新課標(biāo)下高中微積分教學(xué)策略
時(shí)間:2022-12-18 10:26:53
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摘要:2017版新課標(biāo)對(duì)高中微積分的內(nèi)容和要求做出了較大調(diào)整,使得在微積分教學(xué)時(shí)遇到了一定困難。本文以新課標(biāo)為出發(fā)點(diǎn),歸納新課標(biāo)中關(guān)于微積分的內(nèi)容和要求的主要變化,揭示現(xiàn)階段高中生在學(xué)習(xí)微積分中存在的問(wèn)題,并針對(duì)這些問(wèn)題提出具體的教學(xué)建議和策略,為新課標(biāo)背景下高中微積分的教學(xué)提供一定思考和改革策略。
關(guān)鍵詞:新課程標(biāo)準(zhǔn);微積分;高中數(shù)學(xué);教學(xué)
隨著課程標(biāo)準(zhǔn)的不斷改革,微積分在高中階段越來(lái)越受到重視。教育部頒布《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新課標(biāo)),對(duì)微積分的教學(xué)提出了更高的要求。事實(shí)上,微積分中所蘊(yùn)含的美育價(jià)值、思維價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值,對(duì)高中生辯證思維的發(fā)展、解題思路的拓展和后續(xù)學(xué)習(xí)都有著十分重要的影響。因此,在新課標(biāo)下,高中微積分教學(xué)成為數(shù)學(xué)教師亟需思考和研究的新課題。微積分在高中數(shù)學(xué)中經(jīng)歷了多次改革,廣大數(shù)學(xué)教育工作者針對(duì)歷次改革的新內(nèi)容、新要求,對(duì)高中微積分教學(xué)提出了許多建議。如孟季和[1]在《中學(xué)微積分教材教法》中,對(duì)適應(yīng)1978年教學(xué)大綱改革的微積分教學(xué)的教法進(jìn)行了探討;楊鐘玄[2]根據(jù)新《數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》的改革情況,結(jié)合當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)課本弊端,提出要將數(shù)列極限的定義由抽象的“ε-N”符號(hào)語(yǔ)言改成更為直觀(guān)語(yǔ)言的建議;匡繼昌[3]尖銳地指出教學(xué)大綱刪去極限內(nèi)容的錯(cuò)誤性,并表示這種無(wú)極限的導(dǎo)數(shù)模式不是創(chuàng)新,而是一種退步;李倩等[4]對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)中所列出的高中微積分內(nèi)容從教學(xué)價(jià)值、教學(xué)實(shí)施方面進(jìn)行了不同的探討,認(rèn)為高中微積分教學(xué)要充分體現(xiàn)高中微積分和大學(xué)微積分對(duì)學(xué)生的不同要求,不能讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)運(yùn)用微積分知識(shí)過(guò)度依賴(lài)的心理。因此,高中課程改革中微積分教學(xué)方法研究一直是數(shù)學(xué)教師教學(xué)研究的熱點(diǎn)課題。另一方面,雖然我國(guó)數(shù)學(xué)教育工作者關(guān)于高中微積分教學(xué)研究較為廣泛,但是在新課標(biāo)框架下,探討高中微積分教學(xué)的研究卻不多。本文首先總結(jié)歸納新課標(biāo)中微積分內(nèi)容及其要求變化,然后剖析高中生學(xué)習(xí)微積分普遍存在的問(wèn)題,最后有針對(duì)性地提出在新課標(biāo)背景下高中微積分教學(xué)的幾點(diǎn)策略。
1新課標(biāo)中微積分內(nèi)容和要求的變化
新課標(biāo)對(duì)于微積分內(nèi)容和要求做出了較大調(diào)整,尤其是對(duì)于理工科學(xué)生,其在內(nèi)容的難度、深度、廣度以及學(xué)習(xí)目標(biāo)等方面都有很大的提高。表1以新課標(biāo)A類(lèi)為例,比較了其與2003年《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的異同。經(jīng)過(guò)比較和分析,新標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于微積分的變化可歸納為以下三個(gè)方面:1.1注重與大學(xué)數(shù)學(xué)的接軌。在2003版的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中,考慮到高中生的認(rèn)知水平,當(dāng)時(shí)我國(guó)高中數(shù)學(xué)涉及微積分的知識(shí)無(wú)論是從內(nèi)容的深度、廣度和難度上都較為淺顯。