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一、案例背景
众所周知,函数是高中数学的重要概念之一,函数的思想和方法贯穿了整个高中数学教学,教学要求用集合与对应的语言刻画函数概念,教学要通过对函数概念的理解,让学生达到从直观感知到抽象思维的发展,难度较高。
二、案例描述
师:(大家好!)这节课我们要学习函数,初中已经学过函数,大家能不能举例几个例子说明什么是函数?
生1:买作业本,需要付的钱随作业本的数量变化而变化,付的钱是作业本的函数。
生2:早上上学离开家的距离和时间成正比例函数。
生3:y = 2x 1
师:不错,刚刚大家已经举了一些函数的例子,那我们来看看课本上的例子(多媒体展示)。
(课本例题):一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中目标.炮弹的射高为845m,且炮弹距地面的高度h(单位:m)随时间t(单位:s)变化的规律是h=130t-5t2炮弹距地面高度h是时间t的函数吗?为什么?
几何画板演示:函数图像上的动点P标出横、纵坐标,拖动点P,显示时间和高度,直观反映炮弹距离地面的高度随时间t的变化情况。
(学生的眼神亮了)
生:(众答)炮弹距地面的高度h是时间t的函数。
师:炮弹的高度h随飞行时间t的变化而变化,所以炮弹距地面高度h是飞行时间t的函数。飞行时间t的变化范围是数集A={t|0≤t≤26},炮弹距地面的高度h的变化范围是数集B={h|0≤h≤845},数集A中的任意一个时间t,在数集B中都有唯一的高度h和它对应。
师:现在老师给出3个问题(PPT展示)。
问题1:体检时的心电图,图上点的横坐标x表示时间,纵坐标y表示心脏部位的生物电流,y是不是x的函数?
激励讨论后,各组代表陈述观点:
组1代表:1是函数,2也是函数,因为可以用图象表示。
组2代表:1是函数,2不是函数,感觉有诈,但说不出来。
组3代表:同意一组观点。
组4代表:1是函数,2不是函数,函数中y随x的变化而变化,(上讲台指图)可是这一段中,x逐渐增大的时候,y不知道咋个取值。
组5代表:网红心电图不是函数,心形部分y的变化有增加,有减小,不知道该算哪一段(指图发言)。考试成绩是考试次数的函数,成绩随次数变化而变化。V组6代表:网红心电图不是函数,成绩也不是,因为没有解析式,也没有图像。
组7代表:同意六组结论。
师:各组都发表了自己的意见,到底是不是函数拿什么作为依据?这几个题拿初中的定义来判断似乎有点为难,那怎么办?
生:(众答)看书。(笑)
(学生阅读)
一般地,我们有:设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数(function),记作:y=f(x)
其中,x叫作自变量,x的取值范围A叫作函数的定义域(domain),与X的值相对应Y值叫作函数值,函数值的集合叫作函数的值域。
师:拿题目1对比,A相当于什么?
生4:(指图)这一段时间,测心电图的这段时间。
师:B相当于什么?
生5:(指图)这部分生物电流职。
师:对应关系f是什么?
生:(犹豫)……
师:不太确定?这个对应关系能不能理解为这是图像的对应关系?
生6:可以。但写不出解析式。
师:一定要有解析式吗?课本定义如何描述?
生7:确定的对应关系。喔,所以不一定要有解析式。
师:集合A中的任意一个时间x,能否在B中都有唯一的值和它对应?
生8:能。
师:所以结论是?
生:(众答)是函数。
师:题目1中,任意一个时间,都能找到唯一的y值,生物电流和它对应,y是x的函数。
师:现在根据定义,请一组纠错问题2。
组1代表:题目2中,心形位置,一个时间,有几个y值和它对应,y不是x的函数。
师:请六组纠错问题3。
组6代表:一次考试对应一个成绩,是函数。
师:非常好,如果例3中,在第三次考试的时候,王同学生病请假了,没有成绩,请问,王同学的数学成绩是不是考试次数的函数?
生9:不是函数,第三次考试没有对应的。
师:非常好,A中的元素3没有和它对应的值,我们再来解读概念中的关键词?
