張延玲
摘 要:作為高中數(shù)學教學中的重難點,函數(shù)知識點幾乎貫徹高中數(shù)學教學的全部教學環(huán)節(jié),其中導數(shù)是學習函數(shù)知識的重要路徑,也是解函數(shù)題不可或缺的方式方法。導數(shù)是高中數(shù)學教學中的關(guān)鍵內(nèi)容,其中包含了許多化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想等數(shù)學思想,因此在高考數(shù)學中也是重點考查的知識點,并且在高考中常常以壓軸題的形式設(shè)計。但對于學生來說,函數(shù)知識點本就抽象難懂,知識點的連貫性特征使得導數(shù)知識點的學習也存在一定難度,高考中的導數(shù)也一度成為學生答題的難點,常常與不等式和數(shù)列等知識聯(lián)合考查,對學生數(shù)學思維能力以及知識應(yīng)用能力都具有一定要求。鑒于此,本文便重點圍繞高中數(shù)學教學中的導數(shù)高考試題展開分析,并探討有關(guān)的教學策略。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學教學;導數(shù);高考試題;教學策略
導數(shù)在高中數(shù)學教學中具有關(guān)鍵地位,是學習和解答函數(shù)單調(diào)性、最值等數(shù)學題的工具之一,也是學生學習數(shù)學知識所必須具備的知識能力。但學生在學習過程中往往面臨很多困境,如知識基礎(chǔ)不足導致導數(shù)知識點的理解存在障礙,數(shù)學思維能力不足導致知識的應(yīng)用不夠靈活等。而高考試題中的導數(shù)考點具有明顯的綜合性特征,這也對學生提出了更高要求,全面分析導數(shù)高考試題,重點探究其中涉及的導數(shù)知識點、命題特征、數(shù)學思想方法等,對于教師的日常教學來說能夠起到有效的指導作用。
一、高中數(shù)學導數(shù)高考試題分析
(一)命題特征
在歷年的高考數(shù)學中,不同省份考題在導數(shù)知識點的考查內(nèi)容及方向上不約而同,僅在側(cè)重方面與形式上存在不同,以全國卷為例,平均變化率及瞬時變化率概念是高中導數(shù)的概念知識,但最近5年高考題中單純考查變化率及概念的考題幾乎沒有,一般都與其他知識點聯(lián)合進行綜合考查,或通過應(yīng)用題來考查學生的應(yīng)用能力。命題中也普遍關(guān)注導數(shù)與變化率的聯(lián)系,這類題型多為填空題。其中難度最大的便是結(jié)合導數(shù)的幾何意義計算參數(shù)值或求參數(shù)取值范圍的高考題型,導數(shù)計算是知識考查的主要形式,也經(jīng)常和導數(shù)的四則運算及復合函數(shù)求導進行結(jié)合設(shè)計。
導數(shù)的應(yīng)用是高考命題的主要形式,通過導數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間或求函數(shù)極值等,所有模塊都可能會出現(xiàn)。通過函數(shù)的單調(diào)性及極值明確函數(shù)圖像,或根據(jù)圖像來分析函數(shù)解析式,這類題型考查非常多,也可能考查通過函數(shù)單調(diào)性與極值來證明不等式、判斷函數(shù)零點等[1]。
(二)數(shù)學思想方法
數(shù)學思想指的是人的思想模式,對數(shù)學理論的認知與了解,而將這一認知由抽象轉(zhuǎn)化為形象便是數(shù)學思想方法。數(shù)學思想方法對于學生學習數(shù)學知識來說起到了關(guān)鍵作用,而在新一輪高考制度改革下,高考試題中對于數(shù)學思想方法以及學科核心素養(yǎng)的考查力度進一步提高,這對于學生來說單純掌握數(shù)學知識難以應(yīng)對,更要學會靈活應(yīng)用與拓展,其中數(shù)學思想方法也占據(jù)著重要地位。導數(shù)學習期間,學生能夠接觸到多種數(shù)學思想方法,在概念內(nèi)容上涉及了逐漸逼近思想,這在以往教學二分法時便有所涉獵,將導數(shù)作為解題工具時,又能在解題過程中接觸更多的數(shù)學思想方法。
1.函數(shù)與方程思想方法
函數(shù)思想指的是通過函數(shù)的性質(zhì)及概念來解決問題,對函數(shù)思想的考查能夠了解學生對于函數(shù)知識的掌握及運用水平。方程思想則側(cè)重于數(shù)量關(guān)系,通過數(shù)量關(guān)系深入到等量關(guān)系來解決問題。
如例題(2015江蘇理):已知函數(shù),,如果方程,實根的個數(shù)為。
在例題中,函數(shù)與方程思想解題需要學生重點注意以下幾點:(1)解題時是否要將題中的代數(shù)式視為單獨的函數(shù);(2)字母是否需要視作變量;(3)如果題目從表面上分析并非一個函數(shù)問題,那么能否利用建立函數(shù)的方式來解答;(4)建立的函數(shù)需要具備什么性質(zhì);(5)如果把問題轉(zhuǎn)變?yōu)榉匠虇栴},對方程的根有無要求。
2.數(shù)形結(jié)合思想方法
對于高中數(shù)學教學來說,數(shù)形結(jié)合是應(yīng)用最為廣泛的思想方法之一,一般為數(shù)與形的靈活轉(zhuǎn)化,將抽象的數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦蟮男?,能夠有效降低解題難度,讓原本冗雜的計算過程變得簡單易懂。
如例題(2015課標I理):設(shè)函數(shù)f(x)=e2(2x-1)-ax+a,其中a<1,如果只有唯一整數(shù)x0能夠讓f(x0)<0,那么a的取值范圍為( )