在世界范圍內(nèi),相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家和部分地區(qū)高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)微積分內(nèi)容,我國(guó)高中數(shù)學(xué)微積分內(nèi)容的難度排名也相對(duì)靠后[5]。從表1可看出,新課標(biāo)在微積分內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上作出了調(diào)整。在內(nèi)容上,數(shù)列極限、函數(shù)極限、連續(xù)函數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用、定積分的理論知識(shí)部分有明顯的擴(kuò)充和具體要求。在結(jié)構(gòu)上,逾越極限直接通過(guò)大量的實(shí)例來(lái)理解導(dǎo)數(shù)的概念,修改為先學(xué)極限,再?gòu)臉O限的基礎(chǔ)上給出導(dǎo)數(shù)這一數(shù)學(xué)定義,該教學(xué)結(jié)構(gòu)與大學(xué)微積分基本一致。另外,新課標(biāo)改善了高中和大學(xué)微積分內(nèi)容的斷點(diǎn)問(wèn)題,在知識(shí)的建構(gòu)上逐步與大學(xué)微積分接軌,其課程的連貫性和延續(xù)性得到進(jìn)一步增強(qiáng)。1.2注重?cái)?shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言是一種簡(jiǎn)潔、高效的思考與表達(dá)方式[6]。一直以來(lái),關(guān)于是否在高中階段引入極限符號(hào)語(yǔ)言一直存在爭(zhēng)議。數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制組在《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀》中明確指出高中學(xué)習(xí)極限的弊端:若按照先學(xué)極限再學(xué)導(dǎo)數(shù)的順序,極限的抽象概念會(huì)對(duì)理解導(dǎo)數(shù)思想和本質(zhì)產(chǎn)生不利影響[7]。也有不少數(shù)學(xué)教育學(xué)者指出,高中極限內(nèi)容的刪減只會(huì)對(duì)學(xué)生理解微積分會(huì)產(chǎn)生障礙。新課標(biāo)再一次增設(shè)了極限內(nèi)容,對(duì)極限內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求由了解上升到理解的層面,不僅給出了極限的數(shù)學(xué)符號(hào)定義,并且要求學(xué)生掌握極限的相關(guān)性質(zhì)及其證明。此外,有關(guān)連續(xù)函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、定積分的概念,新課標(biāo)也都給出了嚴(yán)格的定義和證明,這充分體現(xiàn)了新課標(biāo)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言的表達(dá)能力的重視。1.3注重微積分的實(shí)際應(yīng)用。微積分是研究現(xiàn)代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),也是解決其他領(lǐng)域技術(shù)的重要工具。新課標(biāo)更加強(qiáng)調(diào)借助幾何直觀(guān)和物理實(shí)際背景來(lái)引入微積分思想,并且對(duì)微積分的實(shí)際應(yīng)用能力提出了更高的要求。事實(shí)上,微積分在研究數(shù)學(xué)的函數(shù)變化、物理學(xué)的物體變速運(yùn)動(dòng)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)的生產(chǎn)優(yōu)化等問(wèn)題中起到關(guān)鍵作用。如在初等數(shù)學(xué)中,學(xué)生對(duì)于曲邊圖形面積和旋轉(zhuǎn)體體積的計(jì)算往往倍感無(wú)從下手,但從微積分的極限思想出發(fā),將曲邊圖形和旋轉(zhuǎn)體劃分為無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)限小的面積微元和體積微元,再近似求和,便能有效地推導(dǎo)出曲邊圖形和旋轉(zhuǎn)體積的求解公式。又如在物理的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題中,對(duì)于常見(jiàn)的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式,學(xué)生往往能得心應(yīng)手,而對(duì)于變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),很多學(xué)生往往一籌莫展,但如果使用微積分工具便能很好地解決[8]。由此可見(jiàn),提升微積分的實(shí)際應(yīng)用能力是適應(yīng)新時(shí)代數(shù)學(xué)教育發(fā)展,培養(yǎng)應(yīng)用型人才的有效手段。