生10:两个非空的数集A、B,对应关系f,任意一个数,唯一确定的数和它对应。
概念探究结束。
三、案例分析
“以学为主”的课堂教学绝非“学为中心”,也非“教为中心”,而是教与学的有效结合,教学强调学生的主体性,通过学生探索、学习获得新知,形成学科思维。教师在课堂教学中充当的角色是引导者,设置合理有效的问题,是课堂教学有效性的保障。
1.问题情境创新化,激发学生学习兴趣
高中数学课的通病是课堂气氛不活跃,学生不愿意回答问题,其深层次的原因是老师在问题设置中没有创新,学生兴趣没有被激发,难以融入课堂。创新型问题情境,能引发学生的认知和对课堂浓厚的兴趣,激发学生思维,增强学生学习的内动力,从而达到以学为主的目的。
2.问题设置基础性,注重探究问题本质
《高中数学课程标准》(2017版)中指出:数学学科核心素养是数学课程目标的集中体现,是在数学学习和应用的过程中逐步形成和发展的。数学学科核心素养包含:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析。数学抽象是指通过对数量关系与空间形式的抽象,得到数学研究对象的素养。主要包括:从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,并用数学语言予以表征。高中数学课程标准强调教学活动是学科素养培养的主要途径。对大部分学生而言,高中数学概念比较抽象,自主学习往往不知所措,找不到研究问题的入手点,也难深究其本质,没有形成良好的数学思维,因而达不到高中数学核心素养要求,因此,概念教学中要注重体现基本概念的形成过程,从学生认知出发,设置基础性问题,引导学生探究概念的本质,使学生经历从具体实例中抽象出数学概念,促使学生准确理解和掌握概念,提高从数学角度发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力。
3.问题设置层次化,引导学生探究新知
高中数学课程标准中强调返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质。数学课堂要讲逻辑推理,更要讲道理,通过典型例子的分析和学生自主探索活动,使学生理解数学概念、结论逐渐形成的过程,体会蕴含在其中的思想方法,把数学的学术形态转化为学生易于接受的教育形态。高中数学概念教学中,问题设置层次化的目的在于引导学生由浅入深,一步一步发现问题的本质,构建良好的数学思维模式。问题之间要合理的衔接,要有启发性,要照顾到不同层次的学生,让所有学生都“有事做”,能思考,积极参与到课堂教学中。
学习的有效性依赖于学生愿不愿学,当学生能自觉参与和思考,学习的有效性自然就提高了。“以学为主”的课堂模式中,合理、有效地预设问题,为学生探究问题明确方向,让学生在探究中体验成功的快乐,并逐渐构建学科知识体系。
(作者单位:云南省昆明市第三十中學)
众所周知,函数是高中数学的重要概念之一,函数的思想和方法贯穿了整个高中数学教学,教学要求用集合与对应的语言刻画函数概念,教学要通过对函数概念的理解,让学生达到从直观感知到抽象思维的发展,难度较高。
二、案例描述
师:(大家好!)这节课我们要学习函数,初中已经学过函数,大家能不能举例几个例子说明什么是函数?
生1:买作业本,需要付的钱随作业本的数量变化而变化,付的钱是作业本的函数。
生2:早上上学离开家的距离和时间成正比例函数。
生3:y = 2x 1
师:不错,刚刚大家已经举了一些函数的例子,那我们来看看课本上的例子(多媒体展示)。
(课本例题):一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中目标.炮弹的射高为845m,且炮弹距地面的高度h(单位:m)随时间t(单位:s)变化的规律是h=130t-5t2炮弹距地面高度h是时间t的函数吗?为什么?
几何画板演示:函数图像上的动点P标出横、纵坐标,拖动点P,显示时间和高度,直观反映炮弹距离地面的高度随时间t的变化情况。
(学生的眼神亮了)
生:(众答)炮弹距地面的高度h是时间t的函数。
师:炮弹的高度h随飞行时间t的变化而变化,所以炮弹距地面高度h是飞行时间t的函数。飞行时间t的变化范围是数集A={t|0≤t≤26},炮弹距地面的高度h的变化范围是数集B={h|0≤h≤845},数集A中的任意一个时间t,在数集B中都有唯一的高度h和它对应。
师:现在老师给出3个问题(PPT展示)。
问题1:体检时的心电图,图上点的横坐标x表示时间,纵坐标y表示心脏部位的生物电流,y是不是x的函数?
激励讨论后,各组代表陈述观点:
组1代表:1是函数,2也是函数,因为可以用图象表示。
组2代表:1是函数,2不是函数,感觉有诈,但说不出来。
组3代表:同意一组观点。
组4代表:1是函数,2不是函数,函数中y随x的变化而变化,(上讲台指图)可是这一段中,x逐渐增大的时候,y不知道咋个取值。
组5代表:网红心电图不是函数,心形部分y的变化有增加,有减小,不知道该算哪一段(指图发言)。考试成绩是考试次数的函数,成绩随次数变化而变化。V组6代表:网红心电图不是函数,成绩也不是,因为没有解析式,也没有图像。
组7代表:同意六组结论。
师:各组都发表了自己的意见,到底是不是函数拿什么作为依据?这几个题拿初中的定义来判断似乎有点为难,那怎么办?
