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章建跃老师曾说过:“数学根本上是教概念的,数学教师是玩概念,”可见,概念教学是数学学习的重要基础,也是培养学生直观想象、数学抽象、逻辑推理等核心素养的重要载体,而数学概念的理解与掌握往往对学生的抽象思维要求较高,学生在学习中经常会碰到障碍,针对这种情况,本文拟结合教学实践,具体分析数学概念教学的困难,进而例析如何在概念教学中的突破重难点.
1数学概念教学的现状
众所周知,理解数学概念,是学习数学知识的前提,学生只有掌握好数学概念,才能真正理解数学知识,提高数学能力,才能更好地培养数学核心素养,然而,相关调查表明,概念教学实践的现实状况与上述要求存在较大差距.
1.1数学概念教学重心错位,导致课堂教学实效性差
很多教师在数学教学实践中倾向于把精力集中在解题操练中,而轻视概念教学,在学生未能掌握好数学概念和思想方法时就大量解题训练,这是教学重心的错位,会导致数学课堂中效益、质量“双低下”,使学生陷入训练再多却跳不出基础脆弱的怪圈.
1.2数学教师观念陈旧、素养欠佳
时下有相当部分数学教师教学观停留在传统的“你听我教”授课方式,始终坚持多做题比研究概念更有用,对数学概念的思想方法理解不到位,数学概念的核心把握不准确,抓不住本质,而个人的研究积极性又不高,本位思想严重,数学素养欠佳.
1.3部分学生对数学概念学习存在畏惧心理
数学概念是比较抽象、枯燥无味的,需要學生耐心自主地去钻研,尤其是高中函数概念更是不易理解和学习的,很容易让学生在未学之前就产生了很强的恐惧心理.
2基于数学核心素养的概念教学突破策略例析
现以高一数学必修1函数单调性为例,谈谈如何借助“问题导学法”突破“函数单调性”概念教学的重难点,供读者参考.
2.1整体构思,明确概念教学重难点.
2 .1.1寻根究底,理清概念
概念教学不能“就事论事”,只注重这个“点”,这样只会“管中窥豹,时见一斑”,应该弄清“概念的来源”、“概念的内涵与外延”、“与之相关概念的相互关系”、“概念的文化作用”等问题,寻找概念的根,理解概念的魂.
2.1.2明确概念教学的原则
概念教学的原则是:问题本质要抓住,知识发展过程要注重,核心内容要突出,教学要通过问题来引导,课堂教学要结合教材中“思考”“探究”等核心问题来设计,通过核心问题来引导教学,让教学围绕核心问题来展开,
综上考虑,笔者把本节课分为两课时,把如何突破“函数单调性”概念教学确定为第一课时的重难点.
重点形成增函数、减函数的形式化定义,
难点在形成增函数、减函数概念的过程中,先从图象的直观认知到数学符号语言的抽象表述,再到一般性结论的抽象描述,
关键借助图象的直观认知感受函数的增减性.
2.2环节设计、精心设问、动态展示
为了突出重点,突破难点,在教学上,笔者共设计了“六个环节、十一个问题”来突破本课重难点,结合内容的特点及学生分认知规律,由易到难,由简到繁,层层递进,动态展示,让学生经历从直观到抽象、从特殊到一般、从感性到理性的认知过程,使得学生对概念的认识不断深入,从而引导学生突破函数单调性概念教学的重难点.
2.2.1“六个环节”的设计如下:
2.2.2精心设问,动态展示过程
环节(一)创设情景,直观感知函数图象的变化
鉴于高一学生的基础和认知水平,在导入环节,笔者从学生的认知规律,让学生先从“形”、“数字变化”上去直观感知函数图象的变化,一方面为后面引导做铺垫,同时培养学生“直观想象”的数学核心素养,设计引入为:
情景1直观感知函数图象的变化,
问题1读下图一次函数y=x和二次函数y=x2的图象,借助直观感知,口头描述这两个函数图象的变化趋势.