2高中生學(xué)習(xí)微積分存在的問(wèn)題
高考是高中生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的指揮棒,目前高考對(duì)于微積分內(nèi)容的考查在分量和難度上普遍要求不高,導(dǎo)致高中生學(xué)習(xí)微積分存在很多問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:2.1對(duì)微積分課程的學(xué)習(xí)感到枯燥。新課標(biāo)加入微積分相關(guān)概念和定理,致使高中微積分課程理論性明顯增強(qiáng)。然而,現(xiàn)有教材有關(guān)微積分的內(nèi)容安排比較繁雜,并且缺乏針對(duì)性和系統(tǒng)性,導(dǎo)致難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。許多高中教師在教學(xué)微積分的過(guò)程中,仍然采取傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式,缺乏對(duì)微積分所蘊(yùn)含的思維價(jià)值、文化價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值的挖掘,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)微積分的學(xué)習(xí)存在畏難情緒。另外,伴隨高考升學(xué)壓力,高中微積分教學(xué)呈現(xiàn)出一種應(yīng)試化傾向。由于微積分內(nèi)容難度較大,致使教師更多專(zhuān)注于書(shū)本和考試,偏重于公式的推導(dǎo)、題目的演算等機(jī)械化的訓(xùn)練,忽視了對(duì)學(xué)生的素質(zhì)能力的培養(yǎng),從而加重了學(xué)生對(duì)于微積分枯燥的刻板印象。2.2對(duì)微積分概念的理解不夠透徹。為了準(zhǔn)備高考,許多學(xué)生對(duì)于微積分的學(xué)習(xí)僅停留在對(duì)導(dǎo)數(shù)公式的記憶上,不斷重復(fù)公式演算習(xí)題的訓(xùn)練,對(duì)微積分概念的認(rèn)識(shí)浮于表面,死記硬背占很大的比重[4]。一方面,微積分本身對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)難度較大,尤其是對(duì)那些抽象的數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言,讓學(xué)生從常量思維跳躍到變量思維,難以接受,從而產(chǎn)生一種抗拒的心理。另一方面,由于初等數(shù)學(xué)內(nèi)容的限制,高中數(shù)學(xué)教材一些知識(shí)點(diǎn)缺乏邏輯上的嚴(yán)密性。在課改前,我國(guó)大多數(shù)的高中教材都刪去了極限的內(nèi)容,對(duì)極限的思想一筆帶過(guò),加大了學(xué)生理解微積分的難度,再加上高中教師教學(xué)上偏重于題目的直觀(guān)講解,造成學(xué)生對(duì)一些基本概念的理解產(chǎn)生偏差。2.3對(duì)微積分思難以做到靈活運(yùn)用。著名數(shù)學(xué)教育家R•柯朗說(shuō):“微積分是人類(lèi)思維的偉大成果之一[9]”。微積分的創(chuàng)立是一代又一代數(shù)學(xué)家思維方式發(fā)生變化的結(jié)果。微積分以函數(shù)為主要對(duì)象,分析函數(shù)的常量和變量間的關(guān)系,它打破了傳統(tǒng)的常量一直保持不變的思想,使數(shù)學(xué)變?yōu)橐环N動(dòng)態(tài)的語(yǔ)言。在高中階段常常會(huì)遇到一些研究較窄、較深的題目,在解答這一類(lèi)題目時(shí),學(xué)生常常會(huì)將實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段當(dāng)作解題目標(biāo),并由此陷入繁雜的運(yùn)算或是中斷解題[10],如此,在解題過(guò)程中將耗費(fèi)大量的變形運(yùn)算才能達(dá)到目標(biāo)結(jié)果。在很多情況下,微積分的思想能為解答此類(lèi)題目開(kāi)拓思路,但由于受到高中階段大量的填鴨式訓(xùn)練的影響,許多學(xué)生的思想被禁錮,難以做到對(duì)微積分思想的靈活運(yùn)用。
3高中數(shù)學(xué)微積分的教學(xué)策略