A. B. C. D.
解:令g(x)=ex(2x-1),h(x)=ax-a=a(x-1),那么f(x)=g(x)-h(x),讓成立的整數(shù)解便是讓g(x) 經(jīng)上圖可知,若a≤0,可以有無數(shù)個整數(shù)解,若為了能夠滿足題目要求,使成立的整數(shù)解唯一,需要讓,解得。所以a的取值范圍為,正確答案為D選項。 一般情況下,在運用導數(shù)來分析函數(shù)性質(zhì)時,結(jié)合函數(shù)的最值、單調(diào)性等作出的函數(shù)圖形能夠起到直觀化的作用,并且也可以在導數(shù)的圖像中找到用于分析函數(shù)性質(zhì)的信息數(shù)據(jù),在導數(shù)知識點以及解題方面,多數(shù)情況下都會用于解答方程根及函數(shù)圖像問題[2]。 二、高中數(shù)學導數(shù)教學策略分析 (一)關(guān)注概念教學,培養(yǎng)學生抽象思維能力 數(shù)學概念是學生學習的關(guān)鍵基礎(chǔ),也是提高數(shù)學教學質(zhì)量的重要內(nèi)容。在概念教學中,很多學生理解受阻的主要原因在于沒有具象化的事、物或理論作為依托,對此教師可以讓學生試著動手操作,完成導數(shù)概念和切線定義的形成過程,感受導數(shù)描述事物時的瞬時變化率特征,也掌握導數(shù)的幾何意義,準確把握切線概念。教師可以在小組合作學習模式的基礎(chǔ)上,讓學生在小組中討論某一點出導數(shù)的意義,讓學生學會發(fā)現(xiàn)并提出身邊的數(shù)學,經(jīng)過思考與合作來一同解決問題,也就此感受數(shù)學知識在生活中的作用[3]。 (二)通過觀察推理,培養(yǎng)學生思維能力 思維能力決定了學生在數(shù)學學習過程中的創(chuàng)新能力,不僅體現(xiàn)在解題方法的創(chuàng)新,也在于學習方法的創(chuàng)新,靈活的思維也有助于學生在學習與解題過程中更加得心應(yīng)手。函數(shù)單調(diào)性是高中數(shù)學教學中的重難點,并且基本每年高考也都會出現(xiàn)函數(shù)單調(diào)性的題型,或與其他知識結(jié)合。在學習這一章節(jié)時,學生基本上已經(jīng)掌握了如何通過函數(shù)圖像以及有關(guān)定義來判斷單調(diào)性,在學習導數(shù)知識后,則可以運用導數(shù)來分析函數(shù)單調(diào)性,這也是導數(shù)應(yīng)用中的一大主要方向。當學生掌握如何運用導數(shù)知識來探究函數(shù)單調(diào)性時,對學生以后的學習也能夠帶來明顯幫助,如運用導數(shù)求函數(shù)極值等,因此需要通過實例探究和圖像思考等方式,為學生提供更多的思考、合作、探究機會,從而感受導數(shù)知識的類比與遷移,了解知識聯(lián)系。 (三)數(shù)學公式記憶法,提高學生的運算能力 在高中數(shù)學學習中,許多學生面對復雜的知識點,多選擇機械式記憶方法,雖然記住了知識點和公式本身,但卻沒有掌握知識的應(yīng)用方法,而且很多相互之間存在聯(lián)系的公式也很可能會出現(xiàn)混用的現(xiàn)象。對此教師有必要根據(jù)公式特征來進行比對分析,找出兩種公式之間的共同點與差異點,并通過典型案例來幫助學生糾錯和分析,強化認知的同時提高學生的數(shù)學計算能力。在公式記憶方面,教師可以為學生傳授歸納記憶法或口訣法,如就可以用口訣法“前導后不導+后導前不導”,則是“上導下不導→下導上不導”,有助于學生對公式的記憶。此外運算也是學生所需要掌握的一項基礎(chǔ)性技能,也是數(shù)學學習自始至終都需要面對的知識考查,但很多學生都存在運算能力薄弱等問題,在解題過程中對于計算技巧和公式化解等時常出錯,這便需要在日常教學中加強指導,對學生進行運算訓練,掌握運算技巧的同時在運算訓練過程中實現(xiàn)知識的靈活運用。對此需要注重以下幾點:1.矯正數(shù)學學習態(tài)度。