摘 要:高中数学学习为学生未来高等数学学习奠定了基础,函数是高中数学的重要内容,内容比较复杂,知识结构比较繁琐。随着新课程改革的深入,课堂教学目标和教学内容发生变化,在数学函数教学的过程中,引导学生掌握多元化解题思路,掌握函数解题思路和技巧。作为高中数学教师应当加强学生学科素养培养,借助多样化函数解题,提高学生的数学思维能力,优化学生知识结构,促进学生全面发展。文章中分析了高中数学函数教学现状,提出了几点有效的解题思路。
关键词:高中数学 函数教学 现状 解题思路
高中数学教学中,函数作为重点和难点内容,和其他章节知识内容有着一定的联系。现阶段高中数学教材中,知识内容比较单一,学生缺乏函数问题的解答能力,函数问题得不到有效解答。随着新课程改革的深入,高考给学生、教师和家长带来一定的压力,数学是学生学习的难点,在课堂教学的过程中,加强学生解题能力培养,提高学生的课堂学习效果。在函数解题教学的过程中,教师应当注重解题思路探索,扩展学生解题思维,更好地利用函数解题概念,取得更好的考试成绩。
一、高中数学函数解题思路中的问题
1.函数认知上存在误区。高中函数和初中函数有着密切的关系,高中函数知识更加的深入,高中函数知识学习的过程中,需要对初中函数知识进行分析,以初中函数知识作为基础,开展更加深入的分析,促使其扩展和延伸。高中函数教学的过程中,引导学生从微观角度分析,了解到函数并不是简单地进行变量分析,是需要对函数集合之间的关系深入分析和计算。但是,在实际的课堂教学中,不少高中学生并不能将函数概念和生活联系在一起,对变量范围缺乏分析和探究,导致学生得出的结论存在一定的差异。
2.函数知识理解片面性。高中数学和初中数学有着一定的联系,但是两者有着非常大的差异。高中数学中的函数更加注重理论知识和实际之间的联系,培养学生的函数解题能力,培养学生正确的思维方式,形成良好的学习习惯。在高中数学函数知识中,文字是其主要形式,以此作为切入点,开展公式计算,呈现出不同的数理形式。对于现阶段高中学生来说,对不同概念和公式理解的过程中,以理论知识学习作为主要内容,分析概念背后的内涵,这样的学习认知存在片面性,影响学生问题分析和解决能力的培养,不利于学生数学思维发展。
3.解题思维方式比较单一。随着新课程改革和素质教育的深入,高中数学教师注重学生实践活动的开展,创新课堂教学方式,激发学生自主学习兴趣,突破函数知识学习困难,弥补自身存在的不足。但是,不少高中学生依然存在解题思路单一的情况,逻辑思维不够清晰,影响学生实践活动开展。高中函数知识内容比较复杂,学生单一的思维方式,影响学生的学习能力培养,不能够灵活利用函数知识内容,做到举一反三。如:面对一些函数问题,可以有很多种解题方式,但是学生通常采取固有的解题方式,面对题目的变化和调整,不知道如何下手,长此以往学生形成定式思维,不利于学生创新思维培养。
4.学生学习存在盲目性。高中函数教学的过程中,不少学生认为数学成绩较差,是因为函数题量练习不足,多做练习可以提高学习成绩。在高中函数学习中,习题有很多,不能够花费大量的时间进行函数习题训练,需要引导学生根据学习需求完成习题训练。在学生作业完成的过程中,学生缺乏正确的学习方式,使得作业练习达不到效果。教师需要引导学社根据自己的习惯和水平安排作业实践,控制好学生作业的难度,发挥作业在函数教学中的作用。同时学生时间安排存在盲目性,将学习时间安排到不同类型的数学题目中,忽视自己不擅长的函数题目,忽略函数解题思路培养。在学习的过程中,缺少有效的思考活动,对数学解题缺乏总结,难以寻找解题规律和重点,学习中走了很多弯路。因此,在学生解题训练的过程中,并不缺少采取题海战术和时间战术,需要学生保持身体健康,头脑清晰,采取合理的解题方式,取得好的成绩。
二、高中数学函数多元化的解题思路
