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1.問題的提出
例題教學(xué)是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)常見的形式之一,是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重要組成部分,對數(shù)學(xué)教學(xué)具有重要意義.通過例題教學(xué),可以更好地幫助學(xué)生學(xué)會解題作答的基本規(guī)范,了解問題的解決思路,鞏固數(shù)學(xué)概念和基本技能.并且進(jìn)一步完善思維方法,領(lǐng)會數(shù)學(xué)內(nèi)涵本質(zhì),進(jìn)而不斷地發(fā)展提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).
現(xiàn)實的教學(xué)中,課堂上存在偏面追求例題講解的數(shù)量,而忽視了例題內(nèi)在價值的發(fā)掘;偏面追求題型的覆蓋,而忽視了問題內(nèi)在本質(zhì)及聯(lián)系的揭示;偏面追求解題的技巧和速度,而忽視了通性通法的本源思維;追求表面的課堂效率,而忽視了學(xué)生的思維節(jié)奏和真實參與等現(xiàn)象.
2.數(shù)學(xué)例題的教學(xué)價值功能及選取
數(shù)學(xué)例題的基本功能有:示范功能,反饋功能,鞏固功能,拓展功能[1].例題教學(xué)為學(xué)生發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供空間平臺,教師應(yīng)該重視例題的過程性教學(xué),充分發(fā)揮例題教學(xué)在提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的教育教學(xué)作用.
(1)選取的例題要具有示范性,表現(xiàn)為:知識運(yùn)用的示范引領(lǐng),解題程序與表述規(guī)范的示范引領(lǐng),學(xué)習(xí)如何解題的示范引領(lǐng).學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有一個模仿的過程,例題教學(xué)不是教師在課堂上的獨(dú)角戲,而是教師精心準(zhǔn)備、引領(lǐng)下的師生共同思考探究活動.教師起到引領(lǐng)示范作用,包括作答的條理規(guī)范,真實思維的暴露,乃至思考受阻等.
(2)選取的例題具有一定的層次性,低起點(diǎn)高立意,由淺入深,照顧到全體學(xué)生,幫助學(xué)生在掌握知識技能的同時,進(jìn)一步感悟數(shù)學(xué)的基本思想,積累數(shù)學(xué)思維的經(jīng)驗.
(3)選取的例題具有一定的典型性,例如用于復(fù)習(xí)教學(xué)的例題,應(yīng)關(guān)注知識的系統(tǒng)性,這樣可以更好地幫助學(xué)生了解知識間的內(nèi)在聯(lián)系和脈絡(luò),完善學(xué)生的知識體系,提高復(fù)習(xí)的牢固性和有效性.
總之,在例題教學(xué)過程中,教師要有所選擇,針對學(xué)生的具體學(xué)情,選用或改編恰當(dāng)?shù)睦}.什么是好的數(shù)學(xué)例題呢?判斷一道好的數(shù)學(xué)題,一般有兩個重要的標(biāo)準(zhǔn):一是不以繁雜的計算、特殊的技巧取勝;二是具備一定的洞察力,掌握有關(guān)知識的思想本質(zhì),才能找到恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案[2].
3.新課標(biāo)下過程性教學(xué)的認(rèn)識
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出:“高中數(shù)學(xué)教學(xué)以發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,創(chuàng)設(shè)合適的教學(xué)情境,啟發(fā)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要讓學(xué)生掌握知識,還要經(jīng)歷知識的形成過程,理解知識的本質(zhì),提高發(fā)現(xiàn)問題、研究問題的能力.”[3]這就需要開展過程性教學(xué),以實現(xiàn)學(xué)生真正意義上的學(xué)習(xí).
過程性教學(xué)原則是由當(dāng)代數(shù)學(xué)教育研究工作者何良仆先生提出的.他認(rèn)為數(shù)學(xué)教學(xué)必須以知識的發(fā)生發(fā)展和認(rèn)知形成的內(nèi)在聯(lián)系為線索,充分展現(xiàn)和經(jīng)歷其中的思維活動,使學(xué)生真正參與到發(fā)現(xiàn)和思考的過程中來[4].
