基于解题,提炼数学概念内涵

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tangguopingzhang
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  【摘要】数学概念教学是培养学生核心素养的重要途径.本文以“函数的性质”教学为例,阐释了在解题基础上注重提炼概念内涵,以静制动,培养学生的数学核心素养.
  【关键词】解题;数学概念;内涵;核心素养
  【问题提出】
  弗赖登塔尔认为:“数学知识不是教师教出来的,而是研究出来的.”同样的,数学概念不能仅仅依靠教师的教,应该让学生在解题过程中发现规律、共性,唤起好奇心,通过不断探究,对数学概念进行提炼,做到真正地学以致用.概念是数学的“细胞”,“函数的性质”概念数量多、章节跨度大,初学者若想形成系统性的理解难度较大.学生间常说的“得函数者得数学”就足以让人感受到其重要性.下面以苏教版教材中“函数性质”的教学为例,分享笔者的实践与思考.
  【解题困惑】
  教学观察:应用反证法的大体步骤,学生反应较好,而在面对“最小”这一关键结论的证明时,明显力不从心.同第二组问题一样,“举反例”是较为严谨的解法,但有部分学生想不到这种解法,即使想到了也心存忐忑,为什么可以这样做?这算不算“投机取巧”?
  【内涵挖掘】
  对于函数的奇偶性、周期性、单调性、最值等问题,在它们各自定义的表述中,一般存在着“任意……都有……”这样一些关键词,联想到解题过程中经常面对的恒成立问题,教师完全可以引导学生进一步树立“恒成立”的意识.当然,对“恒成立”这一内涵的挖掘,还要通过以下三个维度进行深度分析.
  维度一,聚焦概念中的适用范围.函数的奇偶性、周期性、最值中的“恒成立”,均是针对函数的定义域而言,属函数的整体性质.但是函数单调性中的“恒成立”未必针对定义域,也有可能是针对定义域的子区间,它属于局部性质.两者不可混淆.
  维度二,聚焦概念中式子的形式.函数的奇偶性、周期性中的“恒成立”,是等式的恒成立,而函数单调性、最值中的“恒成立”则是不等式恒成立.形式不同,解题路径各异,只有方向把握准确,解题才能高效.
  维度三,聚焦生活中的实例.如从反面论证“恒成立”问题为什么需要“举反例”,可以在课堂上举例.“有人说,高一(6)全班同学皆近视眼,而事实并非如此,有的同学还准备参加飞行员的选拔,那么该如何去反驳此人?”问题一经抛出,学生自然会对该人言论进行针对性的反驳——找出一个视力正常的同学即可.
  【水到渠成】
  【学以致用】
  问题是数学的灵魂,高中数学课堂教学是围绕问题展开的,知识因问题而起,为了解决问题才要更新知识、创造新知;学习因问题而导,教师只有科学、合理地设置问题,才能够有效地引导学生深入探究,主动构建新知;素养因问题而成,学生经历了发现、分析、解决问题过程,才能从中汲取数学素养的养分.问题的设计和教学的掌控是学生数学素养落地生根、开花结果的关键所在.所以,教师在进行概念教学时,一定要对课本习题进行变式、引申和拓展,同时要及时提炼数学概念的内涵,达到学以致用的目的.本节课后,笔者设计如下问题组供学生研讨.
  【逆向研究】
  “恒成立问题”作为高考试题中的常青树,除上述由外及里的内涵挖掘的题目之外,显性的恒成立问题比比皆是.因此,教师在解题教学中要加强研究,充分挖掘概念内涵,以培养学生辨析思维、求异思维能力.从综合性来看,题目主要分为单一型和复合型两类.从变量个数来看,常见的有一个变量和若干变量(且以两个变量为主).从函数个数来看,常见的有一个或两个函数,有时两个函数往往还需要转化成一个函数.这些问题看起来难以理解,想要解决需要从源头切入,挖掘其内涵,辨析其核心区别,依靠转化与化归、数形结合等数学思想寻求突破.
  综上,t的取值范围是(-∞,3].点评 一参数一变量与“存在性”“任意性”有机结合,是高考中的常见题型,使抽象的函数问题变得更加难以理解.事实上,这类问题只要抓住全称量词和存在量词的基本含义,辨析清楚两者之间的差别,就能够迅速地解题.
  【教学思考】
  数学概念是数学知识的基础,是数学思想方法的载体.基于解题,挖掘概念内涵,是培养学生数学核心素养的重要途径.教师在讲解函数的奇偶性、单调性、周期性、最值等概念的过程中,抽象出一般规律和结构,即共同且本质的数学特征“恒成立”,学生解题时就能够快速提炼出“恒成立”这一模型,从而实现问题的圆满解决.“随风潜入夜,润物细无声.”在这个过程中,学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算等素养也必然会得到塑造和巩固.
  概念课教学既是基础也是重中之重,但现实中却呈现出两种不良倾向.一是存在“教材不吃透,全靠习题凑”的状况,笔者曾在县城内做过观察,记录了七节数学评优课,当提到一次函数“y=kx b(k≠0)”中“k=0”式子还是不是函数问题时,仅有一位教师能够引导学生通过咀嚼概念做出清晰的判断,其他老师都是含含糊糊、闪烁其词,听者揪心,学生添堵.二是对概念不够重视,笔者发现教师教学能力的层次与概念教学的重视程度正相关,基本功扎实、具有一定的研究能力、学生评价高的老师在概念教学上不仅重视而且“能歌善舞”.相对而言,有些教学能力一般的老师却“好高骛远”.对于广大的一线数学教师,我们要进一步唤醒、激励、鼓舞,让“重视概念教学、注重立长远,静心打基础,教得轻松、学得愉快”蔚然成风.各地教研机构也要当好“红娘”,指导学科备课组进行针对性的阅读、研讨,让概念教学立于舞台中央.
  眾所周知,在社会、家庭、学校各方“推动”下,学生的考试分数被过度关注,使教学异化,我国高中数学教育普遍存在着同质化的倾向.北京大学张顺燕教授曾精辟地指出:“教学有三种境界,即授人以业,授人以法,授人以道.”前者凸显所授知识的准确性,中者强调所授知识的深刻性,而后者方是教学的最高境界,它要求教学不但要使学生将知识与方法融会贯通,而且要把数学的思想方法、本质规律及内部联系等灵魂性的东西揭示出来,为学生的终身发展打下坚实的基础,它强调所授知识的本质.这就为我们的教学路径指明了方向——抓住问题的本质.所以我们要从人的角度研究教学,改进方法,认真落实学生核心素养的培养.在概念教学设计中我们要进一步凸显问题导向,确立“建构→解题→内涵→升华”流程,其中基础在建构和解题,关键在通过解题进一步审视、研读、辨析概念,挖掘内涵,使二者形成知识能力和态度的闭环,从而实现学识水平和人文素养的双提升.
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