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關(guān)鍵詞:初中數(shù)學;函數(shù)教學;數(shù)學思維能力培養(yǎng)
函數(shù),是初中階段中數(shù)學教學的重點,也是學生學習的難點。但是,不可否認,作為綜合性極強、探究性極高的知識,函數(shù)教學對學生數(shù)學思維的激發(fā)和培養(yǎng)有著極其重要的作用和意義。故此,對初中數(shù)學函數(shù)教學所能培養(yǎng)學生數(shù)學思維的能力進行重點分析,并深入探究函數(shù)教學培養(yǎng)學生具體能力的措施和方法,不僅有利于初中學生學習水平的提升和強化,還有利于我國初中數(shù)學教學事業(yè)的整體發(fā)展和進步。
一、選擇判斷能力及其培養(yǎng)方式
(一)概念
作為數(shù)學創(chuàng)造能力的主要構(gòu)成部分,選擇能力和判斷能力不可或缺。這一能力的表現(xiàn)主要可以從兩個方面進行:一,判斷和確定數(shù)學推理的基本過程以及最終結(jié)論正誤。二,估計并選擇數(shù)學相關(guān)的命題、解決思路、事實、以及最佳方案等。從某種程度分析,判斷能力其實就是思維者對自身思維活動的自我反饋能力,而選擇能力則是思維者綜合考慮所有因素后最終做出決定的能力。
(二)培養(yǎng)方式
學生在學習函數(shù)相關(guān)知識時,必然離不開相應的的數(shù)學選擇能力和判斷能力。故此,在具體的函數(shù)教學過程中,教師可以利用函數(shù)正反面變式對學生進行選擇判斷能力的培養(yǎng)和提升。也就是說,讓學生針對函數(shù)正反面變式進行題組和問答的選擇與判斷,在一系列的解答過程和判定過程中,不斷培養(yǎng)學生相應的選擇能力和判斷能力。
二、抽象概括能力及其培養(yǎng)方式
(一)概念
從本質(zhì)上講,數(shù)學范圍內(nèi)任何的概念、規(guī)律、算式或是符號,都可以稱為是抽象概括的結(jié)果。所以,想要將學生對事物的感性認知成功轉(zhuǎn)變成理性認知,就需要培養(yǎng)學生的抽象概括能力。作為智力與能力的核心成分,思維至關(guān)重要,但是,概括作為思維最基本的特征,在其自身發(fā)展和后續(xù)培養(yǎng)過程中有著極其重要的作用和意義。
(二)培養(yǎng)方式
在初中數(shù)學的函數(shù)教學中,大部分函數(shù)知識的教學都可以有效培養(yǎng)并提升學生的抽象概括能力。以“一次函數(shù)”的相關(guān)知識為例,不僅讓學生學習了正比例函數(shù)的概念、性質(zhì)、特征以及常用表達公式y(tǒng)=kx等,還經(jīng)過知識擴展和推廣,讓學生理解了一次擴展函數(shù)y=kx+b的特征、概念以及性質(zhì)等。客觀而言,這一系列知識的學習和理解都可以歸納為學生抽象概括能力的培養(yǎng)和提升。另外,教師利用函數(shù)例題對學生進行相關(guān)能力培養(yǎng)時,也可以將函數(shù)知識與實際問題相結(jié)合,從而在不斷激發(fā)學生學習興趣的基礎上,促使其抽象概括能力得以提升。
例如:一超市正在進行優(yōu)惠促銷活動,針對茶壺和茶杯的優(yōu)惠方式有兩種:一,買一送一。二,九折奉送。且兩種方式的優(yōu)惠前提均需要購買三個以上的茶壺。問:這兩種優(yōu)惠方式有差別嗎?哪一種更優(yōu)惠?
