數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,明晰其內(nèi)涵與外延,對(duì)提升學(xué)生數(shù)學(xué)能力、發(fā)展思維具有深遠(yuǎn)意義.在高中數(shù)學(xué)概念教學(xué)實(shí)踐中,教師需將培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作為重要目標(biāo).通過優(yōu)化教學(xué)流程、創(chuàng)新教學(xué)方法,配合階段性的反饋與總結(jié),突破傳統(tǒng)單一教學(xué)模式的局限,構(gòu)建以學(xué)生為主體、充滿活力的高效互動(dòng)數(shù)學(xué)課堂.在此背景下,如何在概念教學(xué)中有效滲透核心素養(yǎng)成為關(guān)鍵課題.本文以“對(duì)數(shù)的概念\"教學(xué)為例,分享幾點(diǎn)教學(xué)感悟,不足之處,懇請各位同仁批評(píng)指正.
說是一個(gè)全新的函數(shù)模型,學(xué)生理解起來也會(huì)比較困難,因此教學(xué)中要從對(duì)數(shù)概念入手,讓學(xué)生透徹理解對(duì)數(shù)概念的本質(zhì)、內(nèi)涵和外延,從而為對(duì)數(shù)函數(shù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ).
對(duì)數(shù)不僅是一個(gè)核心概念,還是一種關(guān)鍵的運(yùn)算方法.面對(duì)這一全新且抽象的運(yùn)算,學(xué)生往往會(huì)感到困惑和無從下手.因此,在本節(jié)課教學(xué)中,教師不能簡單地呈現(xiàn)概念,應(yīng)該鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生提出問題,并啟發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生解決問題,揭示概念的本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理等核心素養(yǎng).
實(shí)際學(xué)習(xí)狀況,設(shè)定了以下教學(xué)目標(biāo):
(1)理解對(duì)數(shù)的概念,了解對(duì)數(shù)與指數(shù)的關(guān)系,理解對(duì)數(shù)的性質(zhì);
(2)掌握對(duì)數(shù)式與指數(shù)式的互化;
(3)從生活實(shí)例出發(fā),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)對(duì)數(shù)的模型,體會(huì)發(fā)明對(duì)數(shù)的必要性,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模等素養(yǎng);
(4)在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史,讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的生成過程,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)過程
1.創(chuàng)設(shè)情境,引入概念
教材和學(xué)情分析
指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)是在學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)函數(shù)概念,并基本掌握函數(shù)性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究的內(nèi)容,它們在高中階段占據(jù)重要地位,應(yīng)用廣泛且頻繁.對(duì)數(shù)與指數(shù)密不可分,兩者可以相互轉(zhuǎn)化,通過本節(jié)課學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生體會(huì)對(duì)立統(tǒng)一、相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的思想,培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理素養(yǎng).
教學(xué)目標(biāo)是通過不同教學(xué)活動(dòng),最終達(dá)成所期待的學(xué)習(xí)能力.教學(xué)目標(biāo)既是教學(xué)活動(dòng)所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量規(guī)格,又是檢測教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)成果的重要依據(jù).教師在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí),不僅要關(guān)注知識(shí)與技能,還要關(guān)注能力和素養(yǎng).根據(jù)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容在高中數(shù)學(xué)課程體系中的重要地位和作用,以及學(xué)生的數(shù)學(xué)概念高度抽象于現(xiàn)實(shí)世界,學(xué)生常因此感到枯燥乏味,進(jìn)而影響學(xué)習(xí)興趣的激發(fā).基于這一現(xiàn)狀,教師可從實(shí)際出發(fā),合理創(chuàng)設(shè)情境,有效淡化數(shù)學(xué)的抽象感,讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的生動(dòng)與多彩,從而激發(fā)探究欲.問題是思維的起點(diǎn),能夠有效激發(fā)學(xué)生的探究熱情,引發(fā)其深入思考.在教授對(duì)數(shù)概念時(shí),教師可構(gòu)建有效的問題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使其迅速進(jìn)人學(xué)習(xí)狀態(tài).
問題情境:泡菜雖然好吃,但因其亞硝酸鈉的含量過高,讓很多人對(duì)其望而卻步.某實(shí)驗(yàn)室對(duì)某種泡菜開展抽檢,數(shù)據(jù)顯示,每過一天,亞硝酸鈉的含量變?yōu)樵瓉淼膬杀叮僭O(shè)最初亞硝酸鈉含量為1.結(jié)合以上情境,你能提出哪些問題?
在教師的啟發(fā)和指導(dǎo)下,學(xué)生提出了許多問題.例如,如何控制腌制食品中亞硝酸鈉的含量,從而保障食品安全?腌制食品中亞硝酸鈉的含量呈現(xiàn)怎樣的變化趨勢?怎樣通過調(diào)整食鹽濃度和發(fā)酵時(shí)間來影響這一變化?2天后,亞硝酸鈉的含量是多少?幾天后,亞硝酸鈉的含量是8?
設(shè)計(jì)意圖教師沒有直接采用教材中的情境,而是選擇從貼近學(xué)生生活的情境入手.該情境契合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),便于學(xué)生理解和接受,且運(yùn)算較為簡單,能讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),有效提高課堂參與積極性.此外,在教學(xué)過程中,教師注重滲透從特殊到一般、從具體到抽象的思維過程,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建函數(shù)模型、方程模型等,通過解決實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模等核心素養(yǎng).