1.多元化发散思维。高中数学函数解题中,需要采取多元化的方式,开展综合性的思考活动。高中学生面对函数问题解答时,为了寻找问题解决方式,需要比较长的时间进行探索和学习,不利于学生解题思路的扩展,在解题中学生处于迷茫状态,难以有效利用相关知识和信息,使得学生解题思路比较封闭。在这样的教学和解题活动中,学生解题思维难以扩展,无法将教材中的解题方式应用到其他题目的解答中。因此,选择针对性的题目加强学生训练,让学生熟悉函数问题解题思路,促进学生知识的扩展和延伸,培养学生多元化的发散思维。
例如:北师大版高中数学必修一“二次函数的性质”的解题教学中,例题:已知函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R),记M(a,b)是|f(x)|在区间[-1,1]上的最大值。
(1)证明:当|a|≥2时,M(a,b)≥2。
(2)当a,b满足M(a,b)≤2时,求|a|+|b|的最大值。
解析:此题考查学生二次函数性质以及二次函数在闭区间的最值,引导学生使用分类讨论思想,完成题目解答。在解题的过程中,需要明确二次函数的对称轴,区间的端点值,根据a的范围明确函数的单调性,结合已知内容完成证明。在|a|+|b|的最值求解中,通过a=b=0的讨论分析进行求解。
解法(一):
(1)根据题意f(x)=(x+ )2+b- ,得出函数的对称轴是直线x=- ,由于|a|≥2,所以|- |≥1,所以函数f(x)在[-1,1]上单调,所以M(a,b)=max{|f(-1)|,|f(1)|},所以,M(a,b)≥|f(-1)|并且M(a,b)≥|f(1)|。当a≥2时,f(1)-f(-1)=2a≥4,所以M(a,b)≥2;当a≤-2时,f(-1)-f(1)=-2a≥4,所以M(a,b)≥2。综上所述,当|a|≥2时,M(a,b)≥2。
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(2)根据题意M(a,b)≤2,得出|1+a+b|=|f(1)|≤2,|1-a+b|=|f(-1)|≤2,所以|a+b|-1≤|1+a+b|≤3,所以,|a+b|≤3,|a-b|≤3,根据|a|+|b|= ,得出|a|+|b|≤3,当a=2,b=-1时,|a|+|b|=3,f(x)=|x2+2x-1|在[-1,1]上的最大值是2,所以M(2,-1)=2,所有|a|+|b|的最大值是3。
解法(二):
(1)根据题意|f(-1)|=|1-a+b|≤M(a,b)可以得出-M(a,b)≤1-a+b≤M(a,b)得出-M(a,b)≤-1+a-b≤M(a,b),同理可以得出-M(a,b)≤1+a+b≤M(a,b),将两个式子相加可以得出-2M(a,b)≤2a≤2M(a,b),所以|2a|≤2|M(a,b)|,所以M(a,b)≥|a|≥2。
(2)由于f(1)=1+a+b,f(-1)=1-a+b。所有a= ,b= ,|a|+|b|=| |+|
-1|≤| |+| |+1,根据题意得出当a=2,b=-1时等号成立,得出|a|+|b|的最大值是3。
在此题解答的过程中,考察学生对二次函数闭区间最值求解方式,在解题中正确理解M在闭区间的最值是关键点。通过这样的方式扩展学生发散性思维,培养学生可以掌握更多的解题思路。
2.多元化创新思维。高中函数学问题中,一题多解是一种常见的类型,借助这样的解题方式,转变学生在解题中的思路,培养学生解题的方式和思路,实现学生发散性思维的培养。同时可以引导学生从不同的角度思考函数问题,对命题开展多个角度的思考和探究,培养学生的问题解决能力。在实际的解题教学中,设置相应的函数问题引导学生创新解答,活跃学生解题思维,激发学生的解题能动性,掌握多元化解题方式。
例题:已知函数f(x)=,x∈[1,+∞],如果在此区间中国函数成为正,求解a的取值范围。
