新课标背景下高中函数教学方法
——以苏教版高中数学为例

2018-01-23 09:32江苏省常熟市尚湖高级中学
中学数学杂志 2018年1期
关键词:定义域新课标概念

☉江苏省常熟市尚湖高级中学 江 政

一、新课标对高中函数的教学要求

新的课程标准对函数内容的要求发生了较大的变化,主要体现在以下两个方面:

(一)强调函数背景,加强对函数本质的理解

无论是引入函数概念,还是讲授二次函数、幂函数、指数函数及对数函数等常见的函数模型,新课标都要求教学过程要结合生活背景,用实际案例辅助教学,加深学生对函数本质的认识.从学生的角度来说,函数的学习就是从案例出发,在老师的指导下探索、总结,直至抽象出函数知识,再将抽象出来的函数知识运用到案例的解决过程当中,实现“具体-抽象-具体”的认识变化过程.

(二)重视函数思想

函数的本质就是分析运动变化情况,因此函数思想就是用动态的、变化的思维去分析具体问题,明确其中的数量关系,建立函数关系进行求解.新课标极为重视培养学生解决问题的能力,在函数学习方面就是要运用好函数模型,在面对具体问题时,能根据实际情况选择或建立适当的函数模型,使问题得到有效解决.

二、新课标下高中函数教学方法评析

(一)函数概念引入

在函数的教学过程中,首先需要通过具体的案例让学生对函数有一个初步的认知.教师以教材为基础,通过演绎案例来创设情境,引导学生进行思考与讨论.通过这种教学活动,让学生对变量间的变化规则有初步的认识,为之后函数概念的讲授奠定基础.下面以苏教版高中数学必修1第2章“函数概念与基本初等函数”为例进行说明.

1.问题情境

估计人口数量变化趋势是我们制定一系列相关政策的依据.从人口统计年鉴中可以查得,我国1949年人口为542百万人,1954年为603百万人,1959年为672百万人,1964年为705百万人,1969年为807百万人,1974年为909百万人,1979年为975百万人,1984年为1035百万人,1989年为1107百万人,1994年为1177百万人,1999年为1246百万人.你能根据这个表说出我国人口的变化情况吗?

2.案例分析

集合A是由年份数组成,即A={1949,1954,1959,1964,1969,1974,1979,1984,1989.1994,1999},另一个集合B是由人口数(百万人)组成,即B={542,603,672,705,807,909,975,1035,1107,1188,1246}.

存在某种对应法则,对于A中任意元素x,B中总有一个元素y与之对应.例如,x取1949,则y取542,这时,我们说“1949对应到542”或者是“输入1949,输出542”,简记为:1949→542.

下面的“箭头图”可以清楚地表示这种对应关系,这种对应具有“一个输入值对应到唯一的输出值”的特征.

1949→542

1954→603

1959→672

1964→705

1969→807

1974→909

1979→975

1984→1035

1989→1107

1994→1177

1999→1246

3.概念总结

一般地,设A,B是两个非空的数集,如果按某种对应法则f,对于集合A中的每一个元素x,在集合B中都有唯一的元素与之对应,这样的对应叫做从A到B的一个函数,通常记为y=f(x),x∈A,其中,所有的输入值x组成的集合A叫做函数y=f(x)的定义域.

4.方法评析

通过这种教学方式,能让学生充分感受到函数概念的产生过程,切身参与,积极地进行思维训练,探索出对于函数概念的个人理解.在这样的学习过程中,学生的比较、抽象概括等能力都会得到大幅度的提升.

(二)函数图像及性质教学

高中阶段所学的函数都是连续的,能用图像进行表达.因此会画图、能看图,就能有效地解决函数问题.

1.熟悉基本初等函数图像

很多复杂的函数都是由初等函数变换而来的,因此掌握初等函数的图像、性质就能给函数学习带来巨大的便利,比如:y=sin(ωx+φ)的图像可以看成是由y=sinx先向左平移φ个单位,然后将横坐标压缩ω.

