數(shù)學(xué)新課程教學(xué)應(yīng)用論文
時間:2022-05-11 08:59:00
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“問題教學(xué)法”是以問題為中心,在老師的引導(dǎo)下,通過學(xué)生獨立思考、討論、交流等形式,對數(shù)學(xué)問題進行思考、探索、求解、延伸和發(fā)展的教學(xué)方法。它通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題來揭開數(shù)學(xué)神秘的面紗。普通高中《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實驗)指出:在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與教學(xué)活動,包括思維的參與和行為的參與。課堂上,既要有教師的講授和指導(dǎo),也要有學(xué)生的自主探索與合作交流。教師要創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境,鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的規(guī)律和問題解決的途徑,使他們經(jīng)歷知識形成的過程。
“問題教學(xué)法”正是以問題為主線,引導(dǎo)學(xué)生主動探究,體驗數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和構(gòu)建的過程,完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念。因此,“問題教學(xué)法”在高中數(shù)學(xué)新課程的教學(xué)中尤顯重要。下面以北師大出版的高中數(shù)學(xué)1(必修)第二章第五節(jié)《簡單的冪函數(shù)》為例,談?wù)勅绾卫脝栴}教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生從事數(shù)學(xué)探究活動。
一、借助學(xué)生已有的知識,創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)問題情境
創(chuàng)設(shè)問題情境,就是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗,將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計成若干與學(xué)生生活接近、有一定趣味性和挑戰(zhàn)性的問題。目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,給學(xué)生提供參與數(shù)學(xué)活動的機會,使學(xué)生在動手實踐、自主探索和與他人合作交流的過程中獲取數(shù)學(xué)知識、技能、思想和方法。
在導(dǎo)入新課時,我采取閱讀式教學(xué)法,先讓學(xué)生看書,然后回答下列問題。
T(教師,下同):我們學(xué)過函數(shù)
,它們在形式上有何相同點和不同點?
這些函數(shù)都是學(xué)生初中學(xué)過的比較重要的函數(shù),是學(xué)生最熟悉的。從這些函數(shù)入手,學(xué)生容易接受。
S(學(xué)生,下同):它們的底數(shù)都是x,指數(shù)不同。
T:這樣的函數(shù)我們叫冪函數(shù),冪函數(shù)的定義為:
如果一個函數(shù),底數(shù)是自變量x,指數(shù)是常量a,即
,這樣的函數(shù)叫冪函數(shù)。
,還有
都是冪函數(shù)。
至此,學(xué)生知道了冪函數(shù)的概念,但還不能算理解。針對上面例子中,指數(shù)都是整數(shù)的情況,我設(shè)置下面的問題:
T:常量a的取值都是整數(shù)嗎?可不可以是分?jǐn)?shù)?
學(xué)生經(jīng)過思考,有的說只能是整數(shù),有的說可以分?jǐn)?shù),但說不出為什么。于是我讓學(xué)生回歸概念,看概念中對a有何限制:定義中只要求a是常量;再結(jié)合用電腦做動畫演示,讓學(xué)生看到
的圖象隨a的變化而變化,其中a可以取所有的實數(shù)。
這時,學(xué)生們明白了:a可以取任何常數(shù),當(dāng)然可以是分?jǐn)?shù)。
冪函數(shù)也是函數(shù),它也應(yīng)該有定義域。但函數(shù)的定義域在新課標(biāo)中降低了要求。為了讓學(xué)生對冪函數(shù)定義域的了解達到新課標(biāo)的最低要求,我設(shè)置了如下問題:
T:舉例說明冪函數(shù)
的定義域變化情況,它們都是R嗎?
S:冪函數(shù)的定義域不都是R。比如冪函數(shù)
的定義域是R,而
的定義域是不等于零的實數(shù)。
我再次用幾何畫板演示了
在a取不同的數(shù)值時的圖象,讓學(xué)生認(rèn)識到冪函數(shù)的定義域隨常量a的變化而變化,不同冪函數(shù)的定義域是不同的。至此學(xué)生對冪函數(shù)基本掌握,達到了新課標(biāo)的要求。
這里設(shè)置的問題情景,都是在學(xué)生已有的數(shù)學(xué)知識和基礎(chǔ)上提出來的,而且對同一個內(nèi)容從不同的角度去思考,讓學(xué)生感到熟悉而親切,容易理解和接受。
二、借助信息技術(shù)提出問題,讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵
學(xué)生已經(jīng)學(xué)過函數(shù)的概念和二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),以及圖形的中心對稱和軸對稱,具備了研究圖形性質(zhì)的基本技能和基礎(chǔ)知識。于是,根據(jù)新課標(biāo)“變被動接受為主動發(fā)現(xiàn)”的理念,在信息技術(shù)的輔助下,對冪函數(shù)設(shè)置下面的探究過程。
課本在冪函數(shù)概念后,給出例題:畫出函數(shù)
的圖象,判斷其單調(diào)性。對此我不滿足于學(xué)生掌握它的解題思路和方法,而是繼續(xù)以它的圖象為載體,探究冪函數(shù)圖象的對稱性。在用電腦展示
的圖象后提出以下問題:
T:我們初中學(xué)過圖形的中心對稱和軸對稱。冪函數(shù)
的圖象有對稱性嗎?
