江蘇省如皋市第一中學(xué) 鄒小鋒
隨著新課程改革的深入推進(jìn),高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)不再是單一的“知識(shí)點(diǎn)”教育,而是轉(zhuǎn)向了“過(guò)程教育”,即強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)生、完善過(guò)程的參與與感悟,重視對(duì)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)涵的體驗(yàn)式理解,關(guān)注的是數(shù)學(xué)學(xué)科基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)生與發(fā)展。在這樣的背景下,學(xué)業(yè)測(cè)評(píng)作為日常教學(xué)的“風(fēng)向標(biāo)”,是否真正發(fā)揮了試題的導(dǎo)向作用,引領(lǐng)并促進(jìn)學(xué)生“四基”的發(fā)展呢?本文以蘇教版高中數(shù)學(xué)為例,探討“f(x)=|[ ]-[ ]|函數(shù)最值問(wèn)題”的專(zhuān)題教學(xué)中關(guān)于“過(guò)程性”教學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐。
在高中數(shù)學(xué)的內(nèi)容體系中,函數(shù)是一個(gè)重要內(nèi)容,連接了許多其他的知識(shí)板塊,也提供了豐富的數(shù)學(xué)思想方法。在高考中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)絕對(duì)值與函數(shù)相結(jié)合的考題。在專(zhuān)題教學(xué)開(kāi)始前,教師需要與學(xué)生一起回顧絕對(duì)值的概念,即非負(fù)數(shù)的絕對(duì)值為該數(shù)本身,負(fù)數(shù)的絕對(duì)值為其相反數(shù),因此任意一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值都為非負(fù)數(shù)。從幾何表達(dá)層面來(lái)說(shuō),將數(shù)字放置于數(shù)軸上,那么絕對(duì)值表示的是一個(gè)數(shù)距原點(diǎn)的距離。因此,對(duì)于該專(zhuān)題的教學(xué)可以從“距離”這一視角展開(kāi),通過(guò)“絕對(duì)值是什么”“有什么幾何特征”等課前提問(wèn),學(xué)生能夠?qū)^對(duì)值的概念與性質(zhì)進(jìn)行回顧。
【案例展示】已知函數(shù)f(x)=|x-1|,定義域?yàn)閇-1,1],試求解該函數(shù)的最大值。
這是本次教學(xué)的基礎(chǔ)式,通過(guò)簡(jiǎn)單的練習(xí)激發(fā)學(xué)生對(duì)絕對(duì)值幾何意義的認(rèn)識(shí)與理解,為本次專(zhuān)題教學(xué)做好鋪墊。
【變式訓(xùn)練】已知函數(shù)f(x)=|x-b|,x的取值范圍為[-1,1],b為實(shí)數(shù)。假設(shè)函數(shù)f(x)的最大值為g(b),試求解b變化時(shí),g(b)的最小值。
教師:同學(xué)們,題目中的“|x-b|”代表什么含義?
學(xué)生:在數(shù)軸上x(chóng)與b兩點(diǎn)之間的距離。
教師:如果b發(fā)生變化,f(x)的最大值就會(huì)發(fā)生變化,也就是函數(shù)g(b)的值會(huì)變化。同學(xué)們觀察一下,當(dāng)b取值為多少時(shí),g(b)的值最小?最小值又是多少?
學(xué)生:當(dāng)b=0時(shí),g(b)取得最小值,最小值為1。
教師:如何在圖像上反映呢?
學(xué)生甲:建立平面直角坐標(biāo)系,繪制直線(xiàn)y=x,x的取值范圍為[-1,1],同時(shí)繪制直線(xiàn)y=b。在直線(xiàn)y=x上任取一點(diǎn)A,作x軸的垂線(xiàn)并延長(zhǎng),與直線(xiàn)y=b形成一個(gè)交點(diǎn)B,線(xiàn)段AB的長(zhǎng)就是這個(gè)距離。
教師:很好,我們可以假設(shè)有這樣一條豎直直線(xiàn),沿x軸水平移動(dòng),會(huì)和兩條已知直線(xiàn)分別產(chǎn)生一個(gè)交點(diǎn),我們看兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離就可以?,F(xiàn)在哪位同學(xué)來(lái)回答一下,當(dāng)b的值發(fā)生變化時(shí),直線(xiàn)y=b是沿著y軸上下移動(dòng)的,那么當(dāng)b的取值為多少時(shí),g(b)的值最???
