;②若a,b,c 為一正二負(fù),則a>0,b<0,c<0,則|a|+|b|+|c|=a-b-c=a-(2-a)=2a-2,∵a≥4,故2a-2≥6 當(dāng)a=4,b=c=-1 時(shí),滿足題設(shè)條件且使不等式等號(hào)成立。故|a|+|b|+|c|的最小值為6?;谏鲜鼋忸}過(guò)程,可知教師的解題思路,在分類思想的有效滲透下,主要將a,b,c 進(jìn)行分類討論,并引導(dǎo)學(xué)生提出不同假設(shè)并進(jìn)行問(wèn)題答案的討論,得出不同結(jié)果,最終結(jié)合題目已知條件,最終確定函數(shù)的最小值。在此函數(shù)解題的過(guò)程中,分類討論思想的應(yīng)用,主要是根據(jù)對(duì)象的異同,將復(fù)雜函數(shù)問(wèn)題通過(guò)劃分為若干小問(wèn)題,簡(jiǎn)單化函數(shù)問(wèn)題,以此促進(jìn)學(xué)生問(wèn)題分析能力與問(wèn)題解決能力的提高。同時(shí),問(wèn)題分類討論有助于鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。
高中函數(shù)教學(xué)過(guò)程中,數(shù)形結(jié)合思想應(yīng)用十分廣泛。函數(shù)關(guān)系本身屬于抽象屬性關(guān)系,通過(guò)直觀方式加以呈現(xiàn),更有利于解決函數(shù)問(wèn)題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),教師圍繞函數(shù)問(wèn)題,通過(guò)解讀函數(shù)的已知條件,以直觀的數(shù)字與圖形相結(jié)合的方式呈現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生通過(guò)觀察圖形得出函數(shù)問(wèn)題的答案。這種方法不僅可以降低函數(shù)問(wèn)題的難度,還有利于學(xué)生直觀思維的培養(yǎng)。
例:已知點(diǎn)(-1,y1)(-3,y2)(2,y3)在y=3x2+6x+2 的圖像上,則y1,y2,y3的大小關(guān)系為( )。
分析過(guò)程:教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合函數(shù):y=3x2+6x+2=3(x+1)2-1畫出圖像,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖像觀察,最終得出拋物線對(duì)稱軸為直線x=-1,進(jìn)而得出當(dāng)x=-1時(shí),y 存在最小值。隨后由圖像得出:x=2 時(shí)y3的值,比x=-3 時(shí)y2值大。因此,本函數(shù)題正確答案為y2>y3>y。
函數(shù)問(wèn)題解決過(guò)程中,所運(yùn)用的數(shù)學(xué)思想方法,即數(shù)形結(jié)合的思想,教師引導(dǎo)學(xué)生將拋物線y=3x2+6x+2 畫成圖像,將問(wèn)題與圖像相結(jié)合,最終通過(guò)圖像確定y1,y2,y3三個(gè)點(diǎn)數(shù)值大小關(guān)系。數(shù)形結(jié)合主要是將問(wèn)題中的數(shù)量關(guān)系與直觀圖像相結(jié)合,一方面有助于學(xué)生理解函數(shù)問(wèn)題;另一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力,為學(xué)生的全面發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。
高中函數(shù)教學(xué)過(guò)程中,函數(shù)與方程思想的有效滲透,便于教師更好地引導(dǎo)學(xué)生解決函數(shù)問(wèn)題,豐富學(xué)生函數(shù)問(wèn)題的解決方法,促進(jìn)學(xué)生函數(shù)問(wèn)題解決能力的提高。
例:倘若曲線y=2x+1與直線y=a沒(méi)有公共點(diǎn),求a的取值范圍。