S:有。圖象關(guān)于原點對稱。
T:我們再看
的圖象,它們有何特征?
用電腦演示它們的圖象,學(xué)生觀察后回答:
S:
的圖象關(guān)于原點對稱,
的圖象關(guān)于y軸對稱。
這時,給出奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義,就水到渠成了。
T:象這樣,圖象關(guān)于原點對稱的函數(shù)叫作奇函數(shù)。圖象關(guān)于y軸對稱的函數(shù)叫作偶函數(shù)。
并借助幾何畫板和Flash,演示函數(shù)圖象的對稱性。在讓學(xué)生感知奇函數(shù)和偶函數(shù)概念的同時,也讓他們感受到數(shù)學(xué)圖形的對稱美。
但并非所有冪函數(shù)的圖象都存在中心對稱或軸對稱,為了不讓學(xué)生陷入這個誤區(qū),我設(shè)置了下面的問題。
T:是不是所有冪函數(shù)的圖象都具有中心對稱或軸對稱呢?
有的同學(xué)說是,有的說不是,有的同學(xué)不知道是還是不是。
T:函數(shù)
是冪函數(shù),它的圖象也存在中心對稱或軸對稱嗎?
學(xué)生對這個函數(shù)不太熟悉,我用電腦顯示了它的圖象。學(xué)生馬上回答:它沒有中心對稱,也沒有軸對稱。至此,學(xué)生們認(rèn)識到:并非所有冪函數(shù)的圖象都存在中心對稱或軸對稱。
借助信息技術(shù)對函數(shù)圖象作直觀演示下的問題教學(xué)法,使學(xué)生對老師設(shè)置的數(shù)學(xué)問題,不再感覺陌生,對數(shù)學(xué)概念的理解也不再是空洞的想象。信息技術(shù)下的問題教學(xué)法既體現(xiàn)了化抽象為直觀,從直觀到抽象的思維方法,也充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性,使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為在教師引導(dǎo)下的“再創(chuàng)造”過程。
三、借助概念設(shè)置問題,讓學(xué)生在疑問中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律
高中數(shù)學(xué)新課標(biāo)倡導(dǎo)自主探索、動手實踐、合作交流的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和運用中,不斷地經(jīng)歷直觀感知、觀察發(fā)現(xiàn)、歸納類比、抽象概括、反思和建構(gòu)等思維過程,并在不斷的探索中發(fā)現(xiàn)問題,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
給出函數(shù)奇偶性的概念后,就面臨著怎樣用概念判斷函數(shù)奇偶性的問題。對于簡單的冪函數(shù),如y=2x和
,學(xué)生都能夠通過圖象的對稱性作出判斷,而對于稍微復(fù)雜一點的函數(shù),如
,學(xué)生就很難靠畫圖來判斷了。對于判斷函數(shù)奇偶性更一般的方法,不能是老師直接告訴學(xué)生,只能讓學(xué)生通過自主探索、自主實踐、合作交流的方式來自己發(fā)現(xiàn)、自己解決,于是我設(shè)置下面的問題。
T:怎樣判斷一個函數(shù)是奇函數(shù),還是偶函數(shù)?
S:根據(jù)奇偶性的定義,看它的圖象是否關(guān)于原點或y軸對稱。
T:判斷函數(shù)
的奇偶性。
對這些函數(shù),學(xué)生都會通過其圖象,判斷出它們的奇偶性。
T:函數(shù)
的奇偶性如何?
這些函數(shù),學(xué)生不知道它們的圖象是什么樣的,也畫不出它們的圖象,對其奇偶性,學(xué)生們是百思不得其解。
于是,學(xué)生產(chǎn)生一個疑問:用函數(shù)奇偶性的概念能判斷所有函數(shù)的奇偶性嗎?在不知道函數(shù)圖象的情況下,怎樣判斷函數(shù)的奇偶性呢?
