tj寸—一則教壯斷的反巴與改進
毒j—__兼諺鐮攻學中的具體到抽象.._
付超(重慶市黔江中學)
高中數學課程應努力揭示數學概念、法則、結論的發展過將「具體實物模型」轉化為「函式模型」,然後利用「函式模
程和本質,在學懂數學的過程中,除了經常用到邏輯思維以外,型」解決具體問題,從而對教學的有效性有極大的影響.重要的還有從具體現象到數學的一般抽象,以及將一般結論應用到具體情況的思維過程.筆者以聽課時聽到的一則典型案例(「零點存在性定理」)的教學片斷為例具體闡述.
一1.從「區域性」到「整體」的反思
零點存在性定理的目的是通過函式的零點來研究方程的根,進一步突出函式思想的應用,也為求方程的解的個數做好知識上和思想上的準備.它起著承上啟下的作用,教學中應突出這一點.第一,承上,應引導學生將具體的「實物形象」轉化為抽象的「函式圖象」;第二,啟下,應關注例題的教學,即將「求函
、教學片斷實錄
實驗設計:給學生一條直線和一根細線(如圖1),並記細線的兩個端點為a、日,讓學生動手.觀察在什麼情況下一定能夠保證一條細線和給定
的直線有交點?
圖1數零點的問題」與求「方程的近似解的問題」建立起關聯性整合.
2.從「內隱」到「外顯」的反恩
學生可以發現當點和點曰位於直線的兩側時,能夠滿足
教材不要求對零點存在性定理進行證明,關鍵在於讓學生
題意,而當點和點曰位於直線的同側時,有可能有交點,也通過感知體驗並加以確認.定理的條件和結論是學生學習的難有可能沒有交點,故不一定有交點.引導學生從數的角度來分點,因此學生的認識不能僅停留在實驗的操作層面和數的角度析,從而得到f(a)廠(6)<0的結論.
上,教師應提供「從內隱到外顯」的機會,設計「從內隱到外
教師繼續問:在剛才的情況下(點4和點日在直線的兩側顯」的通道.第一,在具體的「函式圖象」中得出零點存在的條
時)細線與給定直線已經有交點了,請問你能設計出方案使他件.定理的教學,應關注抽象的過程,即將「直線與細線的交們沒有交點嗎?
點」與「函式的零點」建立起關聯性整合,通過引導學生觀察
學生會有兩種方案:將點a和點曰移到直線的同側(進一函式圖象與軸的交點情況,來研究函式零點的情況.第二,引
步說明了f(a)廠(6)<0的必要性);只要把細線剪斷即可(說明導學生從正面、反面、側面等不同的角度重新進行審視,如函
函式圖象必須是連續的).
數圖象不連續、f(a)廠且函式在區間上不單調、f(a)廠(6)<0且函式在區間上單調等各種情況,加深學生對
三、改進
通過上述**,讓學生自己概括出零點存在性定理.
設計意圖:因為f(a)廠(b)<0且圖象在區間[a,b]上連續不零點存在性定理的理解.
斷是函式f(x)在區間[a,b]上有零點的充分而非必要條件,學生對這點的理解比較困難,所以根據情況創設簡單明瞭的數學實
教學以「實驗操作」為基礎,輔之以「問題驅動」,通過類
驗,降低學生學習中的難點(抽象性),讓學生直觀感受到函式比分析將歸納方法與嚴密思考相結合,直觀與抽象相結合,使零點存在性定理各條件的作用,從實驗的解決中領悟定理的學生思維的發展是乙個清晰的「螺旋式上公升」的過程.可以構建本質.
二、反思
如下框架:「實驗設計,提出問題」一「模擬分析,得出結論」
一「引導觀察、闡述定理」一「定理應用、承上啟下」.
1.實驗設計,提出問題
上述教學片斷中,教師設計了乙個非常好的數學情境,為學生理解零點存在性定理做了很好的鋪墊,然而,教師並未真
給學生一條直線和一根細線,並記細線的兩個端點為 、.問題1:觀察在什麼樣的情況下能夠保證這條細線和給定的
正完成從「具體」到「抽象」的過程.可以發現,教學的情境創
設仍侷限在「知識點」的思考上,淡化了乙個重要的轉化,即直線:
50[2010年第1—2期]中國數學教育……
(1)一定有交點;(2)不一定有交點;(3)沒有交點.
