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摘要:如何精心地设计我们的教学,去建构一种适合概念生成的教学策略,让学生能在概念的发生、发展和同化过程中,领悟数学,运用数学,形成数学的理解力呢?本文通过“方程的根与函数的零点”课例,探讨如何紧扣概念教学过程中的关键节点,聚焦概念教学设计,探索学生形成数学概念理解的有效方法。
关键词:数学教学;教师;学生
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)03-0111
如何精心地设计我们的教学,去建构一种适合概念生成的教学策略,让学生能在概念的发生、发展和同化过程中,领悟数学,运用数学,形成数学的理解力呢?本文通过“方程的根与函数的零点”课例,探讨如何紧扣概念教学过程中的关键节点,聚焦概念教学设计,探索学生形成数学概念理解的有效方法。
一、立足起点处的“切入点”,诱发理解动机
学习者的数学概念学得怎样,首先是其领悟数学的“起点”是否坚实。起点的确定,全凭教师对学生、对教材的细致“解读”,及借助于对数学教学规律的感悟与把握,通过有效情境最大限度地降低学生的理解难度,减缓学生的思维坡度,诱发学生主动、积极思考。
【案例片断1】函数“零点”概念的引入
师:横看成岭侧成峰,远近高低各不同。从两个不同的角度看,或观察重点不同,得出了不同的结果。类似y=x-1,说出对不同角度的思考结果?
生:一次函数,图像是一条直线。
师:不错,从函数、图像看的确如此,那么,我们还可以将它看成什么,又可得出什么?令y=0,得x=1,问“1”怎样理解?……
【评析】从习得者的视角切入,营造概念认知的氛围,在学生认知的“原有发生区”与“最近发展区”的过渡处设问,学生思维易激活,能尽快融入课堂活动中。
二、立足生成处的“生长点”,夯实理解基础
对新数学概念的学习,有些可以直接用下定义的方式,有的却不行,如本课的“零点”,定义虽简单,却包含着重要的数学思想。所以,概念的习得需要一个过程,经历数学思想与数学概念的诞生与交融,也即学生原认知结构,需在不断的问题解决与认知中,不断同化、发展和完善。教学设计就须为此营造出适合学生基础、激活学习兴趣、具有一定思维力度的氛围,立足于概念生成处,做好细致的思维铺垫工作。
【案例片断2】函数“零点”概念的形成
师:通过解方程x2-2x-3=0,易知它的根为-1和3,那么,它对相应的二次函数y=x2-2x-3的图像有何作用?(即从“形”上看),从数的角度看,是什么?课本中,还将它称为函数的什么?
生:方程的根,也称之函数的零点。其实就是二次函数的图像与x轴交点的横坐标。
师:是的,同是一个“数”,它在不同的背景下,我们有了不同的认识,你能简单地将它们“串连”起来吗?用谁来“判定”它们的不同情况?
生:我感觉用“根→交点→横坐标→零点”将它们“串连”起来比较适合……
生:用方程的“判别式”来区别最好。若Δ<0,方程无解,则二次函数的图像与x轴没有交点,也就无所谓交点,也就没有了“横坐标”,自然也就没有了“零点”。
师:大家认同他的说法吗?若Δ>0,Δ=0呢?刚才大家说的,可推广到“一般”情况,得出:二次函数的图像、二次方程的根与二次函数的零点之间的“等价”关系说法,请以表格的形式揭示(见下表)。
【评析】
零点知识是陈述性知识,关键不在于向学生提出这个概念,而是理解提出零点概念的产生过程与含义作用,始终抓住“数与形”两个角度诠释零点的意义,特别是在“等价关系”的应用上,使学生对函数零点概念本质的理解更透些。
三、立足关键词的“突破点”,形成自己的理解
學之道在于“悟”,在与理解,课堂教学如果进一步为学生营造一个展示的舞台,这无疑对概念形成自己的理解提供一个机不可失的机会,这不仅对当堂的概念有更深入的理解,同时对学生的数学素养带来潜移默化的影响。
【案例片断3】函数“零点”存在性定理的探究
师:任意函数都有零点吗?请举例说明,你能说明什么条件下,函数零点存在吗?
展示学生所画的函数图像(①反比例函数图1;②二次函数(图2-图4);③一次函数图5)
师:能很清晰地看到函数图像与x轴有无交点,即函数有无零点,但是若不给你图,你觉得还有什么方法可以判断函数有无零点呢?
