摘?要:?導(dǎo)數(shù)是高三數(shù)學的重點知識,涉及的內(nèi)容較多.其中導(dǎo)數(shù)和函數(shù)單調(diào)性關(guān)系密切,是高考的熱點教學中,為深化學生理解,使其能夠掌握不同題型解題思路,應(yīng)圍繞具體習題,巧妙的設(shè)計反思問題,與學生在課堂上積極對話互動,在學生頭腦中留下深刻印象,在解題中能夠做到舉一?反三.
關(guān)鍵詞:?高中數(shù)學;解題;反思;對話教學
中圖分類號:?G?632?文獻標識碼:?A?文章編號:?1008-0333(2022)12-0011-03
收稿日期:?2022-01-25
作者簡介:?姚友升(1973.6-),男,福建省閩清人,本科,中學一級教師,從事高中數(shù)學教學研究.
高中數(shù)學導(dǎo)數(shù)部分教學中應(yīng)注重課堂的合理安排,尤其在解題教學中應(yīng)注重給學生預(yù)留一定的反思時間,并圍繞問題和學生積極互動,營造活躍數(shù)學課堂的同時,使學生的反思更加有深度,給其以后的解題帶來更好指引,給學生的學科素養(yǎng)發(fā)展帶來更好引領(lǐng).
例1?已知函數(shù)f(x)=x?ln?x(x>0),求函數(shù)?f(x)?的單調(diào)區(qū)間和極值.
解析?因為f(x)=x?ln?x(x>0),所以
f ′(x)=1+?ln?x.令f ′(x)>0,解得x>?1?e?.令f ′(x)<0,解得0
因此,其在x=?1?e?取得極小值,且f(?1?e?)=-?1?e?,無極大值.
1 對話引領(lǐng)反思,提高教學實效
數(shù)學習題教學不能盲目追求講授試題的數(shù)量,而是追求學生四基四能的多點提升.教師應(yīng)該圍繞已解決試題設(shè)計有效的對話引領(lǐng),觸發(fā)新的生長點,把對話導(dǎo)向與學生的原認知進行對接,促進學生對思維活動過程進行沉淀與反思,使學生的學科素養(yǎng)奠定發(fā)展的基礎(chǔ),使教學建立在豐富多彩、高效的基礎(chǔ)上.
反思問題一:函數(shù)f(x)表達式中帶有字母該怎么處理?
師:上述題目中沒有字母,直接求導(dǎo)后,通過判斷f ′(x)和0的大小找到其單調(diào)區(qū)間不難判斷出其極值.若題目中帶有字母該如何判斷其單調(diào)性呢?
生:求導(dǎo)后看字母是否影響導(dǎo)數(shù)值的正負的判定,若影響結(jié)論判定則需要進行分類討論.
展示如下習題,
例2?已知函數(shù)f(x)=ax-?1?x?-(a+1)?ln?x,a∈?R?,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
解析?由f(x)=ax-?1?x?-(a+1)?ln?x,a∈?R?,可知x>0,
f ′(x)=?ax?2-(a+1)x+1?x?2?=?(ax-1)(x-1)?x?2
師:導(dǎo)數(shù)值的正負與a有何聯(lián)系?該如何繼續(xù).
生1:考慮a的正負情況.
生2:還要考慮?1?a?與1的大小情況.
師:邊界值a=0與a=1該如何處理?
教師通過對話與學生進行思維交流,引領(lǐng)反思深化數(shù)學本質(zhì),學生結(jié)合對話進行整合,不難得到分a≤0,01四種情況解答;
①當a≤0時,x∈(0,1),f ′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;x∈(1,+∞)時,f ′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
②當01,當x∈(0,1)和x∈(?1?a?,+∞)時,f ′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;當x∈(1,?1?a?),f ′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
③當a=1時,f ′(x)=?(x-1)??2?x?2?>0,即,在(0,+∞)上f(x)單調(diào)遞增.
④當a>1時,0<?1?a?<1,當x∈(0,?1?a?)和x∈(1,+∞)時,f ′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;當x∈(?1?a?,1),f ′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.
這就使學生對知識的掌握更加深入,學科素養(yǎng)發(fā)展更加深化,解題教學活動的收獲更具實效性.
2 對話引領(lǐng)反思,促進思維發(fā)散
數(shù)學思維能力的培養(yǎng)是一個動態(tài)的建構(gòu)過程,動態(tài)的思維建構(gòu)離不開師生的思維交流,思維的互動通常是將對數(shù)學的理解以對話活動的形式進行.因此,新課標非常重視學生的活動參與體驗,在數(shù)學教學中不僅要注重學生的思維過程,而且要注意學生思維的個體差異,培養(yǎng)其從不同角度看問題的能力.因此,教師引領(lǐng)學生對問題進行反思時應(yīng)該關(guān)注思維之間內(nèi)在聯(lián)系,促進學生思維的發(fā)散以及遷移.
反思問題二:求導(dǎo)后無法求出f ′(x)=0時x的值怎么判斷函數(shù)單調(diào)區(qū)間?
教師:通過上述習題的解答,我們知道當函數(shù)?f(x)?帶有參數(shù),需要根據(jù)實際情況進行討論.上述習題能夠求出當f ′(x)=0時x的值,也就容易判斷其在區(qū)間上的單調(diào)性.但如果求導(dǎo)后無法直接求出?f ′(x)?=0時x的值,該怎么辦?
生:繼續(xù)探討導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性.