高中微積分內(nèi)容主要是微積分學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),教師的教學(xué)應(yīng)符合微積分初學(xué)者的認(rèn)知水平,要將微積分知識(shí)在課堂上通俗、直觀(guān)、生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生。在高中數(shù)學(xué)微積分模塊的教學(xué)過(guò)程中,教師可以通過(guò)講述與微積分密切相關(guān)的數(shù)學(xué)史小故事,利用數(shù)形結(jié)合教學(xué),運(yùn)用微積分工具達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)概念理解和豐富學(xué)生解決問(wèn)題能力等目的。3.1穿插數(shù)學(xué)史小故事,讓學(xué)生感受微積分的趣味性。高中正是學(xué)生世界觀(guān)形成的關(guān)鍵時(shí)期,在微積分教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)史的小故事,不僅有助于擺脫微積分的枯燥性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能讓學(xué)生感受文化熏陶,體會(huì)數(shù)學(xué)的人文價(jià)值,提升自身的文化修養(yǎng)。因此,教師在微積分教學(xué)中,應(yīng)充分挖掘微積分思想中的美育價(jià)值,通過(guò)數(shù)學(xué)文化引導(dǎo)學(xué)生感受微積分思想文化中所蘊(yùn)含的人文價(jià)值,從而培養(yǎng)學(xué)生感受美、鑒賞美、創(chuàng)造美的能力[11]。如在介紹微積分符號(hào)的時(shí)候,可以穿插數(shù)學(xué)史上著名“牛頓-萊布尼茨之爭(zhēng)”的故事。在微積分發(fā)展史中,關(guān)于誰(shuí)是創(chuàng)立微積分第一人一直存在著爭(zhēng)論。1684年,萊布尼茨首次公開(kāi)提出微分的概念,兩年后,他發(fā)表了一篇論文,將積分符號(hào)記為“∫”據(jù)萊布尼茨的手稿記載,1675年他已發(fā)現(xiàn)并完成了一整套微分學(xué)。然而,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)卻認(rèn)定微積分的創(chuàng)始人是牛頓,并指出萊布尼茨抄襲了牛頓的“流數(shù)術(shù)”。其實(shí),經(jīng)后人的研究發(fā)現(xiàn),牛頓和萊布尼茨基于不同的思維模式創(chuàng)立了微積分。牛頓從物理的力學(xué)出發(fā),運(yùn)用集合方法創(chuàng)建了微分學(xué)和積分學(xué),并用“y”表示導(dǎo)數(shù)。萊布尼茨從幾何問(wèn)題出發(fā),利用分析學(xué)方法引出微積分概念,并引進(jìn)“dx、dy”作為微分符號(hào),這一發(fā)明相較于牛頓的符號(hào)更清楚、直觀(guān)、合理,而被廣泛的采納沿用至今。至此,人們才普遍認(rèn)為牛頓和萊布尼茨均為微積分的第一創(chuàng)立者,因此,教材將微積分基本公式取名為“牛頓-萊布尼茨公式”。通過(guò)講述微積分的數(shù)學(xué)史小故事,引出微積分符號(hào),不僅能夠有效地加強(qiáng)學(xué)生記憶,而且可以讓學(xué)生對(duì)微積分的創(chuàng)建歷史有了一個(gè)初步的了解,從中感受數(shù)學(xué)的人文價(jià)值。另一方面,從課堂教學(xué)來(lái)看,穿插數(shù)學(xué)史小故事,有助于學(xué)生擺脫微積分課堂枯燥的刻板印象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也能讓學(xué)生感受到微積分中的正能量,從微積分名人的身上汲取養(yǎng)分,學(xué)習(xí)他們的精神,達(dá)到情感育人的目標(biāo)[12]。3.2利用數(shù)形結(jié)合教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)微積分概念的理解。新課標(biāo)改善了高中微積分和大學(xué)微積分的斷點(diǎn)問(wèn)題,要求高中微積分中有關(guān)極限、導(dǎo)數(shù)、定積分等內(nèi)容逐步與大學(xué)微積分接軌,這樣提升了高中生對(duì)微積分概念理解的難度。在微積分教學(xué)中,教師應(yīng)充分考慮高中生的認(rèn)知水平和接受能力,在講授抽象的數(shù)學(xué)概念和定理時(shí),教師可以結(jié)合它的“形”直觀(guān)地向?qū)W生傳遞其中蘊(yùn)含的意義。通過(guò)數(shù)形結(jié)合引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到觀(guān)察圖像和公式的推導(dǎo)過(guò)程中,不僅有利于學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)概念的理解,同時(shí)也能讓學(xué)生充分感受到微積分和初等數(shù)學(xué)的差異性[13]。