針對這一類題,教師就可以積極引導學生進行思維擴展和延伸,可以讓學生自行設定每個茶壺和茶杯的單價以及函數(shù)未知數(shù),然后利用兩種優(yōu)惠方式進行最終價格比對。在此過程中,學生通過單價確定、未知數(shù)評估、方式比對等,會形成一定程度的抽象概括能力。經(jīng)過各種題型的訓練,學生這一能力也會不斷得到加強和提升,最終達到成熟的地步。
三、數(shù)學探索能力及其培養(yǎng)方式
(一)概念
數(shù)學探索能力,是一種有別于選擇判斷能力以及抽象概括能力的高級數(shù)學思維,是在綜合了一定能力的基礎上形成并發(fā)展起來的。嚴格意義上講,數(shù)學探索能力其實是一個創(chuàng)造性思維的綜合能力。在數(shù)學中,探索主要表現(xiàn)在數(shù)學問題的提出、數(shù)學結(jié)論的探求、數(shù)學解題途徑和策略的探索以及數(shù)學解題規(guī)律的尋找等方面,而探索能力則主要表現(xiàn)在設想的提出以及設想轉(zhuǎn)變的進行等方面。
(二)培養(yǎng)方式
在函數(shù)的教學過程中,想要培養(yǎng)學生對數(shù)學知識的探索能力,就必須切實做好課題教學的相關(guān)工作。讓學生針對討論價值高、挑戰(zhàn)性強、探索性強的研究課題進行課題學習,不僅可以推動和促進學生應用函數(shù)相關(guān)知識進行實際問題解決和處理,使其對應的意識和能力得到深層次發(fā)展和培養(yǎng),還能最大限度地幫助學生進行函數(shù)相關(guān)知識的認知、理解和記憶,使其進一步認識和理解函數(shù)變量間的關(guān)系以及變量變化的客觀規(guī)律。
例如:有一長度為20米的欄桿,若一面靠墻,怎樣圍才能圍出一個面積最大的矩形花圃?
對于這類題型的課題研究,教師可以首先要求學生進行“特殊值嘗試”,將其一邊長依次設為1,2,3,4,5,6,7,8,???,則另一邊長可求出,依次為18,16,14,12,10,8,6,4,2,???,如此,其對應面積依次為18,32,42,48,50,48,42,32,18,???。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)其面積和設定的邊長有著必然的聯(lián)系,其變化規(guī)律也相當直觀。由此,便可引出一元二次函數(shù)方程式:Y=x(20-2x),求出面積最大值為50。
通過這樣的思維培養(yǎng),相信無論是學生的選擇判斷能力,還是數(shù)學探索能力,都能得到一定程度的提升。
關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學 函數(shù) 解題
高中數(shù)學解題受到函數(shù)概念認知的干預,在高中數(shù)學習題解答中,函數(shù)模型的應用有著很重要的作用,要想高效解答高中函數(shù)習題,利用函數(shù)模型解答是最正確的行為。高中數(shù)學中最困擾學生的一個問題就是函數(shù),大多數(shù)高中生對函數(shù)概念的認知程度不夠,導致函數(shù)習題解答中出現(xiàn)了很多困難,學生對高中數(shù)學產(chǎn)生畏懼心理。高中生必須具備函數(shù)概念認知,才能從根本上解決函數(shù)習題中遇到的困難,減輕對函數(shù)乃至于數(shù)學的畏懼心理。
一、認識函數(shù)
1.認識重要性,提高學習動力。
學生大量接觸函數(shù)是在高中時期,函數(shù)是大多數(shù)高中生心目中比較難掌握的知識點,但是高中時期函數(shù)是數(shù)學課中很重要的知識點,要想提高高中生的數(shù)學成績,就必須解決函數(shù)這個對高中生來說很難的問題。對一般實際生活中的問題利用函數(shù)模型解決就是函數(shù),高中數(shù)學學習中,函數(shù)占據(jù)重要地位,并且是最難懂最難學的知識點,函數(shù)在大多數(shù)高中生心目中并沒有清晰的認知,導致函數(shù)學習中存在很多不容易解決的難題。并不是說沒有辦法提高高中生對函數(shù)概念的認知,深入了解函數(shù)模型和概念,能夠有效解決函數(shù)中的難題[1]。函數(shù)同時是高考數(shù)學科目考查的難點和重點,所以對函數(shù)概念進行深刻把握具有重要意義。
2.了解概念,破除認知障礙。
函數(shù)的概念:設在某變化過程中有兩個變量x、y,如果對于x在某一范圍內(nèi)的每一個確定的值,y都有唯一確定的值與它對應,那么就稱y是x的函數(shù),x叫做自變量。
在一般書籍和資料中,函數(shù)的概念就是用x和y表示一個函數(shù)模型,函數(shù)習題中經(jīng)常解決的是實際存在的問題,高中學生的函數(shù)學習任務就是利用函數(shù)模型對這些實際問題進行解決。函數(shù)對于高中學生來說并不陌生,學生對實際中存在的問題也不陌生,但是在解決實際問題中使用函數(shù)就不一樣了,大多數(shù)高中生利用函數(shù)模型解決實際問題的時候常常不能靈活運用函數(shù)模型,學生對函數(shù)概念的認知障礙就是這樣形成的[2]。所以必須提高學生利用函數(shù)解決實際問題的能力,但是提高運用能力的時候首先要對函數(shù)的概念有深刻的認識。
二、函數(shù)的了解方法
1.參考資料,實地思考。
高中學生深入了解函數(shù)概念的最主要方式就是參考相關(guān)資料,翻閱對函數(shù)模型有一定解釋的書籍,通過書籍中對函數(shù)概念的理解對函數(shù)概念有深入認識。高中函數(shù)最重要的問題就是利用函數(shù)解決實際生活中的問題,所以通過相關(guān)資料和書籍對函數(shù)概念有深刻認識之后,要結(jié)合實際生活情況,把習題放進實際生活環(huán)境中解答,這樣關(guān)于函數(shù)的一切問題就會變得更加簡單化和生活化,再把和習題相關(guān)的函數(shù)模型運用到習題解答中,就能快速高效地解答函數(shù)習題。
2.結(jié)合實際,舉例分析。
枯燥的理論對于學生的學習來說往往不重要,為了讓學生感受到課堂樂趣及讓學生更信服,需要相關(guān)函數(shù)例子佐證。
案例:
題目:納稅是我國每一個公民都應該盡到的義務,進行生產(chǎn)經(jīng)營活動的商鋪和企業(yè)必須向稅務部繳納一定的稅務。某市對于服裝業(yè)的稅收標準如下:每月銷售額在2000元以內(nèi)的征稅400元,超過2000元的,前2000元收300元的稅款,超出2000元部分的稅率是3%.