如何破解學(xué)生心中的疑問?只有從學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維方法和思維習(xí)慣入手,引導(dǎo)學(xué)生借助已有的數(shù)學(xué)知識和經(jīng)驗,讓他們自己在探究中解決。于是,我再次引導(dǎo)學(xué)生對
進行研究。
T:在
中,
S:
T:在
中,對于任意的x∈R,
S:
T:在函數(shù)
中,
S:
T:我們能否猜想:如果f(x)是奇函數(shù),那么
;如果f(x)是偶函數(shù),那么
?
S:能。比如在奇函數(shù)
中,就有
;在偶函數(shù)
中,就有
。
我對學(xué)生的猜想給予肯定,然后告訴學(xué)生這是函數(shù)奇偶性的一個重要性質(zhì),并要求他們用這種方法再來判斷
的奇偶性。這時,學(xué)生都很快說出它們都是奇函數(shù)。
為了幫助學(xué)生更好的認(rèn)識上述判斷函數(shù)奇偶性的方法,我用幾何畫板演示了
的圖象,學(xué)生看到它們的圖象確實都關(guān)于原點對稱。這樣,既驗證了學(xué)生自己的判斷是正確的,也提高了他們不斷探索的信心和毅力。
通過這樣循序漸進地設(shè)置問題的探索過程,不但讓學(xué)生從具體實例抽象出數(shù)學(xué)概念,而且在運用中逐步理解了概念的本質(zhì);不但讓學(xué)生揭開了心中的疑問,而且通過探索讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)了一個數(shù)學(xué)規(guī)律;不但讓學(xué)生在探索中學(xué)到了知識,而且也發(fā)展了他們的數(shù)學(xué)思維能力,體會到了數(shù)學(xué)的美學(xué)價值。
四、借助學(xué)生的發(fā)現(xiàn)再探索,引導(dǎo)學(xué)生完善自己的探索成果
經(jīng)過了上述的探索,似乎找到了判斷函數(shù)奇偶性的方法。但同時也給學(xué)生設(shè)置了一個誤區(qū):只要函數(shù)f(x)的解析式滿足
或
,就說函數(shù)是奇函數(shù)或偶函數(shù)。為此,我繼續(xù)設(shè)置下面的問題。
T:
的奇偶性。
學(xué)生都會用上述方法作出判斷。這時我作了如下的變式和引申:
判斷函數(shù)
的奇偶性。
學(xué)生判斷出它們分別是奇函數(shù)和偶函數(shù)。對此我并不直接指出他們的錯誤,而是讓他們畫出這兩個函數(shù)的圖象,從圖象上看其對稱性如何?這是一個挑戰(zhàn)性的問題,是對學(xué)生的思維嚴(yán)謹(jǐn)性的考驗。當(dāng)學(xué)生在給定區(qū)間上畫出它們的圖象,并通過思考、討論和交流后,恍然明白:它們的圖象沒有對稱性。于是,我再向?qū)W生提出了下面的問題。
T:為什么它們滿足
或
,卻沒有奇偶性呢?
S:因為它們的區(qū)間不關(guān)于原點對稱,即定義域不關(guān)于原點對稱。
T:當(dāng)函數(shù)f(x)的滿足什么條件時,它才有奇偶性呢?
S:要滿足兩點:一是函數(shù)的定義域要關(guān)于坐標(biāo)原點對稱;二是在定義域內(nèi)要滿足
或
。
T:到此,我們就有兩種方法判斷函數(shù)的奇偶性了。在具體解題時究竟該選擇哪種方法呢?
S:容易畫出圖象的,就用圖象法;很難畫出圖象的就用解析式法。
可見,在用問題教學(xué)法對數(shù)學(xué)規(guī)律的探索過程中,既是應(yīng)用知識和技能檢驗規(guī)律的過程,又是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和完善規(guī)律的過程。在上面的問題探索中,學(xué)生不但是自己發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)的規(guī)律,而且又是自己完善了這一規(guī)律。
綜上所述,問題教學(xué)法是非常重視“過程”的教學(xué)方法,它展現(xiàn)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的整個探索過程。尤其是在信息技術(shù)的輔助下,問題教學(xué)法更有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、獨立性、獨特性以及克服困難的意志和決心等多項優(yōu)良品質(zhì),讓學(xué)生從我要學(xué)出發(fā),建立我能學(xué)的自信,使學(xué)生的學(xué)習(xí)賦予了新的生命價值。
【參考文獻】
[1]普通高中《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實驗)2003年7月人民教育出版社
[2]普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)解讀2004年3月江蘇教育出版社