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高中数学解题教学模式的实践

2017-02-21张福明

中学生数理化·教与学 2017年2期
关键词:单调导数公式

张福明

在高中数学教学中,教师对解题模式有自己的经验,其中喻平教授根据不同的教学目标确定了四种解题教学模式:认知建构模式、自动化技能形成模式、模型建构模式、问题开放模式.下面结合自己的教学实践谈点体会.

一、认知建构模式

建构主义学习理论注重学生的主体地位,教师起促进作用.认知建构模式就是,在教学过程中,教师以提问题的形式,引导学生思考解题的方法,最后解答问题,从而使学生在已有的知识架构的基础上主动建立新的认知架构.在认知建构中,学生要做的是主动收集和分析相关的信息资料,对所学的问题提出各种假设,并加以验证.

例如,探讨函数单调性与导数的关系.根据学生以往所学的函数的单调性知识,在学习导数的时候,引导学生将导数进行变形转化成函数的等式,便可知道函数的单调性与导数之间的关系.

例1f(x)=x3+3x ,求该函数的单调性和单调区间.

解:因为f(x)=x3+3x,所以求导得 f′(x)=3x2+3.整理导数 f′(x)=3(x2+1)>0.因此f(x)=x3+3x在xeR上单调递增.单调区间为(-∞,+∞).

二、自动化技能形成模式

自动化技能形成模式是指学生经过“题海战术”或大量练习后,对运算法则运用自如并将解题的技能内化,针对不同类型的题目有一个自觉自动的解题模式.

例如,利用等差数列的通项公式.在学习等差数列时,首先要进行公式的推导,再进行求和公式的推导an=a1+(n-1)d ,Sn=na1+n(n-1)d/2或Sn=n(a1+an)/2.得出通項公式后,将公式运用到题目中.

例2在等差数列{an}中,a1=21,a7=18,求公差d.

解:因为a7=a1+(7-1)d=21+6d=18,所以d=-12.

教师进一步举例:在等差数列{an}中,已知a5=10,a12=31,求它的通项公式.

解:由an=a1+(n-1)d,得10=a1+4d31=a1+11d,解得a1=-2d=3.所以等差数列的通项公式为an=3n-5.

三、模型建构模式

模型建构是指,在解题时,学生通过建立数学模型,从模型中选取相应的知识点和策略解题.在应用模型建构模式时,教师可以通过生活中的现象对学生发问,引导学生以数学的思维方式解决数学题目,并呈现数学模型的建构图样,给出解题的答案和分析.

例如,在解有关几何的体积或表面积的应用题时,可以将题目进行简化理解,直接将实际应用问题转化成空间几何的图形解决问题.

例3有一根长5cm,底面半径为1cm的圆柱形铁管,用一段铁丝在铁管上缠绕4圈,并使铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端,则铁丝最短的长度为多少厘米?

分析:此时学生明显可以确定数学模型的构建,直接画出图样,将实际问题转为几何问题进行解决.

四、问题开放模式

问题开放模式是指,在教学中,教师以开放式的问题为背景.开放式的问题包括条件、结论等的开放,条件、结论等在一定的情况下可以是多样的.问题开放式模式的教学,能够使学生的思维更加发散、活跃,提高学生思考问题的角度.在应用这种教学模式时,教师可以根据所学知识创设问题情境,并提出多种假设.这些假设要与解题思维、解题思路有密切的联系.

例如,反函数的应用.在讲反函数时,教师往往应用问题开放式模式,尤其是条件的假设问题,从而提高学生的解题能力.

例4若函数f-1(x)为函数f(x)=lg(x+1)的反函数,求f-1(x)的值域.

分析:常规方法是先求出f(x)的反函数f-1(x)=10x-1,再求得f-1(x)的值域为(-1,+∞).如利用性质1,f-1(x)的值域即f(x)的定义域,可得f-1(x)的值域为(-1,+∞).然而从反函数的性质来分析,则可以换个角度思考.若是y=f-1(x)函数y=f(x)的反函数,则有f(a)=bf-1(b)=a.从整个函数图象来考虑,是指y=f(x)与其反函数y=f-1(x)的图象关于直线y=x对称;从图象上的点来说,是指若原函数过点(a,b),则其反函数必过点(b,a).

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