2.經(jīng)歷過程,生成概念
數(shù)學(xué)概念蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì),體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思想和方法,而這些內(nèi)容無法單純通過講授讓學(xué)生掌握,需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動(dòng)思考、探索與感悟.然而,在傳統(tǒng)概念教學(xué)中,部分教師往往只關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,卻忽視了知識(shí)背后蘊(yùn)含的思想方法,這不僅影響了學(xué)生對(duì)概念理解的深度,也削弱了概念教學(xué)的實(shí)際效果.在本節(jié)課教學(xué)中,教師以生活情境為線索,引導(dǎo)學(xué)生深入探索,進(jìn)而揭示概念的本質(zhì).教學(xué)片段如下:
師:剛剛有學(xué)生提出:幾天后,亞硝酸鈉的含量是8?你能仿制這一問題,再提出一些有價(jià)值的問題嗎?
教師循循善誘,鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)問,著力培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí),從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)熱情.學(xué)生紛紛提出了自己的疑問,諸如“幾天后,亞硝酸鈉的含量會(huì)達(dá)到16,32,64等特定值?”
師:你們?yōu)槭裁磿?huì)選擇8,16,32,64這些特定值呢?
學(xué)齊聲答:因?yàn)檫@些數(shù)值計(jì)算起來比較簡單.
師:有沒有其他問題?
生1:經(jīng)過多少天后,亞硝酸鈉的含量是10?
在上述教學(xué)環(huán)節(jié)中,學(xué)生基于已有的指數(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),列舉出一些特殊值.教師通過層層追問,引導(dǎo)學(xué)生提出一個(gè)憑借現(xiàn)有知識(shí)無法解決的問題,由此制造認(rèn)知矛盾,為對(duì)數(shù)概念的引入奠定基礎(chǔ).
師:生1提出了一個(gè)非常棒的問題,大家能結(jié)合生1的發(fā)現(xiàn)列出相應(yīng)的方程嗎?這個(gè)方程有解嗎?你能估算解的范圍嗎?
教師預(yù)留時(shí)間,讓學(xué)生先獨(dú)立思考,再合作交流,充分發(fā)揮合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,使學(xué)生在相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充中逐漸找到解決問題的方法.在活動(dòng)中,學(xué)生從已有的指數(shù)函數(shù)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),將問題轉(zhuǎn)化為研究 2x=10 的解根據(jù)指數(shù)函數(shù)圖象可知,該方程有唯一解,且該解的范圍是(3,4).
師:我們結(jié)合圖象得到了該解的大概信息,那么這個(gè)解到底是多少?能不能用現(xiàn)有符號(hào)表示呢?
生齊聲答:不能.
師:類比 的由來,說說你的體會(huì)?
教師預(yù)留時(shí)間,讓學(xué)生回顧、反思,進(jìn)而給出新的運(yùn)算: 2x=10x=log210.
設(shè)計(jì)意圖教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì) 的由來進(jìn)行類比,發(fā)現(xiàn)所學(xué)的符號(hào)無法表示新數(shù),由此自然引出新的運(yùn)算符號(hào).
師:結(jié)合已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),你能給出對(duì)數(shù)的概念嗎?
在教學(xué)中,教師先引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),隨后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和完善,最終得出完整的對(duì)數(shù)概念(概念內(nèi)容略).學(xué)生掌握對(duì)數(shù)概念后,教師進(jìn)一步教授其讀法和寫法,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行指數(shù)與對(duì)數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,以此加深對(duì)概念的理解,為后續(xù)應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).此外,在學(xué)生理解對(duì)數(shù)概念后,可適時(shí)滲透對(duì)數(shù)發(fā)展簡史,幫助學(xué)生感悟?qū)?shù)的發(fā)展歷程,培養(yǎng)其數(shù)學(xué)思維.
設(shè)計(jì)意圖在概念生成階段,教師從學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)指數(shù)與對(duì)數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系,并通過制造認(rèn)知沖突,凸顯引入新數(shù)的必要性,同時(shí),通過數(shù)學(xué)史的滲透,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)的產(chǎn)生源于解決實(shí)際問題的需求,從而樹立正確的學(xué)習(xí)觀.
3.概念應(yīng)用,提升能力
新課標(biāo)強(qiáng)調(diào),通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),要讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)思維思考問題,學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,以此深化對(duì)知識(shí)的理解,拓寬知識(shí)面,提升學(xué)生分析和解決問題的能力.對(duì)數(shù)既是一個(gè)重要的數(shù)學(xué)概念,又是一種特殊的運(yùn)算方式.在教學(xué)應(yīng)用環(huán)節(jié)中,一方面考查學(xué)生對(duì)對(duì)數(shù)概念的理解程度,另一方面考查學(xué)生的對(duì)數(shù)運(yùn)算能力.
例1將指數(shù)式 ab=c 轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)式,可以使用公式 logdc=b =
例2將下列對(duì)數(shù)式改寫為指數(shù)式:
(3)log10a=-1.846.
例3求下列式子中 ∣x 的值.
(1)logx8=6;(2)lg100=x;(3)-lne2=x.
題目難度適中,教師先鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立求解,隨后組織學(xué)生通過合作交流的方式加深理解、鞏固知識(shí).
設(shè)計(jì)意圖例1、例2旨在通過解決指數(shù)與對(duì)數(shù)互換的問題,加深學(xué)生對(duì)對(duì)數(shù)概念及符號(hào)的理解;例3則通過對(duì)數(shù)運(yùn)算的練習(xí),提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.適度的練習(xí)有助于學(xué)生體會(huì)理論與實(shí)踐的結(jié)合,進(jìn)而提升其數(shù)學(xué)應(yīng)用能力.
總之,新課標(biāo)對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)提出了更高的要求.教師不僅要教授學(xué)生知識(shí)與技能,還要引導(dǎo)學(xué)生挖掘其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法,讓學(xué)生通過經(jīng)歷概念生成過程,培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力,落實(shí)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).