在新课程数学教学的实践中,我们普遍感觉到函数内容难教,高一新生普遍觉得高中函数内容难学.除函数本身内容的深、广、严等特点外,究其根本原因在于:学生刚由初中升入高中,还没有实现初、高中在知识、方法、能力、习惯、思维等方面的有效衔接,再加上有的教师重自己的教而轻学生的学,重数学知识、技能的传授而轻知识形成过程的挖掘,重思想方法的归纳提炼而轻学生思维与素质的培养,就必然出现函数教学困惑尴尬的现状.
随着教育越来越回归其本质,新课程改革越来越注重提高人的素质,我们广大一线数学教师在教学中必须更加突出以人为本,在掌握教学内容的基础上,进一步变革教学方式,提高教学效率,加强理解与感悟,注重总结与反思,积极倡导自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等学习数学的方式,聚焦课堂教学,践行课改理念,真正成为学生学习的引导者、组织者和合作者,努力打造充满生命活力的高效和谐数学课堂.以下是我对新课程理念下高中函数教学的几点思考.
一、把握函数是中小学数学课程的主线
函数是高中数学教学的主要内容,函数的观点、思想、方法贯穿于中学数学的始终.在生产实践中充满着数量关系,它深刻反映着客观现实的本质.20世纪初现代数学教育的主要人物,德国数学家克来因(F.Klein)提出:以函数概念和思想统一数学教学的内容.一个多世纪以来函数已成为数学的基本研究对象,贯穿于数学的各个方面,课程中函数思想的发展大致有以下几个阶段.
小学阶段体现学生对数和量的认识,知道数是用来刻画量的大小的一种工具,数和量常常对应在一起,统称为数量,而这些数量之间的对应关系,本身就是函数关系.当我们通过对一些实例的讨论,例如,路程、时间、速度以及总价、单价和数量之间的关系等,并抽象为正比例、反比例关系,使学生对函数关系有了认识.虽然没有引入变量和函数的概念,但也形成了函数的思想.
初中阶段我们引入了变量和函数概念(虽然概念不严格):在某种变化过程中有两个变量x与y,按照某种确定的对应关系,如果对于x在某个范围内的每一个值,y在某个范围内都有唯一确定的值与它对应,则y就是x的函数,x是自变量,y是因变量(函数).通过具体实例,对一个量的变化引起另一个量的变化进行了讨论,建立了反映变量之间的函数关系,构建了一些函数的基本模型.如正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等.
高中阶段我们利用更丰富的实例引导学生认识到,函数是刻画日常生活和其他学科规律的重要数学模型,并在此基础上,学习集合与对应语言来刻画函数:设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A.其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)?x∈A}叫做函数的值域.体会对应关系在刻画函数概念中的作用,进一步抽象概括了更加严格的数学定义.
函数思想在各个阶段的发展是逐步提升的,事实上进入大学以后以函数为研究对象的课程也是很多的.了解了函数这条主线,就会更好地把握数学课程的教学方向,提高数学教学的实效性.
二、掌握高中函数的学习内容
教师只有全面掌握高中函数的学习内容,才能找到与学生对话的起点.函数研究的是两个变量之间的数量关系:一个变量的取值发生了变化,另一个变量的取值也发生变化,这就是函数表达的数量之间的对应关系.其中有三点是重要的:一是变量的取值是实数;二是因变量的取值是唯一的;三是必须借助数字以外的符号来表示函数.这些就是函数定义的核心思想.
在普通高中《数学课程标准》中,函数是高中教学的主要内容,其中函数关系的建立和函数的应用是整个高中数学要求最高的内容.有如下几个部分:第一,基本函数的研究:包括函数的有关概念、函数的运算、函数关系的建立、函数的基本性质、函数的零点、特殊函数及其表示、函数概念发展史;第二,函数的基本性质:包括简单的代数函数性质研究、指数函数的性质和图像、对数函数的性质和图像、幂函数的性质和图像、函数的应用;第三,三角函数部分.事实上除了以上内容外,集合、不等式、数列、导数等与函数有着不可分割的联系.课程内容的安排是按照“抽象函数的概念(一般)→一些基本函数模型(具体)→函数的应用(具体)”结构进行的,教学内容中还应包括处理这些问题的方法.
学校在创新教育课程体系的建构中,数学的应用作为数学教学的拓展内容,其中数学发展史、数学建模等已成为学校的校本课程,这些内容对学生函数思想的培养是重要的补充.