問:(1)寫出該市服裝業(yè)征收的稅金y(元)和營業(yè)額x(元)的函數(shù)關(guān)系式。
(2)該市某一個服裝店7月份的營業(yè)額是50000元,這家服裝店七月份該繳納的稅金為多少?
分析:這道函數(shù)習題背景就是我國一般的納稅問題,結(jié)合實際生活中納稅的情況進行分析,根據(jù)題目中表達的情況,對稅金(y)和營業(yè)額(x)之間的函數(shù)關(guān)系式進行設定,這樣不僅解決了函數(shù)習題,而且是對實際生活中的問題的解答。
高中生的數(shù)學學習受到函數(shù)概念認知的影響和干預很大,用函數(shù)習題的解答能夠幫助學生對函數(shù)概念有深刻的認知,靈活地對實際生活中的問題利用函數(shù)概念解決。
三、結(jié)語
在高中數(shù)學乃至高考數(shù)學科目中,函數(shù)占據(jù)重要地位,所以高中學生必須學好函數(shù)。利用函數(shù)模型解答實際生活中的問題,這就是數(shù)學解題受到函數(shù)概念認知干預的后果。
參考文獻:
[1]朱健忠.例析三角函數(shù)的解題技巧[J].理科考試研究(高中版),2014,21(7):14.
關(guān)鍵詞:函數(shù) 定義域 思維品質(zhì) 解題
思維品質(zhì)是指個體思維活動特殊性的外部表現(xiàn).它包括思維的嚴密性、思維的靈活性、思維的深刻性、思維的批判性和思維的敏捷性等品質(zhì).函數(shù)作為高中數(shù)學的主線,貫穿于整個高中數(shù)學的始終.函數(shù)的定義域是構(gòu)成函數(shù)的三大要素之一,函數(shù)的定義域(或變量的允許值范圍所組成的集合)似乎是非常簡單的,然而在解決問題中不加以注意,常常會使人誤入歧途.在解函數(shù)題中強調(diào)定義域?qū)忸}結(jié)論的作用與影響,對提高學生的數(shù)學思維品質(zhì)是十分有益的.本文就常見的函數(shù)解題與函數(shù)定義域的密切解析以具體案例的形式展開論述。
1.函數(shù)解析式與定義域
函數(shù)解析式包括定義域和對應法則,所以在求函數(shù)的解析式時必須要考慮所求函數(shù)解析式的定義域,否則所求函數(shù)解析式可能是錯誤的.
案例1:某單位計劃建筑一矩形圍墻,現(xiàn)有材料可筑墻的總長度為100m,求矩形的面積S與矩形長x的函數(shù)解析式?
解:設矩形的長為x米,則寬為(50-x)米,由題意得:S=x(50-x)
故所求函數(shù)的解析式為:S=x(50-x).
如果解題到此為止,則本題的函數(shù)解析式還欠完整,缺少自變量x的范圍.也就說學生的解題思路不夠嚴密.因為當自變量x取負數(shù)或不小于50的數(shù)時,S的值是負數(shù),即矩形的面積為負數(shù),這與實際問題相矛盾,所以還應補上自變量x的范圍:0
即:函數(shù)的解析式為:S=x(50-x) (0
這個例子說明,在用函數(shù)方法解決實際問題時,必須要注意到函數(shù)定義域的取值范圍對實際問題的影響.若考慮不到這一點,就體現(xiàn)出學生思維缺乏嚴密性.若注意到定義域的變化,就說明學生的解題思維過程體現(xiàn)出較好思維的嚴密性.
