改变学生学习方式的有益尝试&以新课程标准下的数学复习教学为例_数学论文

转变学生学习方式的有益尝试——新课标下数学复习课教学的一个案例,本文主要内容关键词为:学生学习论文,新课标论文,有益论文,课教学论文,案例论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

传统的学习方式把学习建立在人的客体性、受动性和依赖性的基础上,过分强调接受和掌握,忽略了发现和探究,致使学生的学习成了纯粹被动地接受、记忆的过程,从而导致人的主动性、能动性和独立性的不断销蚀。转变学生的学习方式就是要改变这种学习状态,把学习变成人的主体性、能动性和独立性不断生成、张扬、发展、提升的过程,让学生真正成为学习的主人。

新课程数学教学中,怎样上好一节复习课?笔者尝试从高一年级开始,引导学生学会梳理知识,学会查找资料,帮助学生学写小论文,并推荐到校刊发表,利用学生拥有的强烈的成功欲,使他们在成功的喜悦中深切感受到数学学习的兴趣。下面是一个案例。

在学完第一单元函数知识后的一个周末,本着回归教材,注重基础,便于学生人人动手的指导思想,本人布置了如下一道较长时间的作业:

一、问题呈现

求下列函数的值域:

1)y=2x-3,(i)当x∈R时;(ii)当x∈{0,1,2,3,5}时。

你能用尽可能多的方法完成上述各题吗?你认为求函数的值域应注意什么?试以“函数值域的求法”为题写一篇小论文或学习总结。给大家一周的时间,下周五上关于这一专题复习的成果展示课。

下面是这堂课的实况:

二、教学实录

1.展示成果,张扬个性

师:同学们,上周布置的数学作文完成了吗?函数值域的求法究竟有几种?请举手回答。

(学生兴致盎然,纷纷举手发言,生甲说有7种,生乙说有8种,生丙说有10种,……)

看来大家准备充分,先由哪位同学说出上面第1题的解法呢?

生1:(站起来发言)第1题可根据函数的定义域及对应法则求得值域:(i)当x∈R时,y∈R;(ii)当x∈{0,1,2,3,5}时,y∈{-3,-1,1,3,7}。这个题的求法很简单,称为直接法。

师:说得好!直接法体现了函数值域由定义域和对应法则来确定,此题还有不同的解法吗?哪位同学说一说?

生2:第1题还可用观察法。因为函数y=2x-3,当x∈R时,它是一次函数,其图像是一条直线,沿着x轴两侧无限延伸,显然y∈R;当x∈{0,1,2,3,5}时,它的图像是6个孤立的点,这些点的纵坐标的值的集合就是它的值域,即y∈{-3,-1,1,3,7}。

师:很好!这种方法似乎也能很快求出函数的值域,大家能给出另一个更好的命名吗?或更能体现数学思想方法的命名?

生3:图像法,因为我们是根据函数的图像来直接判断的。

生4:由“数”联想到“形”,数形结合法。

师:这两种新命名法本质一样,我赞同采用数形结合法命名之,因为这是我们今后学习中常用到的一种数学思想方法(师画图解析)。对上面的解答,大家认为求函数的值域应注意什么?为什么?

生5:应注意函数的定义域,因为函数的值域是由函数定义域和对应法则确定的。同一个函数解析式,因定义域不同,值域也不相同。

师:回答正确。哪位同学能用此法求其他函数的值域呢?

第4题,借助数轴可知,y的值表示数轴上任意一个实数x所对应的点P到实数-3,5分别对应的A,B两点的距离之和,显然PA+PB≥AB=8,故y∈[8,+∞)。

(师画图解析)

师:非常好!运用数形结合法一目了然,可谓是多题一法。对第2,3,4题还有不同的解法吗?哪些同学能上台板演?

生8:第3题,因为x∈R,|x|≥0,所以|x|=y+1≥0,即y≥-1,y∈[-1,+∞)。

生9:第4题,当x<-3时,则-2x+2>8,此时y=5-x-x-3=-2x+2>8;当-3≤x≤5时,y=5-x+x+3=8;当x>5时,则2x-2>8,此时y=x-5+x+3=2x-2>8。综上,当x∈R时,y∈[8,+∞)。

师:哪位同学能给上面3个同学的解法命名一下?

生10:第2题的解法是配方法,第4题的解法是分段讨论法,至于第3题不好说,似乎是利用“非负数”……。

师:答得不错,第3题解法可看成通过中间函数y=|x|的值域去求解,我们称之为中间媒介法,第2题的解法中也蕴涵这种解法,那么第5,6,7,8题各有几种求法呢?哪位同学能上台板演?(学生争先恐后)

棒极了!板书共10种方法。

2.质疑辨析,讨论发现

师:同学12与同学13解法结果略有不同,谁对谁错呢?

生16:生13是对的,从他的解法中可看出,生12解法有问题,对含字母系数的方程(1)没有讨论。当y=1时,关于x的方程(1)无解;当y≠1时,一元二次方程(1)有解,再利用判别式可求出正确答案。

师:回答正确!对含字母系数的一元二次方程,应注意使用判别式的条件。那么同学11的解法 2对吗?求反函数的步骤是怎样的?