分析過(guò)程:教師在講解此函數(shù)問(wèn)題時(shí),可以基于方程角度畫出方程y=2x+1 與方程y=a 的圖像,通過(guò)觀察兩個(gè)方程圖像,就可以得出a的取值范圍。除上述數(shù)形結(jié)合的方法之外,還可以將其轉(zhuǎn)化為方程a=2x+1 無(wú)解的問(wèn)題?!吆瘮?shù)y=2x+1 值域?yàn)?1,+∞),∴當(dāng)a≤1,-1≤a≤1 時(shí),方程a=2x+1 無(wú)解,以此得出a 的取值范圍。在此函數(shù)問(wèn)題解決的過(guò)程中,以數(shù)形結(jié)合思想進(jìn)行求解,主要通過(guò)方程轉(zhuǎn)化為具體圖像,然后通過(guò)觀察圖像,得出最終答案。而在此函數(shù)問(wèn)的題解答過(guò)程中,則是以方程思想來(lái)解決問(wèn)題,以已知方程條件為依據(jù),組成新的方程解決問(wèn)題,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力。
高中函數(shù)教學(xué)中,舉一反三思想的有效滲透,便于教師更多地接觸典型例題,且有助于學(xué)生從多個(gè)維度思考一個(gè)問(wèn)題,從中找到有效的解題方法。尤其是在函數(shù)教學(xué)中,舉一反三思想方法的有效運(yùn)用,可以讓學(xué)生更加熟練地掌握一類函數(shù)的解題方法。同時(shí),數(shù)學(xué)教師在授課過(guò)程中,也需要盡可能給學(xué)生拓展一些解題方法,讓學(xué)生在解題過(guò)程中,真正學(xué)會(huì)舉一反三,能夠?qū)?shù)學(xué)思想方法靈活運(yùn)用到函數(shù)問(wèn)題的解答過(guò)程中。
例如,求直線y=x與函數(shù)y=sinx的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)。
分析過(guò)程:數(shù)學(xué)教師在講解此類函數(shù)問(wèn)題時(shí),可以從舉一反三的角度延伸問(wèn)題,將所求函數(shù)圖像交點(diǎn)個(gè)數(shù)延伸到交點(diǎn)具體坐標(biāo),或者交點(diǎn)是否在同一個(gè)平面上,交點(diǎn)組成方程及其圖形等。此時(shí),數(shù)學(xué)教師在對(duì)上述延伸問(wèn)題分析時(shí),需鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,想一想還有什么問(wèn)題可以由函數(shù)圖像交點(diǎn)延伸而來(lái)。同時(shí),數(shù)學(xué)教師鼓勵(lì)學(xué)生在原先題目的基礎(chǔ)上添加與之相關(guān)的條件,或者直接運(yùn)用原題目的已知條件進(jìn)行求解問(wèn)題的答案。這樣一來(lái),學(xué)生即可在數(shù)學(xué)教師的指導(dǎo)下,多維度地思考數(shù)學(xué)函數(shù)問(wèn)題,快速解決函數(shù)問(wèn)題:設(shè)f(x)=x-sinx,x≥0,對(duì)f(x)求導(dǎo)得f′(x)=1-cosx,故f(x)單調(diào)遞增,所以f(x)≥f(0)=0;當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0,又因?yàn)閥=x與y=sinx都是奇函數(shù),所以x<0時(shí),無(wú)交點(diǎn),故只有一個(gè)交點(diǎn)。在整個(gè)過(guò)程中,學(xué)生的思維得到充分發(fā)散,函數(shù)問(wèn)題的解決十分順利,且有效鍛煉了學(xué)生的思維能力。
總之,高中函數(shù)教學(xué)過(guò)程中,數(shù)學(xué)思想方法的有效滲透,能夠有效降低函數(shù)問(wèn)題的難度,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生函數(shù)解題能力的提高。但是高中函數(shù)問(wèn)題涉及的數(shù)學(xué)思想方法并不唯一,需教師融合多種數(shù)學(xué)思想方法,有效解決函數(shù)問(wèn)題,才能有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)能力的提高。