學(xué)生始終是過程性教學(xué)中的主體,組織學(xué)生參與到數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,基于高中生數(shù)學(xué)元認(rèn)知基礎(chǔ)開展過程性教學(xué),加深學(xué)生對所學(xué)知識的深刻理解,利用例題的示范引領(lǐng)功能,盡量發(fā)揮其潛在的教學(xué)價值,以例啟思、以例促思、以例帶類.
下面以課堂例題教學(xué)的兩個案例實踐,供交流.
4.數(shù)學(xué)例題過程性教學(xué)的案例及分析
案例1 (高一新授課)比較(x+2)(x+3)和(x+1)(x+4)的大小.(人教A版·數(shù)學(xué)·必修第一冊P38頁·例1)
(1)分析引導(dǎo):通過考察這兩個多項式的差與0的大小關(guān)系,可以得出它們的大小關(guān)系.
意圖:讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識,明確掌握解題的方法.
(2)解題前設(shè)問:你能估計兩多項式的大小是確定的,還是隨x的不同取值而變化的?
意圖:引起學(xué)生的關(guān)注和思考,將學(xué)生的目光聚焦多項式的結(jié)構(gòu)特征,有所發(fā)現(xiàn):兩多項式之差是常數(shù)2.
(3)解題示范:
解:(x+2)(x+3)-(x+1)(x+4)=(x2+5x+6)-(x2+5x+4)=2>0.所以,(x+2)(x+3)>(x+1)(x+4).
意圖:通過例題分析教學(xué),使學(xué)生牢固掌握作差比較大小的處理方法,特別地,要將作差運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行到底,解題前的設(shè)問,培養(yǎng)學(xué)生解題觀察的自覺意識.
學(xué)生真正的理解掌握,可以較好地實現(xiàn)解題思考遷移,在日后的考試中得以體現(xiàn),如下的兩題學(xué)生作答情況良好.
意圖:對于高一新生,規(guī)范的作答表述,清晰的解題邏輯呈現(xiàn),這些培養(yǎng)很重要.
題2 函數(shù)y=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)+5在[-3,3]上的最小值為( ).
A. 2B.3C.4 D.5
考后反饋:學(xué)生基本都能發(fā)現(xiàn)y=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)+5=[(x+1)(x+4)]][(x+2)(x+3)]+5的變形處理,整體答題情況好于其他班級.
這是2022年全國新高考Ⅰ卷第22題的變式題:
設(shè)函數(shù)f(x)=ex-ax和g(x)=ax-lnx有相同的最小值.
(1)求a;
(2)證明:存在直線y=b,與其他兩條曲線y=f(x)和y=g(x)共有三個不同的交點(diǎn),并且從左到右的三個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列.
意圖:交代例題出處,引起學(xué)生的注意和重視,為學(xué)生投入思考營造良好氛圍.
教學(xué)進(jìn)程:引導(dǎo)學(xué)生直覺預(yù)判a>0,進(jìn)行思辨分析,若a≤0,則函數(shù)f(x)、g(x)在各自的定義域上均不存在最小值,不符合題設(shè)要求.
意圖:例題呈現(xiàn)后,教師應(yīng)該留出時間,讓學(xué)生讀題、觀察、思考和直覺感知,一方面對問題保留深刻的印象,另一方面在此過程中,積極聯(lián)想,尋求解題思路.
根據(jù)學(xué)生的思考反應(yīng),總結(jié)得解題思路:分別探討求解f(x)、g(x)的最小值,結(jié)果用a表示,根據(jù)題意,得到關(guān)于a的方程,解方程得a的值.
對于函數(shù)g(x),g′(x)=ex-a,若a≤0,則g′(x)>0,此時g(x)是R上的單調(diào)增函數(shù),則不存在最小值;a>0時,由g′(x)=0,得x=lna,此時,當(dāng)x∈(-∞,lna)時,g′(x)<0,x∈(lna,+∞)時,g′(x)>0,即函數(shù)g(x)在(-∞,lna)上單調(diào)遞減;在(lna,+∞)上單調(diào)遞增.所以g(x)min=g(lna)=a-alna.
意圖:縱觀上述求解過程,涉及了指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等常見初等函數(shù)的求導(dǎo)公式,需要學(xué)生牢固、熟練地掌握,.而對于參數(shù)取值的變化所引起的函數(shù)單調(diào)性探討,需要學(xué)生具有提前判斷的預(yù)感,從而作答邏輯清晰,思維順暢.