师:观察交点是怎么来的?是函数图像穿过x轴得到的。这是几何特征,那么能从数量上来描述特征吗?函数图像穿过x轴,穿过零点所在位置的一小段,我们不妨圈出一个小区间为[a,b],零点设为c,(教师在图5上示范)。考虑函数值在a,c上的符号和c,b上的符号有什么特点?或者说在这些图像上圈圈看,看看函数值满足什么条件时,函数有零点?
(学生在自己画的图像上尝试)
生1:零点附近的函数值异号。
生2:他说的不完全是,相对图3,在零点的左右各取一个数,组成区间(a,b),则f(a)·f(b)>0。
生1:图3有两个零点,应该一个一个看,比如左边的零点的所在的区间(a,d),函数值异号。
师:现在我们发现可以是异号,也可以是同号,那你觉得哪个更靠谱?
生3:我在图2上取区间(a,b),此时f(a)·f(b)>0,但函数没有零点,所以我觉得用f(a)·f(b)<0用来判断更靠谱。
生4:我觉得当f(a)·f(b)>0时,函数在区间(a,b)可能有零点,可能没有。而当f(a)·f(b)<0时函数肯定有零点。
师:生4说得很好,除此外图像本身有什么要求?
生5:图像要连续不断。以图1为例,取区间(a,b),f(a)·f(b)<0,则函数没有零点。 师:由此说明要使函数零点存在,则必须满足什么条件?
生6:函数在区间[a,b]上连续不断,并且有f(a)·f(b)<0,函数存在零点。
师:满足定理条件的零点唯一吗?为什么?增加什么条件零点是唯一的?
生7:不唯一。如图6,我可以画很多个零点,函数在区间(a,b)单调递增或单调递减时,零点唯一。
【评析】
学生思考问题时充满个性化,面对同一问题都有自己的理解,都有自己的思考视角,教师要把思维空间让给学生,让学生形成对概念自己的理解。
四、立足成功处的“回归点”,促进深入理解
运用概念解决问题有助于加深学生对概念的理解和巩固,使概念的理解更具生成性,也有效地促进学生发展迁移的能力。
【案例片断4】函数“零点”知识的应用
师:请看方程lnx 2x-6=0,怎么判断是否有解?
生1:令y=lnx 2x-6,看函数y=lnx 2x-6是否有零点。
师:你可以想到用什么方法来判断函数的零点?(生说用定理),那么如何确定零点所在的区间?
生2:取值试试,比如取x=1,y=-4<0;y=ln2-2<0,x=3;y=ln3>0;x=5,y=ln5 4>0;……我发现后面继续取值,对应的函数值都为正,我觉得零点的区间应该在(2,3)之间。
师:对生2估算,大家感觉有效果吗?为什么?这与问题的特点有何关系?
生3:應该可以,它的做法符合“存在性定理”,因为“只问是否有解,没问多少呀”,肯定可以。
生4:其实只能有一个。因为函数y=lnx是单调递增的,函数也是单调递增的,由复合函数的性质,整个函数应该单调递增,所以它只能“穿过”轴一次。
师:有点意思,不仅知道存在,还知道有只有一个,那么,能知道这个根的具体值是多少吗?大家想想。
生5:不能,最多能估计更精确一点,比如再取得小一点,算算看。
师:是的,为什么叫“存在性定理”,大家知道其真实含义了吧!(稍停)除此外,还有什么方法判断函数只有一个零点?
生6:用函数单调性的定义法证明。
生7:把2x-6移到等号另一端,观察函数y=lnx和函数y=-2x 6的图像,发现两个函数只有一个交点,因此方程只有一个根。
师:那么这个零点大约多少?
生8:继续取值估计一下.我再取2.5试一试,估计是负的,那再取2.25……
【评析】
放手让学生自己用估算思想去探索零点区间,并引导学生尝试用多种方法去探索零点的个数,在这一过程中不仅回顾零点的本质含义,同时“身临其境”去找零点的区间、个数,与下节二分法求方程的近似解的思想一脉相承。
创设学生自主参与发展的学习环境,创设学生形成自己的理解的学习过程,以学生为本,通过学生自己实质性的思维活动,才能让学生对概念形成自己的理解,过程因探究而精彩,知识因理解而生动。
参考文献:
[1] 朱漫丽.基于理解的数学教学[J].中学数学月刊,2012(2).