生17:是对的,因为反函数定义域是原函数的值域,所以求函数的值域时,若该函数有反函数且可求,只需求反函数的定义域就可以了。

师:好像有了反函数的定义域才有原函数的值域,该同学的观点正确吗?同意这种说法的同学举手。

(当时有部分同学赞同,也有一部分同学若有所思,不敢苟同)

生18:正确!(理直气壮似的)“若一个函数y=f(x)是定义域到值域上的一一映射,且反函数解析式易求,则可利用反函数的解析式来确定原函数的值域,这是因为的定义域是y=f(x)的值域”,有书为证:见薛金星主编《中学教材全解·高一数学(上)》,陕西人民教育出版社,2003年5月第4版第112页。

(笔者曾见过不少教辅资料用过这种求法,也见过杂志文章讨论过些问题,现在又意外地由学生提出这个问题,成了本节课内容的“生长点”)

师:该同学能引经据典,查阅资料,值得大家学习,但是由反函数的定义知,要想求原函数的反函数,必须已知或先确定原函数y=f(x)(x∈A)的值域B,然后才能对任-y∈B时去求出定义域A内唯一的,这样才能得到其反函数(x∈B)。例如,函数y=2x(x∈R)的反函数为(y∈R),但(y∈Z)不是函数y=2x(x∈Z)的反函数,因为(y∈Z)的定义域显然不是原函数y=2x(x∈Z)的值域,由此可见,原函数的值域还未求出来,怎样保证变形过程中y的取值范围不变呢?……

(言未尽,一个学生似乎顿悟,突然站起来发言)

生19:把求反函数的定义域作为求原函数值域的一个方法,是将问题本末倒置了。

生18:哦!(恍然大悟,惊喜地)老师,我以前没有深入思考,现在说来,课外资料中的提法是错误的!

师:该同学说对了,“尽信书则不如无书”,我们不能唯书是从,要坚持真理!

3.设置冲突,深化理解

师:现在请大家来做下面一道题,哪位同学上台一显身手?

得函数的值域是[3,+∞)。

大家认为这两种解法中哪一种正确呢?还是两种解法都不正确?为什么?

(学生思考、讨论,教师巡视、指导)

生21:两种解法中,解法1理由充足一些,运用了换元法和二次函数的单调性求解,求解的过程没问题;解法2好像有问题,但我还未看出来原因。

师:(适时点拨)解法2是不是同学11的求反函数法?为何两种解法结果不同?同学11同样地用这种方法,而两种结果又怎么相同呢?大家从同学13的解法2中能得到什么启发?能否运用求反函数步骤中的反解x法求解第5题?这种方法的实质是什么?

(真如一石激起千层浪,同学当中开始议论、合作、交流,令人兴奋!)

生22:老师,我想出来了,这种解法的实质是运用方程的思想。

师:好,请把你的解答过程写出来,供大家欣赏!

生22:因为x≠1,即1-x≠0,由于,得

(y+1)x=y-1。

(2)

当y=-1时,关于x的方程(2)无解,又x∈{x|x≠1},所以方程(2)有解,必须y≠-1,故y∈{y|y≠-1}。

点评 在求函数y=f(x)(x∈A)的反函数时,实际上要用含y的式子去表示x,这时必然要考虑y是什么数时,关于x的方程y=f(x)有属于A的解;y是什么数时,它无解,这是解字母系数方程必须注意的问题。这种解法不妨称之为方程法或反解x法,由于考虑y是什么数时,方程y=f(x)有属于A的解x,其实就是在考虑函数y=f(x)的值域,所以说反函数法求函数值域是错误的。

师:可是问题出在哪里呢?用反解x法怎么也是这个结果!

师:很好,正如同学5所说的,要注意函数定义域,现在两种解法结果终于一致了,大家对此体会到什么?

生23:运用反解x法,在考虑y是什么数时,方程(3)有属于A的解x,其实是在考虑原函数的值域,而值域由原函数的定义域和对应法则来确定;另外要考虑到变形的等价性,还运用了中间媒介法。

4.尝试析微,探讨感悟

此时趁热打铁,再给出以下几道例题,供学生演练,让学生体验“尝试—失败—探究—成功”的历程,以求学生对各种方法的深入理解和灵活运用,针对学生出现的错解、失误作出原因分析,破除思维定势,从而培养学生数学思维的广阔性、严谨性和灵活性。

例2 求函数的值域。

(给出错解、思维定势、原因分析、正解四部分,具体内容略,下同)。

5.总结反思,完善认知

经过师生共同努力,得到函数值域的10种求法以及2个结论,并反思,布置写小论文。

方法 直接法;数形结合法;配方法;分段讨论法;中间媒介法;分离常数法;反解x法;判别式法;换元法;单调函数法。

结论 1)函数y=f(x)(x∈A)的值域就是使关于x的方程y=f(x)有属于A的解的y值的集合;

三、教后感受

本案例通过学生说解法特点,说思路入口,说解法比较,让学生的数学思维能力得到提高,理解和表达数学语言的能力也得到了锤炼,学生在思考、探索和交流的过程中,真正获得了对本节课数学知识较为全面的体验和深刻的理解,课堂教学气氛也达到了高潮。

为了诱导学生主动参与学习,引导学生学会总结知识,指导学生学会探究学习,笔者认为教学预设必须注意两点:1)呈现的问题只有适合于多数学生且处于学生“最近发展区”内,才能让学生产生有所收获的自主学习。由于教学对象是高一学生,所以选题要避免片面追求“新、奇、难”,要保证起到“麻雀虽小而五脏俱全”之功效;2)问题的探究只有借助教师设置的认知冲突和适时点拨,才能水到渠成,让学生透过迷雾,明辨是非,并深入理解数学思想方法之间的有机联系和相互转化。

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