問題2:觀察圖2,這是某地
在12月份幾天內的一張氣溫變化4_
。(給出零點存在性定理.)3.引導觀察,闡述定理
問題4:若函式y:_廠()在區間[n,b]上一定
|。沒有零點嗎?
問題5:若函式y:_廠()在區間[o,b]上只有
一模擬函式圖(即乙個連續函式圖。2d
4:8個零點嗎?可能有幾個?
象)片斷,圖象中有一段被墨水汙
染了.問題時,增加什麼條件可確定y= ()在區間[a,b]上只有乙個零點?結合,一x4+一一的圖象說明
問題.4.定理應用,承上啟下●2
●'(1)將4日到8日之間的函式-|
√4圖象補充完整.
(2)現在有人想了解一下4日
圖2例求函式一6的零點的個數.
你能幫他嗎?至8日之間是否有某天的溫度為o ̄c,
2.模擬分析,得出結論
問題7:能否確定乙個區間使函式在該區間上有零點.生:用「試值法」,發現因此區間f2,3)上(教師補充「圖象法」,如圖3.)問題8:該函式有幾個零點?為什麼?
一問題3:問題1和問題2有什麼共同的地方?能具體解釋有零點.嗎?y
—生:兩者很相似.將直線看做軸,將細線看做函式圖象,那麼直線和細線的交點的橫座標就是函式的零點.
師:很好,直線給了我們軸的印象,細線給了我們函式
ll0/、
圖3生:乙個.因為,'():in 是增
圖象的印象,直線和細線的交點給了我們函式零點的印象.那麼函式,f()=2x一6是增函式,所以「某時刻的溫度為o ̄c」的問題,就可以看做是求什麼?
生:求函式零點的問題.
師:結合實物操作和你所畫的圖象,再進一步思考函式存
廠()=in +2x一6在區間(2,3)內單調遞增.
-1一、r
問題9:剛才問題3中有同學提出了乙個好問題,我們一起看看,函式在區問[4,8]上的零點可能有兩個嗎?
生:要具體問題具體分析.假如此時函式是單調遞增函式,
在零點需滿足什麼條件?
生:區間兩個端點的函式值應異號.師:能結合問題說明嗎?
細線看做函式圖象,a、曰兩點的函式值為一正一負,此時細線
則零點為乙個;假如函式不是單調遞增函式,則零點可能為
數學是思維的體操.源於抽象性是數學的特徵之一,教學在
生:當點和點b在直線的兩側時,將直線看作軸,將多個.和直線一定有交點.
義的理解,其他同學有補充的嗎?
表達上需要確切,結論的正確性只能靠邏輯的演繹證明,然而生動的現實原型.這一點給筆者在「零點存在性定理」的教學中知識的發生、發展過程,從具體到抽象,再把清晰.陛、可靠性、精確性聯絡在一起,逐步引導學生感受數學知識的形成過程,
師:很好,你觀察得非常仔細,更可貴的是你對零點的定任何抽象的數學概念、命題,甚至數學思想和方法都有具體、
生:我認為還應滿足乙個條件,函式在給定的區間上應該提供了啟發,根據學生的數學思維水平和認識規律,以及數學
是連續不斷的.
師:能說明理由嗎?
生:如圖2,函式在區間[4,8]上的兩個端點的值已互為異歸納已知事實形成抽象數學定理,理解定理內容.號,若中間部分不定義,就不會有零點.
師:也就是說,我們還應該考慮乙個問題,即不是連續函式結論不成立.
f結合y=+2的圖象說明.1、/師:還有補充嗎?
生:我覺得函式在區間[4,8]上的零點可以有兩個.
師:不錯,提出了乙個很好的問題,但這是另外乙個問題了,我們可以先放一下,待會兒解決,還有其他補充嗎?
師:也就是說,函式要有零點,有兩個條件缺一不可:(1)函式圖象是連續的
中國數學教育[2010年第1—2期j51
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