注意:部分学生没有养成“观察图象动态变化”的习惯,如沿着x负方向观察其变化,虽然作出“上升”、“下降”的回答,却是与答案相反的,若有出现,教师应给予纠正,当然,此处若能借助几何画板的动画效果,让动点沿着图象曲线运动,学生在观察时,就不会出现以上“意外”现象,
情景2直观感知下表函数值的变化,
“八五”计划以来我国城镇居民恩格尔系数变化情况如下表:
问题2请根据表中数据描述城镇居民家庭恩格尔系数的变化,
环节(二)用自然语言描述图象的变化特征,
体验了环节(一)之后,学生对函数单调性便有了“上升”、“下降”的初步概念,但距离突破函数单调性概念还有很多铺垫要做,为此,笔者再引出情景3,给出问题3,要求学生再一次观察函数y=x的自变量x与函数值y的对应值的变化规律,用自然语言去描述,这是为后面“函数单调性”概念的教学继续推进,培养学生“推理论证”的数学核心素养,而情景4,即问题4的提出,一方面是为了培养“类比思考”的数学思维,另一方面是为了得出二次函数f(x)=x2与一次函数y=x在描述上的不同,突出函数单调性的局部性特征,
情景3一次函数y=x的x与y的对应值列表如下:
问题3用自然语言描述在区间(-∞,+∞)上,函数y=x随着x值的增大是怎样变化的?
情景4二次函数f(x)= x2的x与y的对应值列表如下:
问题4用自然语言描述在区间(-∞,+∞)上,二次函数y=x2随着x值的增大是怎样变化的?
环节(三)用数学符号升华函数单调性的形式化定义.
通过环节(一)及(二)的学习,学生已能用自然语言描述,但此时还不足于承受函数单调性的一般性定义的“抽象”压力,教师还得进一步做好铺垫,为此笔者又提出问题5和问题6,让学生在讨论中开始用“数学符号”去形式化定义函数的单调性,这是对自然语言描述函数单调性的升华,为突破函数单调性单调性的一般性定义做了非常重要的铺垫, 问题5(小组讨论)用数学符号描述“函数f(x)=x2,函数f(x)的值随着x的增大而增大”,
通过讨论,学生初步作出如下的分析探究:“x”增大,“f(x)”就增大,即只要x小于x,那么f(x1)就小于f(x2).但这显然不完整,于是在教师的引导下,学生进一步交流探究,得出“x1与x2,是任意的,”对函数单调性的形式化定义形成有效补充,最后,通过师生合作,得出增函数的形式化定义:
在区间[0,+∞)上任取x1,x2:,当xl2在区间[0,+∞)上是增函数.
问题6函数f(x)= x2在区间(-∞,0]上是减函数又是如何描述的?
学生能很自如地发挥类比思想,作出准确回答,
环节(四)得出函数单调性定义的一般性结论,
通过前面的“环节设计”,“问题设问”,学生的思维已逐渐清晰感悟出函数单调性定义的函数值f(x)随着x的变化本质,此时,教师为突破函数单调性概念的一般性定义的难点已做足铺垫,是到了“自然”刻画的最佳时机了,不仅恰到好处而不唐突,还让学生感受征服函数概念教学的成功喜悦,消除畏难心理,增强学习数学的信心,
问题7请用x1,x2,f(x1),f(x2)刻画增函数的定义.
(师生合作)设函数f(x)的定义域为I:
如果对于定义域为Ⅰ内的某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当xl 在学生接受了增函数的一般性定义后,教师追问问题8,强调一下类比思维在教学中的使用,很好地培养学生的逻辑推理和数学抽象素养,
问题8用类比方法,给出减函数的定义,
学生不仅能很自如地发挥类比思想,作出准确回答,还会上升到“抢答”的良好局面,另外,笔者还充分抓住学生此时情绪高涨的契机,趁热打铁,继续导出“单调性”和“单调区间”的概念,效果良好,
环节(五)精选例题,巩固深化理解概念,通过“环节设计”,“精心設计问题”,从理论上讲,学生已经成功突破“函数单调性概念”学习的重难点,但是,在练习、概念的应用上如何呢?为此,笔者设置了问题9和问题10.
问题9画出下列函数图象,并根据图象说出函数y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上函数y=f(x)是增函数还是减函数.