師:該怎么探討呢?
生:對求導(dǎo)后的結(jié)果繼續(xù)求導(dǎo),通過對比二次求導(dǎo)后的結(jié)果和0的關(guān)系進行判斷.
師:很好,請看下題:
例3?已知函數(shù)f(x)=a?x?+x?2?-x?ln?a(a>0,a≠1),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間.
解析?由f(x)=a?x?+x?2?-x?ln?a(a>0,a≠1),知函數(shù)定義域為R,
則f ′(x)=a?x??ln?a+2x-?ln?a=2x+(a?x?-1)?ln?a
生:此時無法判斷f ′(x)和0的關(guān)系.看似無法繼續(xù)作答,此時可換個思路,問題也就迎刃而解.
令g(x)=f ′(x)=2x+(a?x?-1)?ln?a,
∵a>0,a≠1,∴g′(x)=2+a?x??ln??2?a>0,
表明?f ′(x)?是R上的增函數(shù).又∵f ′(0)=0,因此,可知當x∈(-∞,0)時,
f ′(0)<0,當x∈(0,+∞)時,?f ′(0)?>0,
因此,函數(shù)f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
可見抓住思維角度的內(nèi)在聯(lián)系設(shè)計對話反思,引領(lǐng)學生遷移思維方向,使問題的解決變得簡單自然,整個過程不僅解決了一道題、一類題,也有效發(fā)展了學生的數(shù)學思維.
3 對話引領(lǐng)反思,深化數(shù)學體驗
要提高反思的實效性,構(gòu)建充滿生命活力的數(shù)學課堂,應(yīng)讓學生們在師生對話的驅(qū)動下,不自覺的強化課堂反思,從中獲得完善的數(shù)學體驗,獲得牢固清晰的數(shù)學知識與數(shù)學情感.因此,我們不妨挖掘解題活動中的數(shù)學內(nèi)涵,以對話的方式進行課堂反思,讓學生在活動中深化自身的學習體驗,有效的發(fā)展數(shù)學能力.
反思問題三:若函數(shù)在某區(qū)間是單調(diào)的,該如何求解參數(shù)取值范圍?
師:我們學習了怎樣運用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.如果知道函數(shù)在某區(qū)間上是單調(diào)的,我們該怎樣求解參數(shù)的取值范圍呢?
例4?函數(shù)f(x)=?x?ln?x?-ax,若函數(shù)在(1,+∞)上為減函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍.
生:該習題和上述習題相比設(shè)問剛好相反,可根據(jù)條件中的單調(diào)區(qū)間,確定導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間上的正負,通過等價轉(zhuǎn)化進行作答.
師:很好.接下來,請同學們思考一下該如何解答如下題目:
生:因f(x)=?x?ln?x?-ax在(1,+∞)上為減函數(shù),即函數(shù)的導(dǎo)數(shù)在該區(qū)間恒小于0,此時問題就轉(zhuǎn)化為恒成立問題.
師:g(x)=- x?3?在(-∞,+∞)上為減函數(shù),其導(dǎo)數(shù)在該區(qū)間恒小于0嗎?
生:導(dǎo)數(shù)在該區(qū)間恒小于或等于0.
生:即,f ′(x)=?ln?x-1?(?ln?x)??2?-a≤0,在區(qū)間(1,?+∞)?上恒成立,即a≥?ln?x-1?(?ln?x)??2?,令t=?ln?x>0,即?h(t)?=?t-1?t?2?=-(?1?t?)?2?+?1?t?=-(?1?t?-?1?2?)?2?+?1?4?,顯然當t=2時,h(t)取得最大值,h(t)?max?=h(2)=?1?4?,因此,a的取值范圍為?[?1?4?,+∞).
教師在對話中引導(dǎo)學生進行反思,在引導(dǎo)思維的同時也讓學生有愉悅的情感體驗.心理學認為人們的創(chuàng)造性和情感有密切關(guān)系,且情感具有強化、維持的作用.良好的情感體驗對其思維能力的激發(fā)和培養(yǎng)有密切的關(guān)系,這讓學生有十足的勁頭,效率也會大大提高,甚至能發(fā)揮出不可取代的作用.這樣的反思引領(lǐng)既能暴露思維誤區(qū)獲得知識情感體驗,又能鍛煉學生的逆行思維.
學生受到認知能力的限制,沒有解題后反思的習慣也不明了反思的方向,平時也就做做錯題訂正,熱衷于做大量題,這樣無法扭轉(zhuǎn)錯誤的思維定勢,也無法掌握系統(tǒng)的數(shù)學思維,就無法發(fā)揮習題應(yīng)有的功能.通過對話引領(lǐng)反思,學生在對自身學習經(jīng)驗的充分反思中深化對知識的理解,體驗了發(fā)現(xiàn)的快樂,并在充分參與有效探索過程中建構(gòu)知識,強化知識的多維聯(lián)系.
導(dǎo)數(shù)教學中以簡單的例題切入,并圍繞例題設(shè)計反思問題,在課堂上與學生積極開展對話活動,既激活了數(shù)學課堂,又驅(qū)使學生不斷的進行深入的思考,使學生對導(dǎo)數(shù)的作用有個更為全面、深入的認識與理解.同時,與學生對話后緊跟典型習題,要求學生思考作答,使得學生掌握不同題型的解題思路,能很好的促進學生解題能力的進一步提升,達成學科核心素養(yǎng)多向多樣提升.
參考文獻:
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