[2] 渠东剑.提高数学内容的理解力[J].数学教学,2009(3).
(作者单位:浙江省温岭市松门中学 317500)
关键词:数学教学;教师;学生
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)03-0111
如何精心地设计我们的教学,去建构一种适合概念生成的教学策略,让学生能在概念的发生、发展和同化过程中,领悟数学,运用数学,形成数学的理解力呢?本文通过“方程的根与函数的零点”课例,探讨如何紧扣概念教学过程中的关键节点,聚焦概念教学设计,探索学生形成数学概念理解的有效方法。
一、立足起点处的“切入点”,诱发理解动机
学习者的数学概念学得怎样,首先是其领悟数学的“起点”是否坚实。起点的确定,全凭教师对学生、对教材的细致“解读”,及借助于对数学教学规律的感悟与把握,通过有效情境最大限度地降低学生的理解难度,减缓学生的思维坡度,诱发学生主动、积极思考。
【案例片断1】函数“零点”概念的引入
师:横看成岭侧成峰,远近高低各不同。从两个不同的角度看,或观察重点不同,得出了不同的结果。类似y=x-1,说出对不同角度的思考结果?
生:一次函数,图像是一条直线。
师:不错,从函数、图像看的确如此,那么,我们还可以将它看成什么,又可得出什么?令y=0,得x=1,问“1”怎样理解?……
【评析】从习得者的视角切入,营造概念认知的氛围,在学生认知的“原有发生区”与“最近发展区”的过渡处设问,学生思维易激活,能尽快融入课堂活动中。
二、立足生成处的“生长点”,夯实理解基础
对新数学概念的学习,有些可以直接用下定义的方式,有的却不行,如本课的“零点”,定义虽简单,却包含着重要的数学思想。所以,概念的习得需要一个过程,经历数学思想与数学概念的诞生与交融,也即学生原认知结构,需在不断的问题解决与认知中,不断同化、发展和完善。教学设计就须为此营造出适合学生基础、激活学习兴趣、具有一定思维力度的氛围,立足于概念生成处,做好细致的思维铺垫工作。
【案例片断2】函数“零点”概念的形成
师:通过解方程x2-2x-3=0,易知它的根为-1和3,那么,它对相应的二次函数y=x2-2x-3的图像有何作用?(即从“形”上看),从数的角度看,是什么?课本中,还将它称为函数的什么?
生:方程的根,也称之函数的零点。其实就是二次函数的图像与x轴交点的横坐标。
师:是的,同是一个“数”,它在不同的背景下,我们有了不同的认识,你能简单地将它们“串连”起来吗?用谁来“判定”它们的不同情况?
生:我感觉用“根→交点→横坐标→零点”将它们“串连”起来比较适合……
生:用方程的“判别式”来区别最好。若Δ<0,方程无解,则二次函数的图像与x轴没有交点,也就无所谓交点,也就没有了“横坐标”,自然也就没有了“零点”。
师:大家认同他的说法吗?若Δ>0,Δ=0呢?刚才大家说的,可推广到“一般”情况,得出:二次函数的图像、二次方程的根与二次函数的零点之间的“等价”关系说法,请以表格的形式揭示(见下表)。
【评析】
零点知识是陈述性知识,关键不在于向学生提出这个概念,而是理解提出零点概念的产生过程与含义作用,始终抓住“数与形”两个角度诠释零点的意义,特别是在“等价关系”的应用上,使学生对函数零点概念本质的理解更透些。
三、立足关键词的“突破点”,形成自己的理解
學之道在于“悟”,在与理解,课堂教学如果进一步为学生营造一个展示的舞台,这无疑对概念形成自己的理解提供一个机不可失的机会,这不仅对当堂的概念有更深入的理解,同时对学生的数学素养带来潜移默化的影响。
【案例片断3】函数“零点”存在性定理的探究
师:任意函数都有零点吗?请举例说明,你能说明什么条件下,函数零点存在吗?
展示学生所画的函数图像(①反比例函数图1;②二次函数(图2-图4);③一次函数图5)
师:能很清晰地看到函数图像与x轴有无交点,即函数有无零点,但是若不给你图,你觉得还有什么方法可以判断函数有无零点呢?