通过课堂上错综复杂的状态影响,练习环节还是出现了很多问题,如较高的错误率,之后通过“师生互动”的纠正后,取得良好效果,通过练习,学生更深刻地理解了函数单调性定义的本质,很好地扩展了数学思维,起到巩固、深化、理解概念的效果,很好地培养了逻辑推理、数学抽象等核心素养,
环节(六)学生自主探究函数的单调性,交流学习体会,
通过前“五个环节”的设计,学生已很好地完成了函数概念教学的重难点突破的任务,基本上实现了笔者课前设计的教学目标,不过,为了让学生能对函数单调性的综合性有更好的理解和掌握,笔者又设计了问题11,全面考查了学生的综合性素质,
问题11请例举一个函数,并讨论它的单调性,
总之,在“函数单调性”概念教学的重难点突破上,笔者通过“六个环节”设计,注重学生的认知规律,从具体到抽象,由浅入深,又深入浅出,步步引导学生体验、理解函数单调性的概念,培养学生掌握“特殊一一般一特殊”的认识顺序,让学生在学习中领悟方法,提升能力、激活思维、培养兴趣,很好地完成了函数单调性概念的教学任务.
3概念教学过程的几点反思
3.1教师应高屋建瓴地深入理解每个数学概念
一节精彩的概念课离不开教师本身对概念的高屋建瓴的理解,只有这样,教师在授课时才能化抽象的概念为具体,通过对下定义、作比较等方法言简意赅、深入浅出地阐述概念的来龙去脉,让学生对该概念有一个较系统、完整的认识,从而深化对概念教学的理解.
3.2概念的理解不能囫囵吞枣、走马观花
在理解概念的基础上,还要结合大量的实例,反复地让学生进行分析、比较、鉴别、归纳等,只有理论与实践相结合,才能更好得掌握数学概念.
3.3概念教学的顺序要符合学生的认知规律
概念教学应注重学生的认知规律,从具体到抽象,由浅入深,又深入浅出,步步引导学生体验、理解函数单调性的概念,培养学生掌握“特殊一一般一特殊”的认识顺序,让学生在学习中领悟方法,提升能力、激活思维、培养兴趣,为以后在数、式、形的运算、推理中应用数学概念打下基础.
3.4知己知彼,方能百战不殆
概念之于学生是比较抽象不好理解的,所以在教学中,教师只有参与其中、时时掌握学生学习的动态,全面了解学生的学习情况,有针对性的提出并突破教学的重难点,这样概念教学才真实有效,
总之,概念教学要注意过程性,没有过程就等于没有思想,重视概念教学的生成,以培养数学的六大核心素养为目标.不仅要让学生明白一些原理,更要让学生学会一种思维,一种对数学精神的领悟,成功的概念课,就如同一段美好的旋律,给人一种美好的体验,要让学生体会前辈的心路历程,探索先哲的数学思想,这才是数学教学的真谛,这才是数学育人功能的最好诠释.
1数学概念教学的现状
众所周知,理解数学概念,是学习数学知识的前提,学生只有掌握好数学概念,才能真正理解数学知识,提高数学能力,才能更好地培养数学核心素养,然而,相关调查表明,概念教学实践的现实状况与上述要求存在较大差距.
1.1数学概念教学重心错位,导致课堂教学实效性差
很多教师在数学教学实践中倾向于把精力集中在解题操练中,而轻视概念教学,在学生未能掌握好数学概念和思想方法时就大量解题训练,这是教学重心的错位,会导致数学课堂中效益、质量“双低下”,使学生陷入训练再多却跳不出基础脆弱的怪圈.
1.2数学教师观念陈旧、素养欠佳
时下有相当部分数学教师教学观停留在传统的“你听我教”授课方式,始终坚持多做题比研究概念更有用,对数学概念的思想方法理解不到位,数学概念的核心把握不准确,抓不住本质,而个人的研究积极性又不高,本位思想严重,数学素养欠佳.
1.3部分学生对数学概念学习存在畏惧心理
数学概念是比较抽象、枯燥无味的,需要學生耐心自主地去钻研,尤其是高中函数概念更是不易理解和学习的,很容易让学生在未学之前就产生了很强的恐惧心理.
2基于数学核心素养的概念教学突破策略例析
现以高一数学必修1函数单调性为例,谈谈如何借助“问题导学法”突破“函数单调性”概念教学的重难点,供读者参考.
2.1整体构思,明确概念教学重难点.
2 .1.1寻根究底,理清概念
概念教学不能“就事论事”,只注重这个“点”,这样只会“管中窥豹,时见一斑”,应该弄清“概念的来源”、“概念的内涵与外延”、“与之相关概念的相互关系”、“概念的文化作用”等问题,寻找概念的根,理解概念的魂.