三、了解学生学习函数的基础
学生是学习的主体,了解学生的基础才能找到与学生对话的基点.进入高中阶段的学生,都是合格的初中毕业生,他们有了一些函数思想的基础,学会了解决一些具体的函数问题的方法,如待定系数法,学会做和观察函数的图像,并能观察出自变量和因变量之间的变化关系,如反比例函数y=(k>0)图像在第一象限因变量随自变量增大而减小等.不足之处在于对函数概念的理解模糊,缺乏对问题的理性思考,例如,令f(x)=x2-2x-3,这是一个函数.表面上看,f(x)=0与方程x2=2x+3是等价的,但是二者所表达的意义是不同的:前者表示函数取0值,而后者表示变量之间的等量关系.同样,f(x)>0与不等式x2>2x+3所表达的意义也是不同的.在一些学生身上明显觉得有由于强化练习而学会的应试技巧,少了对数学的感悟和学习兴趣.如果在高中函数的学习中由于没能及时转变思维方式和学习方式,造成学习的困难,而教师只管教,不去考虑学生的基础,学生会进一步丧失信心.
四、教学中需关注的问题
本人认为在教学中有两个方面需要特别关注:
(一)情感方面
苏霍姆林斯基说过:“如果教师不想办法使学生达到情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,那么这种知识只能使人产生冷漠的态度,而使不动感情的脑力劳动带来疲劳.”教学中:
1、要尊重学生.自尊心是促进学生身心健康发展不可缺少的因素.教学活动是教与学的活动,更主要的是学生的学,既要尊重学生的学习过程,也要尊重学生个性,在人与人平等的环境中,实现生命与生命的交流,教与学才是有效的.
2、要理解学生.要理解学生的差异性,理解学生的思想和行为,在与学生的交流过程中,学会角色换位,不可求全责备.
3、要相信学生,给学生以学习的自信.哲学家詹姆斯说过:人类本质中最殷切的要求是渴望被肯定.自信才有勇敢,自信才有主动,自信才能振奋.
4、要感谢学生,给学生以鼓励.教师要感谢学生,因为有了学生你才有施展才华的机会,生命才更加有意义;鼓励学生,学生就会有奋发向上的勇气,就会变被动为主动,学习就会事半功倍.学生会给你以鼓励,不要说:不行、不可、不允许,要说:你行、你可以、你真棒、你很好.让学生在赞赏中成长.
尊重学生,学生会尊重你;理解学生,学生会理解你;相信学生,学生会相信你;感谢学生,学生会感谢你.
(二)知识方面
函数的思想和方法贯穿了高中数学课程的始终,不要期望一堂课或者几堂课就能让学生很好地理解,应当通过各种具体的例子和习题的分析帮助学生深刻理解函数概念.
概念教学中要讲清函数的三要素,但一定不能停留在抽象的理论上,还要有一些函数的模型,甚至可以是一些形象化的比喻.例如符号y=f(x)的含义非常抽象,难于理解,就可以把函数看成是一个加工厂,定义域中的元素就是原料,对应法则就是加工原料的机器,产品就是函数值.并引导学生分析函数的两种定义,认识函数概念的实质,让数学回归本质.
1、函数的教学一定要突出函数图形的地位.不管是用解析式、列表法还是图像法去刻画一个具体函数时,我们都要让学生在头脑里形成一个图形.只有把握住图形才能把握住一个函数的整体情况,这样的学习习惯有助于提高运用几何思想、把握图形的能力,体现数形结合的思想方法.
2、教学中应该引导学生去思考函数的应用问题,特别是思考函数在日常生活和其他学科的应用,渗透数学建模的思想,这样既知道了函数在生活中的应用,也就是知道了函数的价值,反过来会进一步加深对函数概念的理解,真正树立数学来源于实践并反过来作用于实践的观点.
3、加强多媒体信息技术的使用.函数体现的是两个量之间的运动变化关系,多媒体的使用使函数的变化关系更加形象直观.信息技术具有强大的图像功能、数据处理功能和良好的交互环境,利用这些优势,可以在求函数值、做函数图像、研究函数性质等方面发挥很大作用;运用计算器还可以解决大量的计算问题,从而将更多精力关注到函数的变化上,而计算机的交互环境则为学生的自主探究提供了强有力的平台,丰富了学生的学习方式,如果要求学生亲自利用信息技术发现规律,收集数据并建立函数模型将会进一步理解函数甚至数学的本质.
我们的教育,缺的不是题目,缺的是思维;缺的不是有潜力的学生,缺的是能让学生的潜能得到充分发展的老师!新课程改革呼唤高素质的教师,为此,在教育教学工作中,我们必须努力在课堂教学中追求这样的一种境界:让学生真正成为课堂学习的主人;让学生充分感受学科求知的乐趣;让学生在不断的探索和研讨中发现规律;让学生在解决问题的过程中全面提高素质.
爱因斯坦说,什么是素质?我们把学校里所学的知识全部都忘掉以后,剩下来的才是素质.那么,我们的教学到底应该给学生剩下什么呢?我们的数学老师说,学习函数,以后的生活中不一定用到函数,但是,变量的思想在每个人的思想中却是至关重要的,而变量思想的培养,通过函数教学是一条最佳途径.学习函数,变量的思想在学生的头脑中根深蒂固,学会了用运动变化的联系观点看世界,看生活,也许生活因为我而精彩,也许这就是我们的追求.
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