解析:面对此种类型的问题,大多数学生解题的思路是假设分子为基本函数,根据函数的单调性完成问题解答,此种解题方式可以得出正确答案,但是如果可以将函数进行简化,结合a的取值范围进行定性分析,可以快速有效地解决函数问题。在具体的求解过程中,可以对函数f(x)进行简化,得到f(x)=x+ +2,在区间内,当a≥0时,函数必然恒为正,当a<0时,函数是增函数,因此,当f(1)>0的情况下函数恒为正,可以得出a>-3。在此题解答的过程中,打破以往的解题思路,从简化函数入手,使得函数更加的直观、简单,有利于学生问题的解答和分析。在函数问题解答的过程中,存在着很多不同的解题方式,根据题目采取不同的解题方式,培养学生的创新思维,提高学生的解题能力。
3.多元化逆向思维。不同的学生有着不同的思维方式,在思维中有着大的思维方向,在正向思维和逆向思维中体现。两者之间存在一定的矛盾,但是在解题中相互辅助,有利于学生有效解题。现阶段高中数学函数解题教学中,逆向思维解题比较少,学生逆向思维难以培养,不利于学生函数问题的解答。高中函数问题的解答中,不少问题由于各种因素的限制,从正向思维解答比较困难,可以采取逆向思维方式解答函数问题。
例题:A是由定义在[2,4]上并且满足如下条件的函数ψ(x)组成的几何:①对于任意x∈[1,2],都有ψ(2x)∈[1,2];②存在常数L(0<L<1),使得对任意的x1、x2∈[1,2],都有|ψ(2x1)-ψ(2x2)|≤L|x1-x2|。
(1)设ψ(x)= 1+x,x∈[2,4],证明:ψ(x)∈A。
(2)设ψ(x)∈A,如果存在x0∈[1,2],使得x0=ψ(2x0),这样的x0是唯一的。
(3)设ψ(x)∈A,任意取x1∈[1,2],令xn+1=ψ(2xn),n=1,2,3,…,证明:给定正整数K,对于任意的正整数p,成立不等式|xk+1-xk|≤|x2-x1|。
解:对于任意x∈[1,2],ψ(2x)= 1+2x,x∈[1,2], 3≤ψ(2x)≤ 5,1< 3< 5<2,所以ψ(2x)∈(1,2)。对任意的x1、x2∈[1,2],|ψ(2x1)-ψ(2x2)|=|x1-x2|· ,通过验证和推算得出结论ψ(x)∈A。在不等式证明中,可以通过反证法的方式,假设存在两个x0,x0’∈(1,2),x0≠x0’,使得x0=ψ(2x0),x0’=ψ(2x0’),所以|ψ(2x0)-ψ(2x0’)|≤L|x0-x0’|,得出|x0-x0’|≤L|x0-x0’|,所以L≥1,矛盾,所以结论成立。
|x3-x2|=|ψ(2x2)-ψ(2x1)|≤L|x2-x1|,所以|xn+1-xn|≤Ln-1|x2-x1|。|xk+p-xk|=|(xk+p-xk+p-1)+(xk+p-1-xk+p-2)+…(xk+1-xk)|≤|x2-x1|。
在解题的过程中,需要将高中数学和初中数学有效结合,根据函数概念、性质,结合不等式性质等内容,引导学生化归和转化,培养学生的逆向思维,丰富学生的解题思路。
三、结语
高中数学教学中,函数是重要的教学内容,是学生学习的难点和重点。在实际的课堂教学中,数学教师应当注重学生多元化解题思维的培养,从发散思维、创新思维、划归思维以及逆向思维等方面出发,丰富学生解题思路,灵活利用函数知识内容,不断地扩展学生的集体思维,提高学生的自主解题能力,提高课堂学习效果,取得好的学习成绩。
参考文献
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论文作者:黄凤娟
论文发表刊物:《中小学教育》2020年第376期
论文发表时间:2019/10/3
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