分析引導(dǎo):面對的不是常見可以直接求解的不等式,我們采取的解題策略是,根據(jù)未知量的取值可能,分類探索,逐步分析推進(jìn),教學(xué)中與學(xué)生一起回顧函數(shù)零點(diǎn)存在定理.
知識回顧及延拓:人教A版普通高中教科書數(shù)學(xué)必修第一冊P143頁:
一般地,由函數(shù)零點(diǎn)存在定理:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,且有f(a)f(b)<0,那么,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)至少有一個零點(diǎn),即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,這個c也就是方程f(x)=0的解.
順勢拓展:函數(shù)、方程、不等式是代數(shù)中有機(jī)聯(lián)系的整體,函數(shù)零點(diǎn)也就是相應(yīng)方程的解,而不等式,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,便可順利地納入同一個系統(tǒng)中.
在函數(shù)零點(diǎn)存在定理的基礎(chǔ)上,加以延伸,若函數(shù)y=f(x)在[a,b]上是單調(diào)遞增,且c∈(a,b),使得f(c)=0,我們不難得到f(x)<0的解集是[a,c),f(x)>0的解集是(c,b].繼續(xù)補(bǔ)充完善,若在函數(shù)零點(diǎn)某側(cè)是不單調(diào)的,可以通過相應(yīng)的極大值小于零(或極小值大于零),如圖1,學(xué)生不難理解.因此,在適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)時機(jī),順勢拓展,深化、完善學(xué)生的知識體系是自然而然的,教師理應(yīng)培養(yǎng)相應(yīng)的教學(xué)機(jī)智,提高課堂教學(xué)效率.
積極觀察聯(lián)想,函數(shù)導(dǎo)數(shù)中的切線不等式ex≥
意圖:復(fù)習(xí)回顧函數(shù)零點(diǎn)存在定理,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行延拓,得到不等式處理的方法.在判斷導(dǎo)函數(shù)h′(x)的符號時,利用ex≥ex來突破解題難點(diǎn),提升學(xué)生的深刻洞察和深度思維的能力.
別樣視角:數(shù)學(xué)審美角度:靈活變形轉(zhuǎn)化,以美啟真,直達(dá)問題本質(zhì):已知函數(shù)值的大小,逆向探討相應(yīng)變量的大?。?/p>
意圖:在過程性教學(xué)中,教師要娓娓道來,自然流暢,同時讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)對象中的特別之處,教師要經(jīng)常就數(shù)學(xué)內(nèi)容問諸如“這樣的表達(dá)與那樣的表達(dá)有什么不同?”“這樣的證明和那樣的證明相比有什么區(qū)別?”“這樣的方法和那樣的方法相比有什么特別之處”等問題,使得學(xué)生能夠觀察數(shù)學(xué)對象所具有的特別之處.這樣的過程性教學(xué)更好地體現(xiàn)學(xué)生和數(shù)學(xué)對象相互作用的過程.
5.結(jié)束語
數(shù)學(xué)例題教學(xué)設(shè)計不是教師單一的、線性的、一廂情愿的活動,要考慮教學(xué)的內(nèi)容和目標(biāo),教學(xué)中活動的主體——學(xué)生.從學(xué)生的實際出發(fā),設(shè)計應(yīng)處在學(xué)生思維最近發(fā)展區(qū)內(nèi)的學(xué)習(xí)任務(wù),采取有步驟地設(shè)置思維障礙等方法,鋪設(shè)恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)知臺階,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.
過程性教學(xué),要關(guān)注學(xué)生當(dāng)前的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平,更要關(guān)注學(xué)生成長和發(fā)展的過程;不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,更要關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的發(fā)展和變化.
眾所周知,學(xué)生的思維是在學(xué)習(xí)的過程中逐漸得到發(fā)展的,而現(xiàn)實的教學(xué)往往忽視教學(xué)的過程屬性,教師把自己的思路和想法直接拋給學(xué)生,影響了實際教學(xué)效果.因此,教師在實施例題教學(xué)時,應(yīng)該有意識地關(guān)注學(xué)生的過程性參與,關(guān)注學(xué)生的理解達(dá)成情況,必要時作出相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整.
參考文獻(xiàn)
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