學(xué)生乙:從圖像上可以看出,b=0,g(b)的取值最小,為1。
教師:看到絕對(duì)值,很多同學(xué)的第一反應(yīng)就是去絕對(duì)值符號(hào),這樣避免不了要分類(lèi)討論,解題過(guò)程就會(huì)復(fù)雜很多。而像這樣,結(jié)合絕對(duì)值所表示的內(nèi)涵,將其化為距離,通過(guò)繪制示意圖,我們一下子就能發(fā)現(xiàn)答案,而不用將函數(shù)的表達(dá)式求解出來(lái),是一種快速的解題方法。
通過(guò)以上講解,學(xué)生對(duì)于帶絕對(duì)值的函數(shù)最值問(wèn)題有了一定的認(rèn)識(shí),除了分類(lèi)討論,大家又掌握了一種整體解決這類(lèi)問(wèn)題的方法。教師可以布置一道課后訓(xùn)練題,讓學(xué)生動(dòng)手求解,加深記憶:
這一專(zhuān)題討論的問(wèn)題是帶有絕對(duì)值的函數(shù)最值問(wèn)題,目的是為了提升學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)測(cè)試背景下的“過(guò)程性”思維方式,引導(dǎo)學(xué)生用整體的方法來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題,緊緊抓住“距離”這一概念。
數(shù)學(xué)問(wèn)題的形式多樣,但是,萬(wàn)變不離其宗,題目再怎么變,都不會(huì)脫離考綱規(guī)定的思維方式與解決方法。在課程教學(xué)環(huán)節(jié),教師要回歸知識(shí)點(diǎn)最本質(zhì)的內(nèi)容,讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)點(diǎn)的引出、發(fā)展以及得出結(jié)論的完整過(guò)程,最終形成完整的邏輯思維,做到以不變應(yīng)萬(wàn)變。在每個(gè)問(wèn)題提出后,教師要保證學(xué)生擁有充足的思考時(shí)間,不盲目地趕教學(xué)進(jìn)度。在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后,教師要及時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行反思總結(jié),對(duì)整節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行回顧,提煉重點(diǎn)。
這堂課選取的案例的解題方法有很多,可以利用絕對(duì)值的定義進(jìn)行求解,還可以進(jìn)行分類(lèi)討論,或者是利用絕對(duì)值的幾何意義,采取數(shù)形結(jié)合的解題方法,也就是本專(zhuān)題學(xué)習(xí)的“距離”法。筆者認(rèn)為,課堂教學(xué)實(shí)踐只有四十五分鐘,如果把所有數(shù)學(xué)方法與數(shù)學(xué)思想一下子灌輸給學(xué)生,學(xué)生肯定是無(wú)法接受的,既浪費(fèi)了教學(xué)時(shí)間,又取得不了應(yīng)有的教學(xué)效果。正因如此,課程教學(xué)的目標(biāo)要緊緊圍繞學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,提前預(yù)估教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。這其中,課程內(nèi)容量是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效抓手,服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,因此,關(guān)于方法的教學(xué)必須與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合,切忌不分主次,盲目灌輸。
就本專(zhuān)題的教學(xué)而言,教學(xué)目標(biāo)就是構(gòu)建關(guān)于絕對(duì)值的“距離”模型,進(jìn)而有效解決“絕對(duì)值函數(shù)最值”這一數(shù)學(xué)問(wèn)題。教學(xué)目標(biāo)看似簡(jiǎn)單,但是對(duì)學(xué)生而言卻是一種新的解決問(wèn)題的視角,整合了“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想方法。