生:(众答)看书。(笑)
(学生阅读)
一般地,我们有:设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数(function),记作:y=f(x)
其中,x叫作自变量,x的取值范围A叫作函数的定义域(domain),与X的值相对应Y值叫作函数值,函数值的集合叫作函数的值域。
师:拿题目1对比,A相当于什么?
生4:(指图)这一段时间,测心电图的这段时间。
师:B相当于什么?
生5:(指图)这部分生物电流职。
师:对应关系f是什么?
生:(犹豫)……
师:不太确定?这个对应关系能不能理解为这是图像的对应关系?
生6:可以。但写不出解析式。
师:一定要有解析式吗?课本定义如何描述?
生7:确定的对应关系。喔,所以不一定要有解析式。
师:集合A中的任意一个时间x,能否在B中都有唯一的值和它对应?
生8:能。
师:所以结论是?
生:(众答)是函数。
师:题目1中,任意一个时间,都能找到唯一的y值,生物电流和它对应,y是x的函数。
师:现在根据定义,请一组纠错问题2。
组1代表:题目2中,心形位置,一个时间,有几个y值和它对应,y不是x的函数。
师:请六组纠错问题3。
组6代表:一次考试对应一个成绩,是函数。
师:非常好,如果例3中,在第三次考试的时候,王同学生病请假了,没有成绩,请问,王同学的数学成绩是不是考试次数的函数?
生9:不是函数,第三次考试没有对应的。
师:非常好,A中的元素3没有和它对应的值,我们再来解读概念中的关键词?
生10:两个非空的数集A、B,对应关系f,任意一个数,唯一确定的数和它对应。
概念探究结束。
三、案例分析
“以学为主”的课堂教学绝非“学为中心”,也非“教为中心”,而是教与学的有效结合,教学强调学生的主体性,通过学生探索、学习获得新知,形成学科思维。教师在课堂教学中充当的角色是引导者,设置合理有效的问题,是课堂教学有效性的保障。
1.问题情境创新化,激发学生学习兴趣
高中数学课的通病是课堂气氛不活跃,学生不愿意回答问题,其深层次的原因是老师在问题设置中没有创新,学生兴趣没有被激发,难以融入课堂。创新型问题情境,能引发学生的认知和对课堂浓厚的兴趣,激发学生思维,增强学生学习的内动力,从而达到以学为主的目的。
2.问题设置基础性,注重探究问题本质
《高中数学课程标准》(2017版)中指出:数学学科核心素养是数学课程目标的集中体现,是在数学学习和应用的过程中逐步形成和发展的。数学学科核心素养包含:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析。数学抽象是指通过对数量关系与空间形式的抽象,得到数学研究对象的素养。主要包括:从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,并用数学语言予以表征。高中数学课程标准强调教学活动是学科素养培养的主要途径。对大部分学生而言,高中数学概念比较抽象,自主学习往往不知所措,找不到研究问题的入手点,也难深究其本质,没有形成良好的数学思维,因而达不到高中数学核心素养要求,因此,概念教学中要注重体现基本概念的形成过程,从学生认知出发,设置基础性问题,引导学生探究概念的本质,使学生经历从具体实例中抽象出数学概念,促使学生准确理解和掌握概念,提高从数学角度发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力。
3.问题设置层次化,引导学生探究新知
高中数学课程标准中强调返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质。数学课堂要讲逻辑推理,更要讲道理,通过典型例子的分析和学生自主探索活动,使学生理解数学概念、结论逐渐形成的过程,体会蕴含在其中的思想方法,把数学的学术形态转化为学生易于接受的教育形态。高中数学概念教学中,问题设置层次化的目的在于引导学生由浅入深,一步一步发现问题的本质,构建良好的数学思维模式。问题之间要合理的衔接,要有启发性,要照顾到不同层次的学生,让所有学生都“有事做”,能思考,积极参与到课堂教学中。
学习的有效性依赖于学生愿不愿学,当学生能自觉参与和思考,学习的有效性自然就提高了。“以学为主”的课堂模式中,合理、有效地预设问题,为学生探究问题明确方向,让学生在探究中体验成功的快乐,并逐渐构建学科知识体系。
(作者单位:云南省昆明市第三十中學)