很多學生在學習過程中都可能存在過度依賴教師的現(xiàn)象,什么題都要等教師講,自己不愛做也做不出來,認為自己做太浪費時間,也有部分學生存在嚴重的畏難心理,認為題目太難自己做不出來而直接選擇放棄,也有一些學生態(tài)度非常輕視,導致審題不清這類“輕敵”現(xiàn)象,解題過程也漏洞百出。對此教師在日常教學中需要對學生的運算能力包括學習態(tài)度、學習習慣等進行培養(yǎng)和矯正,幫助學生養(yǎng)成科學嚴謹?shù)臄?shù)學思維。2.提高學生簡便運算意識。一些學生對導數(shù)等解題工具的掌握存在不足,便在考試中一直沿用最“笨”的方法也就是單純的死算,這對于考查數(shù)學思想、知識應(yīng)用、核心素養(yǎng)的高考數(shù)學來說很多情況下行不通,既浪費時間,又徒增難度。在面對一種算式時,學生應(yīng)當先明確算式特征,之后結(jié)合其特征來選擇靈活的方式進行化簡,并在日常學習中學會積累和總結(jié)學習過程,對解題常見的錯誤也要進行記錄并反思[4]。 (四)培養(yǎng)學生數(shù)學思想方法 對于高中數(shù)學教學來說,數(shù)學思想方法是高層次知識的抽象與概括,是解決數(shù)學問題所需要具備的思想方法,在數(shù)學知識的形成與應(yīng)用過程中都存在不同的數(shù)學思想方法。在數(shù)學問題的解答上,很多學生都可能存在不知如何解答、不知套用哪一個公式,這些現(xiàn)象都能夠看出學生數(shù)學思想方法較為薄弱。實際上數(shù)學思想方法的展現(xiàn)并不明顯,這也需要教師深入教材中進行挖掘,為學生提出一些要求并引導學生進行總結(jié)和思考,幫助學生梳理知識點與數(shù)學思想方法之間存在的聯(lián)系,充分運用數(shù)學思想方法的教學效果。教師在教學過程中也要重點關(guān)注學生的理解與應(yīng)用,如針對導數(shù)的幾何意義的教學中,便可以利用無限逼近思想來表述導數(shù)的本質(zhì)與形象,方便學生去理解和解題。而在教學含參數(shù)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性時,則需要組織學生通過分類討論等數(shù)學思想方法進行解答,歸納函數(shù)的分類和性質(zhì),以及圖形位置分析等。也可以為學生建立有關(guān)的問題情境指引學生思考,刻意地結(jié)合數(shù)學知識點,設(shè)計層次化問題,在問題中結(jié)合數(shù)學思想方法,讓學生在數(shù)學解題過程中獲得數(shù)學能力的提高,掌握并學會運用數(shù)學思想方法。 結(jié)束語 在高中數(shù)學教學中,導數(shù)是其中不可或缺的知識內(nèi)容,同時在數(shù)學高考中也有著關(guān)鍵地位。而導數(shù)自身也是探究和解答其他知識問題的關(guān)鍵工具,所以與導數(shù)知識有關(guān)的知識點復雜多樣,學生在解答過程中往往不知從哪里著手,而教師在講解過程中也難以面面俱到。對此教師有必要對歷年來高考數(shù)學中的導數(shù)考題進行深入探究,以高考命題、考題形式、涉及知識等方向,分析高考中導數(shù)相關(guān)的題型設(shè)計與解題策略,根據(jù)學生學情來整合學生在學習中經(jīng)常遇到的問題等,從而找出不同導數(shù)題型的解題策略,促進學生數(shù)學能力的成長。學生的學習離不開教師的引導,因此教師在日常教學中也需要充分貫徹生本理念,以學生為中心,幫助學生建立完善的知識框架,為學生的學習與發(fā)展做好鋪墊。 參考文獻 [1]李金花.高中數(shù)學導數(shù)高考試題分析與教學策略研究[D].贛南師范大學,2017. [2]李明.高考導數(shù)試題分析及教學策略研究[D].蘇州大學,2016. [3]韓棟.高中數(shù)學中導數(shù)解題策略教學研究[D].西北大學,2016. [4]丁玲.高中數(shù)學“導數(shù)”單元的教學設(shè)計[D].蘇州大學,2013.