如在講授函數(shù)極限的ε語(yǔ)言時(shí),對(duì)任意給定ε>0,在直角坐標(biāo)平面上以y=A為中心線(xiàn),寬2ε的窄帶,可以找到某個(gè)M>0,使得在直線(xiàn)x=M的右側(cè),曲線(xiàn)y=f(x)完全落在窄帶內(nèi)(如圖1所示)。教師可先運(yùn)用圖像法表示函數(shù)極限的幾何意義,從而引導(dǎo)學(xué)生接受函數(shù)極限的ε語(yǔ)言,避免死記硬背概念。將“數(shù)”與“形”緊密結(jié)合應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,不僅能讓復(fù)雜的問(wèn)題變得通俗易懂,而且有助于提高課堂的生動(dòng)性和趣味性。又如,在推導(dǎo)冪函數(shù)的求導(dǎo)公式時(shí),可以先從最簡(jiǎn)單的函數(shù)y=x2出發(fā)。根據(jù)導(dǎo)數(shù)的概念,找到x單位的變化引起的函數(shù)變化率即可,即dx/dy可以被理解成是函數(shù)y=x2圖像的切線(xiàn)斜率。如圖2所示,在坐標(biāo)原點(diǎn)處,切線(xiàn)與x軸重合,所以斜率是0,且隨著橫坐標(biāo)x的增大切線(xiàn)斜率會(huì)不斷增大,引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察出y=x2的導(dǎo)數(shù)與自變量x正相關(guān)這一現(xiàn)象。圖1函數(shù)極限的幾何意義圖2函數(shù)y=x2切線(xiàn)斜率與自變量x正相關(guān)觀(guān)察一個(gè)邊長(zhǎng)為x的正方形,假如給x一個(gè)微小的增量dx,此時(shí)其面積的增量可表示為dy(如圖3所示),即由x的微小增量dx引起的y=x2的值的微小增加量dy。正方形面積多出三個(gè)部分,即兩個(gè)小長(zhǎng)方形和一個(gè)小正方形,如此dy=2xdx+dx2,當(dāng)dx無(wú)限趨近于0,一個(gè)微小的變化量的平方(dx)2可以忽略不計(jì),所以dy=2xdx,即dydx=2x,最終得到了函數(shù)y=x2的求導(dǎo)公式,也應(yīng)證了先前觀(guān)察到的規(guī)律。同樣,在推導(dǎo)函數(shù)y=x3的求導(dǎo)公式時(shí),也可以考慮是在一個(gè)棱長(zhǎng)為x的立方體上,給橫坐標(biāo)x一個(gè)微小的增量dx,其體積的增加量為3x2dx,故每單位x增加量引起x3的變化是3x2。由此,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)都是形如dydx=nxn-1,即可得到冪函數(shù)的一般求導(dǎo)公式。在教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)直觀(guān)的圖形輔助求導(dǎo)公式的推導(dǎo),不僅可以引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)微積分思想,簡(jiǎn)化學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)概念的理解,還能通過(guò)親歷微積公式的推導(dǎo)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維、演繹推理的能力。3.3運(yùn)用微積分工具,豐富學(xué)生解決問(wèn)題的手段。微積分是打開(kāi)現(xiàn)代數(shù)學(xué)大門(mén)的重要理論基礎(chǔ),其所蘊(yùn)含的思想能為學(xué)生解決問(wèn)題提供獨(dú)特的方法和思路[14]。在高中階段,一些數(shù)學(xué)問(wèn)題的求解與討論過(guò)程相當(dāng)繁瑣,而微積分的引入拓展了學(xué)生的思維,能夠使學(xué)生從枯燥而重復(fù)低級(jí)的訓(xùn)練中走出來(lái)。教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)有別于傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),充分借助微積分思想方法,豐富學(xué)生解決問(wèn)題的手段,提高學(xué)生微積分的應(yīng)用能力。如證明對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式ln(1n+1)>1n2-1n3都成立;又如,已知一力場(chǎng)由以橫軸正向?yàn)榉较虻某A構(gòu)成,當(dāng)一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)沿圓周x2+y2=R2,按逆時(shí)針?lè)较蜃哌^(guò)第一象限的弧段時(shí),求場(chǎng)力所作的功。