师:观察交点是怎么来的?是函数图像穿过x轴得到的。这是几何特征,那么能从数量上来描述特征吗?函数图像穿过x轴,穿过零点所在位置的一小段,我们不妨圈出一个小区间为[a,b],零点设为c,(教师在图5上示范)。考虑函数值在a,c上的符号和c,b上的符号有什么特点?或者说在这些图像上圈圈看,看看函数值满足什么条件时,函数有零点?
(学生在自己画的图像上尝试)
生1:零点附近的函数值异号。
生2:他说的不完全是,相对图3,在零点的左右各取一个数,组成区间(a,b),则f(a)·f(b)>0。
生1:图3有两个零点,应该一个一个看,比如左边的零点的所在的区间(a,d),函数值异号。
师:现在我们发现可以是异号,也可以是同号,那你觉得哪个更靠谱?
生3:我在图2上取区间(a,b),此时f(a)·f(b)>0,但函数没有零点,所以我觉得用f(a)·f(b)<0用来判断更靠谱。
生4:我觉得当f(a)·f(b)>0时,函数在区间(a,b)可能有零点,可能没有。而当f(a)·f(b)<0时函数肯定有零点。
师:生4说得很好,除此外图像本身有什么要求?
生5:图像要连续不断。以图1为例,取区间(a,b),f(a)·f(b)<0,则函数没有零点。 师:由此说明要使函数零点存在,则必须满足什么条件?
生6:函数在区间[a,b]上连续不断,并且有f(a)·f(b)<0,函数存在零点。
师:满足定理条件的零点唯一吗?为什么?增加什么条件零点是唯一的?
生7:不唯一。如图6,我可以画很多个零点,函数在区间(a,b)单调递增或单调递减时,零点唯一。
【评析】
学生思考问题时充满个性化,面对同一问题都有自己的理解,都有自己的思考视角,教师要把思维空间让给学生,让学生形成对概念自己的理解。
四、立足成功处的“回归点”,促进深入理解
运用概念解决问题有助于加深学生对概念的理解和巩固,使概念的理解更具生成性,也有效地促进学生发展迁移的能力。
【案例片断4】函数“零点”知识的应用
师:请看方程lnx 2x-6=0,怎么判断是否有解?
生1:令y=lnx 2x-6,看函数y=lnx 2x-6是否有零点。
师:你可以想到用什么方法来判断函数的零点?(生说用定理),那么如何确定零点所在的区间?
生2:取值试试,比如取x=1,y=-4<0;y=ln2-2<0,x=3;y=ln3>0;x=5,y=ln5 4>0;……我发现后面继续取值,对应的函数值都为正,我觉得零点的区间应该在(2,3)之间。
师:对生2估算,大家感觉有效果吗?为什么?这与问题的特点有何关系?
生3:應该可以,它的做法符合“存在性定理”,因为“只问是否有解,没问多少呀”,肯定可以。
生4:其实只能有一个。因为函数y=lnx是单调递增的,函数也是单调递增的,由复合函数的性质,整个函数应该单调递增,所以它只能“穿过”轴一次。
师:有点意思,不仅知道存在,还知道有只有一个,那么,能知道这个根的具体值是多少吗?大家想想。
生5:不能,最多能估计更精确一点,比如再取得小一点,算算看。
师:是的,为什么叫“存在性定理”,大家知道其真实含义了吧!(稍停)除此外,还有什么方法判断函数只有一个零点?
生6:用函数单调性的定义法证明。
生7:把2x-6移到等号另一端,观察函数y=lnx和函数y=-2x 6的图像,发现两个函数只有一个交点,因此方程只有一个根。
师:那么这个零点大约多少?
生8:继续取值估计一下.我再取2.5试一试,估计是负的,那再取2.25……
【评析】
放手让学生自己用估算思想去探索零点区间,并引导学生尝试用多种方法去探索零点的个数,在这一过程中不仅回顾零点的本质含义,同时“身临其境”去找零点的区间、个数,与下节二分法求方程的近似解的思想一脉相承。
创设学生自主参与发展的学习环境,创设学生形成自己的理解的学习过程,以学生为本,通过学生自己实质性的思维活动,才能让学生对概念形成自己的理解,过程因探究而精彩,知识因理解而生动。
参考文献:
[1] 朱漫丽.基于理解的数学教学[J].中学数学月刊,2012(2).
[2] 渠东剑.提高数学内容的理解力[J].数学教学,2009(3).
(作者单位:浙江省温岭市松门中学 317500)