2.函數(shù)最值與定義域
函數(shù)的最值是指函數(shù)在給定的定義域區(qū)間上能否取到最大(小)值的問題.如果不注意定義域,將會導致最值的錯誤.
案例2:求函數(shù)y=x2-2x-3在[-2,5]上的最值.
解:y= x2-2x-3=( x2-2x+1)-4=(x-1)2-4
當x=1時,ymin=-4
初看結(jié)論,本題似乎沒有最大值,只有最小值.產(chǎn)生這種錯誤的根源在于學生是按照求二次函數(shù)最值的思路,而沒有注意到已知條件發(fā)生變化.這是思維呆板性的一種表現(xiàn),也說明學生思維缺乏靈活性.
其實以上結(jié)論只是對二次函數(shù)y= ax2+bx+c(a>0)在R上適用,而在指定的定義域區(qū)間[p,q]上,它的最值應分如下情況:
⑴ 當 時,y=f(x)在[p,q]上單調(diào)遞增函數(shù)f(x)min=f(p),f(x)max=f(q);
⑵ 當 時,y=f(x)在[p,q]上單調(diào)遞減函數(shù)f(x)max=f(p),f(x)min=f(q);
⑶ 當 時,y=f(x)在[p,q]上最值情況是:f(x)min= ,
f(x)max=max{f(p),f(q)}.即最大值是f(p),f(q)中最大的一個值.
故本題還要繼續(xù)做下去:-2≤1≤5 f(-2)=(-2)2-2×(-2)-3=-3
f(5)=52-2×5-3=12
f(x)max=max{f(-2),f(5)}=f(5)=12
函數(shù)y=x2-2x-3在[-2,5]上的最小值是-4,最大值是12.
這個例子說明,在函數(shù)定義域受到限制時,若能注意定義域的取值范圍對函數(shù)最值的影響,并在解題過程中加以注意,便體現(xiàn)出學生思維的靈活性.
3.函數(shù)值域與定義域
函數(shù)的值域是該函數(shù)全體函數(shù)值的集合,當定義域和對應法則確定,函數(shù)值也隨之而定.因此在求函數(shù)值域時,應注意函數(shù)定義域.
案例3:求函數(shù) 的值域.
錯解:令t= ,則2x=t2+3
y=2(t2+3)-5+t=2t2+t+1=
故所求的函數(shù)值域是 .
剖析:經(jīng)換元后,應有t≥0,而函數(shù)y=2t2+t+1在[0,+∞)上是增函數(shù),
所以當t=0時,ymin=1.
故所求的函數(shù)值域是[1, +∞).
以上例子說明,變量的允許值范圍是何等的重要,若能發(fā)現(xiàn)變量隱含的取值范圍,精細地檢查解題思維的過程,就可以避免以上錯誤結(jié)果的產(chǎn)生.也就是說,學生若能在解好題目后,檢驗已經(jīng)得到的結(jié)果,善于找出和改正自己的錯誤,善于精細地檢查思維過程,便體現(xiàn)出良好的思維批判性。
4.函數(shù)奇偶性與定義域
判斷函數(shù)的奇偶性,應先考慮該函數(shù)的定義域區(qū)間是否關(guān)于坐標原點成中心對稱,如果定義域區(qū)間是關(guān)于坐標原點不成中心對稱,則函數(shù)就無奇偶性可談.否則要用奇偶性定義加以判斷.
案例4:判斷函數(shù)y=x3,x∈[-1,3]的奇偶性.
解:2 ∈[-1,3]而-2 [-1,3]
定義域區(qū)間[-1,3]關(guān)于坐標原點不對稱
函數(shù)y=x3,x∈[-1,3]是非奇非偶函數(shù).
若學生像以上這樣的過程解完這道題目,就很好地體現(xiàn)出學生解題思維的敏捷性.
如果學生不注意函數(shù)定義域,那么判斷函數(shù)的奇偶性得出如下錯誤結(jié)論: f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x)函數(shù)y=x3, x∈[-1,3]是奇函數(shù).
錯誤剖析:因為以上做法是沒有判斷該函數(shù)的定義域區(qū)間是否關(guān)于原點成中心對稱的前提下直接加以判斷所造成,這是學生極易忽視的步驟,也是造成結(jié)論錯誤的原因.
5.結(jié)束語
綜上所述,在求解函數(shù)解析式、最值(值域)、單調(diào)性、奇偶性等問題中,若能精細地檢查思維過程,思辨函數(shù)定義域有無改變(指對定義域為R來說),對解題結(jié)果有無影響,就能提高學生質(zhì)疑辨析能力,有利于培養(yǎng)學生的思維品質(zhì),從而不斷提高學生思維能力,進而有利于培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)造性.
參考文獻