這些問(wèn)題如果用常規(guī)方法很難解決,但如果將問(wèn)題轉(zhuǎn)換為討論函數(shù)的單調(diào)性和定積分的問(wèn)題,學(xué)生則會(huì)有一種醍醐灌頂?shù)母惺?。由此可?jiàn),微積分思想的引入可以拓展學(xué)生的解題思路,將一些復(fù)雜的問(wèn)題化繁為簡(jiǎn),如此可達(dá)到靈活運(yùn)用微積分思想解決實(shí)際問(wèn)題的目的。再如,求曲線(xiàn)C:y=3x-x3過(guò)點(diǎn)A(2,-2)的切線(xiàn)方程。學(xué)生解決該問(wèn)題的常規(guī)思路是,由點(diǎn)A在曲線(xiàn)C上,得到切線(xiàn)斜率為k=y(tǒng)′=-9,因此過(guò)點(diǎn)A的切線(xiàn)方程為9x+y-16=0。這一解法的錯(cuò)誤在于遺漏切線(xiàn)方程y+2=0的情況。在求切線(xiàn)方程時(shí),學(xué)生很容易將問(wèn)題簡(jiǎn)化為求已知曲線(xiàn)與直線(xiàn)只有一個(gè)交點(diǎn)的情形,直接將兩個(gè)方程聯(lián)立求單根,這種方法雖能找到切線(xiàn)方程,但得到的答案卻不完整。出現(xiàn)錯(cuò)誤的根本原因在于對(duì)切線(xiàn)概念理解不準(zhǔn)確,僅停留在片面的認(rèn)識(shí)上,并未真正領(lǐng)會(huì)導(dǎo)數(shù)的思想。正確理解是,切線(xiàn)是曲線(xiàn)的割線(xiàn)與曲線(xiàn)交點(diǎn)由一端沿曲線(xiàn)無(wú)限地接近于另一端時(shí)的極限位置,這樣就不能僅憑直線(xiàn)與曲線(xiàn)的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)判斷切線(xiàn)的條數(shù)。因此,在極限的教學(xué)中,教師如果能夠通過(guò)分析變量與常量之間的內(nèi)在聯(lián)系,挖掘微積分思想的來(lái)源,讓學(xué)生體會(huì)近似與精確、有限與無(wú)限的之間動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,能有效訓(xùn)練與培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維,豐富學(xué)生解決問(wèn)題的手段。在新一輪的高中數(shù)學(xué)課程改革中,微積分知識(shí)的難度、深度和廣度都有了一定提高。較以往的課程標(biāo)準(zhǔn)而言,新課標(biāo)更加注重高中微積分和大學(xué)微積分的銜接、數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言的表達(dá)能力和微積分的實(shí)際運(yùn)用。與此同時(shí),微積分課程難度的增加也給高中生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在對(duì)微積分理論的學(xué)習(xí)感到枯燥、對(duì)微積分概念理解不透徹以及對(duì)微積分思想難以做到靈活運(yùn)用等方面。因此,探討高中微積分的教學(xué)策略具有重要意義。本文在剖析新課標(biāo)中微積分內(nèi)容和要求的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)階段高中生學(xué)習(xí)微積分存在的問(wèn)題提出對(duì)應(yīng)的教學(xué)策略。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,教師要以學(xué)生為本,從高中生的認(rèn)知水平出發(fā),以直觀(guān)易懂,生動(dòng)有趣的教學(xué)揭示微積分所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)之美。通過(guò)穿插數(shù)學(xué)史的小故事,結(jié)合數(shù)形結(jié)合教學(xué),運(yùn)用微積分工具等教學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)微積分的興趣、增強(qiáng)理解微積分概念和運(yùn)用微積分解決問(wèn)題的能力,以期達(dá)到提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的目的。
總之,新課標(biāo)下微積分的教學(xué)研究是一個(gè)全新的課題,如何在教學(xué)中充分體現(xiàn)微積分的教育價(jià)值仍存在很多探討的空間。
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作者:周學(xué)君 劉婕 蔡志勇 單位:1.黃岡師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院 2.蘄春縣第一高級(jí)中學(xué)
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