2.1.2明确概念教学的原则
概念教学的原则是:问题本质要抓住,知识发展过程要注重,核心内容要突出,教学要通过问题来引导,课堂教学要结合教材中“思考”“探究”等核心问题来设计,通过核心问题来引导教学,让教学围绕核心问题来展开,
综上考虑,笔者把本节课分为两课时,把如何突破“函数单调性”概念教学确定为第一课时的重难点.
重点形成增函数、减函数的形式化定义,
难点在形成增函数、减函数概念的过程中,先从图象的直观认知到数学符号语言的抽象表述,再到一般性结论的抽象描述,
关键借助图象的直观认知感受函数的增减性.
2.2环节设计、精心设问、动态展示
为了突出重点,突破难点,在教学上,笔者共设计了“六个环节、十一个问题”来突破本课重难点,结合内容的特点及学生分认知规律,由易到难,由简到繁,层层递进,动态展示,让学生经历从直观到抽象、从特殊到一般、从感性到理性的认知过程,使得学生对概念的认识不断深入,从而引导学生突破函数单调性概念教学的重难点.
2.2.1“六个环节”的设计如下:
2.2.2精心设问,动态展示过程
环节(一)创设情景,直观感知函数图象的变化
鉴于高一学生的基础和认知水平,在导入环节,笔者从学生的认知规律,让学生先从“形”、“数字变化”上去直观感知函数图象的变化,一方面为后面引导做铺垫,同时培养学生“直观想象”的数学核心素养,设计引入为:
情景1直观感知函数图象的变化,
问题1读下图一次函数y=x和二次函数y=x2的图象,借助直观感知,口头描述这两个函数图象的变化趋势.
注意:部分学生没有养成“观察图象动态变化”的习惯,如沿着x负方向观察其变化,虽然作出“上升”、“下降”的回答,却是与答案相反的,若有出现,教师应给予纠正,当然,此处若能借助几何画板的动画效果,让动点沿着图象曲线运动,学生在观察时,就不会出现以上“意外”现象,
情景2直观感知下表函数值的变化,
“八五”计划以来我国城镇居民恩格尔系数变化情况如下表:
问题2请根据表中数据描述城镇居民家庭恩格尔系数的变化,
环节(二)用自然语言描述图象的变化特征,
体验了环节(一)之后,学生对函数单调性便有了“上升”、“下降”的初步概念,但距离突破函数单调性概念还有很多铺垫要做,为此,笔者再引出情景3,给出问题3,要求学生再一次观察函数y=x的自变量x与函数值y的对应值的变化规律,用自然语言去描述,这是为后面“函数单调性”概念的教学继续推进,培养学生“推理论证”的数学核心素养,而情景4,即问题4的提出,一方面是为了培养“类比思考”的数学思维,另一方面是为了得出二次函数f(x)=x2与一次函数y=x在描述上的不同,突出函数单调性的局部性特征,
情景3一次函数y=x的x与y的对应值列表如下:
问题3用自然语言描述在区间(-∞,+∞)上,函数y=x随着x值的增大是怎样变化的?
情景4二次函数f(x)= x2的x与y的对应值列表如下:
问题4用自然语言描述在区间(-∞,+∞)上,二次函数y=x2随着x值的增大是怎样变化的?
环节(三)用数学符号升华函数单调性的形式化定义.
通过环节(一)及(二)的学习,学生已能用自然语言描述,但此时还不足于承受函数单调性的一般性定义的“抽象”压力,教师还得进一步做好铺垫,为此笔者又提出问题5和问题6,让学生在讨论中开始用“数学符号”去形式化定义函数的单调性,这是对自然语言描述函数单调性的升华,为突破函数单调性单调性的一般性定义做了非常重要的铺垫, 问题5(小组讨论)用数学符号描述“函数f(x)=x2,函数f(x)的值随着x的增大而增大”,
通过讨论,学生初步作出如下的分析探究:“x”增大,“f(x)”就增大,即只要x小于x,那么f(x1)就小于f(x2).但这显然不完整,于是在教师的引导下,学生进一步交流探究,得出“x1与x2,是任意的,”对函数单调性的形式化定义形成有效补充,最后,通过师生合作,得出增函数的形式化定义:
在区间[0,+∞)上任取x1,x2:,当xl
问题6函数f(x)= x2在区间(-∞,0]上是减函数又是如何描述的?
