高中數(shù)學(xué)課程標準著重強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),而數(shù)學(xué)思想則是這一核心素養(yǎng)的核心要素。函數(shù)作為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重中之重,蘊含著豐富的數(shù)學(xué)思想,諸如數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、方程與函數(shù)思想等。在函數(shù)學(xué)習(xí)過程中,我們應(yīng)構(gòu)建系統(tǒng)的函數(shù)知識體系,提升自身的思維和實際應(yīng)用能力,進而提高分析和解決函數(shù)相關(guān)問題的能力。
、函數(shù)學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)思想的類型
(一)數(shù)形結(jié)合思想
在函數(shù)中,函數(shù)表達式為“數(shù)”,函數(shù)圖像為“形”。例如在學(xué)習(xí)二次函數(shù) y=ax2+bx+c (204號( )時,通過畫出函數(shù)圖像,根據(jù)圖像的開口方向(由 a 的正負決定)對稱軸 x=-|frac{2a} ,與 x 軸交點(由判別式 |Delta=b2-4ac 決定)等“形”的特征,來理解函數(shù)的單調(diào)性、最值等“數(shù)”的性質(zhì)。這種思想將抽象的代數(shù)語言與直觀的圖形結(jié)合,降低理解難度。
(二)分類討論思想
當函數(shù)中存在參數(shù)時,常需分類討論。如對于函數(shù) y=x3+2ax+1 ,在研究其單調(diào)性時,對稱軸為 x=-a ,由于 a 的值不確定,需分 agt;0 、 a=0 、 alt;0 三種情況討論,根據(jù)對稱軸與定義域的位置關(guān)系確定函數(shù)單調(diào)性,可以培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴謹性。
(三)函數(shù)與方程思想
函數(shù)與方程緊密相連,函數(shù) y=f(x) ,當 y=0 時就轉(zhuǎn)化為方程 f(x)=0 。例如求函數(shù) y=x3. 3x+2 的零點,就是求解方程 x3 3x+2=0 的根,通過對方程的變形求解,加深對函數(shù)性質(zhì)的理解,提升學(xué)生轉(zhuǎn)化問題的能力。
(四)化歸思想
將待解決問題轉(zhuǎn)化為已解決或易解決問題。在函數(shù)中,可將復(fù)雜函數(shù)轉(zhuǎn)化為基本函數(shù)求解。
二、函數(shù)學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)思想的滲透策略
(一)深入挖掘教材中的數(shù)學(xué)思想
高中數(shù)學(xué)教材中函數(shù)內(nèi)容蘊含著豐富的數(shù)學(xué)思想,但這些思想并非以顯性的方式呈現(xiàn),需要我們深人挖掘。我們要梳理出每個知識點背后所隱藏的數(shù)學(xué)思想。在學(xué)習(xí)指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函
數(shù)的性質(zhì)時,教材通過繪制函數(shù)圖像來直觀展示其單調(diào)性、定義域、值域等性質(zhì),這里就蘊含著數(shù)形結(jié)合思想。這時我們要關(guān)注圖像與函數(shù)性質(zhì)之間的聯(lián)系,從而體會數(shù)形結(jié)合思想在研究函數(shù)中的作用。
(二)在概念學(xué)習(xí)中滲透數(shù)學(xué)思想
函數(shù)概念是函數(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),在概念學(xué)習(xí)中滲透數(shù)學(xué)思想,能令我們更好地理解概念。以函數(shù)單調(diào)性概念學(xué)習(xí)為例,我們通過實例如給出氣溫隨時間變化的函數(shù)圖像,來觀察圖像上溫度的變化趨勢,然后學(xué)會用數(shù)學(xué)語言描述這種變化,從而引出函數(shù)單調(diào)性的概念。在這個過程中,滲透了從具體到抽象的數(shù)學(xué)思想,以及數(shù)形結(jié)合思想。通過這種方式,我們不僅能理解函數(shù)單調(diào)性的概念,還能學(xué)會運用數(shù)學(xué)思想方法去認識和理解數(shù)學(xué)概念。
(三)在解題中強化數(shù)學(xué)思想的運用
解題是函數(shù)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),也是滲透和強化數(shù)學(xué)思想的關(guān)鍵時機。對于含有參數(shù)的函數(shù)問題,常常需要運用分類討論思想。已知函數(shù) ,在討論函數(shù)的單調(diào)性時,需要根據(jù)二次項系數(shù) a 的正負進行分類討論;當求解函數(shù)在給定區(qū)間上的最值時,還需要考慮對稱軸與區(qū)間的位置關(guān)系,再次進行分類討論。通過這樣的例題講解,我們能從中體會分類討論思想在解決函數(shù)問題中的必要性和具體運用方法,培養(yǎng)自身思維的嚴謹性。
(四)借助函數(shù)模型滲透建模思想:
我們可引入實際生活中的函數(shù)模型,如銀行存款利息計算模型、人口增長模型等。以人口增長模型為例,給出人口增長的相關(guān)數(shù)據(jù),嘗試建立函數(shù)模型來描述人口數(shù)量隨時間的變化,在建立模型的過程中,學(xué)會分析問題、提取關(guān)鍵信息、簡化實際問題,從而建立合適的函數(shù)關(guān)系,深刻體會建模思想,提升解決實際問題的能力。
(五)在函數(shù)習(xí)題訓(xùn)練中強化數(shù)學(xué)思想:
布置多樣化的習(xí)題,如函數(shù)與方程思想的題目:已知函數(shù),求方程解的個數(shù)。學(xué)生需要將函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為方程問題,通過分析函數(shù)的性質(zhì)和圖像與 x 軸的交點情況來確定方程解的個數(shù)。在練習(xí)過程中,我們要總結(jié)運用了哪些數(shù)學(xué)思想,從而提高運用數(shù)學(xué)思想解題的熟練度。
三、函數(shù)學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)思想滲透的實踐
為了提高大家對函數(shù)知識的理解和應(yīng)用能力,我們可嘗試在學(xué)習(xí)中滲透數(shù)學(xué)思想。我們可選取“函數(shù)的奇偶性”這一內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)情境,引入概念:展示生活中一些具有對稱美的圖片,如蝴蝶、建筑物等,引出數(shù)學(xué)中的對稱概念,然后給出一些函數(shù)圖像,讓大家觀察圖像的對稱性,從而引入函數(shù)奇偶性的概念。在這個過程中,滲透了從生活實例到數(shù)學(xué)概念的抽象思想,以及數(shù)形結(jié)合思想。
在探究函數(shù)奇偶性的性質(zhì)時,我們可通過計算函數(shù)值來驗證函數(shù)的奇偶性。對于函數(shù)f(x)=x∧2 ,我們可分別計算 f(-x) 和 f(x) 的值,發(fā)現(xiàn) f(-x)=f(x) ,從而得出該函數(shù)是偶函數(shù)。在這個過程中,滲透了從特殊到一般的歸納思想。接下來,我們再結(jié)合函數(shù)圖像,分析偶函數(shù)圖像關(guān)于 y 軸對稱的特點,進一步強化數(shù)形結(jié)合思想。
通過本次學(xué)習(xí)實踐,大家對函數(shù)奇偶性的概念和性質(zhì)理解更加深刻,在解決函數(shù)奇偶性相關(guān)問題時,能夠自覺運用所學(xué)的數(shù)學(xué)思想方法,解題能力有了明顯提高。