2.重视函数图像的对比

指数函数和对数函数的底数a值的范围不同时,函数的图像、定义域、值域及增减性都会发生变化.比如指数函数y=2x与y=,底数互为倒数,但两个函数的图像、性质都存在较大变化.因此,学生在学习过程中如果把各种情况孤立来看,很容易就会混淆.老师可指导学生自行总结,编制函数图像对比表,通过这种方法系统区分不同的函数之间的差异,加深记忆.

(三)函数思想渗透

1.明确对应关系

函数正是由于变量的存在而产生相互间的关系,因此学生在学习函数的过程中也要注意紧抓函数的本质,学会用“对应”的思想去解决问题.

比如,已知二次函数f(x)满足f(3x+1)=9x2-6x+5,求f(x)的表达式.

分析题干可知,如果利用假设f(x)=ax2+bx+c来求取a,b,c的值,解答过程比较烦琐,容易出错.如果假设3x+1=z,那么x=,则(fz)=(z-1)2-2(z-1)+5,进而就可以求解得到函数的表达式.

2.数形结合

数形结合思想指的就是利用几何图形来处理代数问题,使得题目的数量关系更为直观地反映出来,将数字与图形巧妙地结合起来,在此基础上寻求解题思路,简化问题的解决过程.

比如,若要求取函数y=|x-7|+|x-8|的最小值,如果采用纯数学运算的话,计算难度较大,但是如果运用数形结合的方法,绘制示意图(图1),很容易就会发现在[7,8]范围内任意一点都能取到最小值,函数最小值为1.

图1

三、新课标下高中函数思维能力培养

(一)避免思维定式,培养创新思维

思维独创性在函数学习中最直观的体现就是解题思路,方法多样,能够积极探索,敢于创新.在教学过程中,教师首先要引导学生形成准确的思维习惯,这种定向、定序思维方式能极大地简化学生的思维进程,提升学生的学习速度及学习效率.尽管如此,如果这种思维习惯演变成了思维定式,那么学生就会陷入单一的思维方式,无法多角度、全方位地去看待问题,分析问题会有偏颇.因此,高中数学教师在教学环节中要注意引导学生突破惯性思维,让学生更具思维张力,更具创造性.下面以苏教版高中数学必修1第2章“函数概念与基本初等函数”为例进行说明.

已知:对满足m≤2的任意实数m,函数f(x)=mx2+2x+m-1的值恒等于0,求f(x)的定义域.

一般情况下,学生碰到的都是使函数有意义的定义域或者是已知定义域求值域.但是本例却是在参数未知的情况下,已知值域,求解定义域.这就提醒学生要看清题目要求,将问题转化为已知关于数m的一次函f(m)=(1+x2)m+2x-1的定义域、值域,从而求取参数的取值范围.

(二)举一反三,思维发散

高中数学教师在讲授函数内容的过程中,可以结合具体的习题举一反三,对典型的题目进行“再命题”,反复训练,加强学生对解题方法认知的全面性.

比如,在求解函数y=x2+3x-2与x轴的交点的时候,教师在讲解完以后可以设置一些新的问题让学生去探究,如求解函数y=x2+3x-2与x=4的交点、求解函数y=x2+3x-2与-2的交点个数等.

四、结束语

在高中数学的学习中,函数是极为重要的内容,难度也比较大,在整个高中数学的教学体系中起到不可替代的作用.因此,广大高中数学教师要明确新课标的要求,提升函数教学的有效性,加深学生对函数的理解.

1.刘才华.例谈新课标下高中数学概念课的教学[J].教学月刊,2007(2).

2.康卫兵.浅谈新课改下的高中数学函数教学[J].高中数学教与学,2013(7).

3.李强.高中新教材中函数概念教学思考[J].数学通报,2007(5).

4.中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(试验)[M].北京:人民教育出版社,2003.F

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