学生能很自如地发挥类比思想,作出准确回答,
环节(四)得出函数单调性定义的一般性结论,
通过前面的“环节设计”,“问题设问”,学生的思维已逐渐清晰感悟出函数单调性定义的函数值f(x)随着x的变化本质,此时,教师为突破函数单调性概念的一般性定义的难点已做足铺垫,是到了“自然”刻画的最佳时机了,不仅恰到好处而不唐突,还让学生感受征服函数概念教学的成功喜悦,消除畏难心理,增强学习数学的信心,
问题7请用x1,x2,f(x1),f(x2)刻画增函数的定义.
(师生合作)设函数f(x)的定义域为I:
如果对于定义域为Ⅰ内的某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当xl
问题8用类比方法,给出减函数的定义,
学生不仅能很自如地发挥类比思想,作出准确回答,还会上升到“抢答”的良好局面,另外,笔者还充分抓住学生此时情绪高涨的契机,趁热打铁,继续导出“单调性”和“单调区间”的概念,效果良好,
环节(五)精选例题,巩固深化理解概念,通过“环节设计”,“精心設计问题”,从理论上讲,学生已经成功突破“函数单调性概念”学习的重难点,但是,在练习、概念的应用上如何呢?为此,笔者设置了问题9和问题10.
问题9画出下列函数图象,并根据图象说出函数y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上函数y=f(x)是增函数还是减函数.
通过课堂上错综复杂的状态影响,练习环节还是出现了很多问题,如较高的错误率,之后通过“师生互动”的纠正后,取得良好效果,通过练习,学生更深刻地理解了函数单调性定义的本质,很好地扩展了数学思维,起到巩固、深化、理解概念的效果,很好地培养了逻辑推理、数学抽象等核心素养,
环节(六)学生自主探究函数的单调性,交流学习体会,
通过前“五个环节”的设计,学生已很好地完成了函数概念教学的重难点突破的任务,基本上实现了笔者课前设计的教学目标,不过,为了让学生能对函数单调性的综合性有更好的理解和掌握,笔者又设计了问题11,全面考查了学生的综合性素质,
问题11请例举一个函数,并讨论它的单调性,
总之,在“函数单调性”概念教学的重难点突破上,笔者通过“六个环节”设计,注重学生的认知规律,从具体到抽象,由浅入深,又深入浅出,步步引导学生体验、理解函数单调性的概念,培养学生掌握“特殊一一般一特殊”的认识顺序,让学生在学习中领悟方法,提升能力、激活思维、培养兴趣,很好地完成了函数单调性概念的教学任务.
3概念教学过程的几点反思
3.1教师应高屋建瓴地深入理解每个数学概念
一节精彩的概念课离不开教师本身对概念的高屋建瓴的理解,只有这样,教师在授课时才能化抽象的概念为具体,通过对下定义、作比较等方法言简意赅、深入浅出地阐述概念的来龙去脉,让学生对该概念有一个较系统、完整的认识,从而深化对概念教学的理解.
3.2概念的理解不能囫囵吞枣、走马观花
在理解概念的基础上,还要结合大量的实例,反复地让学生进行分析、比较、鉴别、归纳等,只有理论与实践相结合,才能更好得掌握数学概念.
3.3概念教学的顺序要符合学生的认知规律
概念教学应注重学生的认知规律,从具体到抽象,由浅入深,又深入浅出,步步引导学生体验、理解函数单调性的概念,培养学生掌握“特殊一一般一特殊”的认识顺序,让学生在学习中领悟方法,提升能力、激活思维、培养兴趣,为以后在数、式、形的运算、推理中应用数学概念打下基础.
3.4知己知彼,方能百战不殆
概念之于学生是比较抽象不好理解的,所以在教学中,教师只有参与其中、时时掌握学生学习的动态,全面了解学生的学习情况,有针对性的提出并突破教学的重难点,这样概念教学才真实有效,
总之,概念教学要注意过程性,没有过程就等于没有思想,重视概念教学的生成,以培养数学的六大核心素养为目标.不仅要让学生明白一些原理,更要让学生学会一种思维,一种对数学精神的领悟,成功的概念课,就如同一段美好的旋律,给人一种美好的体验,要让学生体会前辈的心路历程,探索先哲的数学思想,这才是数学教学的真谛,这才是数学育人功能的最好诠释.