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高中函数与微积分

2017-06-30何维炯

中学课程辅导·教学研究 2017年8期
关键词:微积分函数高中

何维炯

摘要:微积分属于高等数学,是研究函数微分、积分等概念和应用的一个数学分支,是我们学习高等数学中的基础学科。微积分的研究对象为函数,以前的学习教材中初等函数包括常值函数、指数函数、幂函数、三角函数、反三角函数及对数函数六大类,十六种函数。新课标教材通过在全国三分之二省市的实验应用,关于函数与微积分相关内容的成效与问题逐步显现。基于此,本文就新课程标准中高中函数与微积分的内容进行探讨与研究。

关键词:高中;函数;微积分

前言:在高中数学的新课程中,函数与微积分的内容存在一些问题,例如函数与映射内容的教学内容,需要调整,以映射概念讲函数概念,加强对映射、反函数等教学内容,有助于我们对其他函数的学习。在微积分内容的教学中,极限概念的讲解可以加深,微积分作为高等数学的基础,应该在高中阶段打好基础,为我们以后的数学学习提供更多支撑。

一、映射、函数、反函数概念的研究探讨

1.映射与函数

函数的概念是高中数学相对重要的教学内容,在新标准教材内,函数的概念中强调,函数是刻画现实中重要运动变化规律的模型,是通过一个事物变化规律,推演另一个事物变化规律的一种数学模型,主要表现两者之间的对应关系。概念中还指出,要结合实际运用函数概念建立模型,削弱了定义域、至于的繁难程度。通过人性化教学的技巧训练,可以使我们更好理解函数的思想及运用,从而实现新课程函数的创新与应用。

但是,新课程中关于函数与映射的安排顺序,需要重新研究探讨。如安徽的一位教研老师提出:新教材先给出函数再给出映射的概念先后顺序,是一个由特殊到一般的过程。按照新教材的顺序讲解函数与映射,很多同学表示对定义无法理解,对定义中的“f”所表示的对应关系理解不清,与之对应先讲解映射,再让同学们理解函数的概念会容易的多。许多实验学校的老师都提出了此类问题,在自身学习过程中,我们也感受到了新课程中这一内容的负担,内容上应该加以修正[1]。

映射概念在从前的教学中,都是为引导函数概念而引入的,对映射的重视程度不高,但新课程中虽提升了映射的重要性,却忽视了它的引导性。新课程强调函数内容在实际中的应用价值,但这与重视映射之间并没有矛盾关系,我们在学习函数的实际应用价值的同时,先要进行映射你内容的学习,这样的有机结合,能够使函数教学更加容易。

2.反函数

新课程中对于反函数的内容相对减少,学习要求也大大降低,但实际上,反函数的概念是后续初等函数的关系与性质的支撑依据,有利于同学们通过联系观点的方式认识其他各类函数,对于同学们之后学习初等函数有很大帮助。例如,学习对数函数时,如果根据已经学习过的指数函数与反函数的概念及性质进一步学习,能够更容易将对数函数熟练掌握,提高学习效率[2]。以国外的数学教学案例来看,俄罗斯的数学基础教育内容中就包括反函数及其定义域和值域,反三角函数和反函数图像等内容,由此可见,反函数概念的教学内容,应该更加丰富并提高学习要求。

二、微积分相关问题的研究探讨

新课程中关于微积分的相关内容,做出了重大革新,加強了导数与积分的应用教学。

1.导数

新课程对于导数及其应用的内容变化主要是,突出导数概念的本质。以往的数学教学中,往往是先学习概念及性质,这样直接导致学生对极限概念的任职与理解不够,形象对导数本质的认知。新课程对这一学习误区进行了调整与改进,内容讲解时,通过实际背景和具体实例来验证导数思想和本质,例如,速度、效率、膨胀率、增长率等,引导同学们感受从平均变化率到瞬时变化率的过程,学习导数概念。此外,课程还强调导数在研究事物的变化率、变化速度的研究中,体会导数处理问题时的一般性和有效性[3]。

但新课程中,摒弃了极限概念,直接讲解积分概念,这一内容上的改革引起了各地数学教育工作者的重视。山东省聊城大学的教师通过实验,得出“极限是学生学习导数的关键和难点”这一结论。微积分中的重要概念大多用极限来定义,导数也是如此,如果在讲导数的时候,避开极限,这种形式导致同学们的学习体系有漏洞,对微积分的基础概念学习不足,以至于在此后的微积分学习过程中,会相当吃力。因此,新课程的改革,需要尊重同学们的学习认知方式,将极限的知识拿回课本,完善我们的学习内容[4]。

2.微积分

在高中教学中,就开始让学生们涉猎微积分内容,有利于同学们的学习与发展,目前,已有许多国家将微积分知识加入高中的学习教材中。微积分作为数学科学中的一个重要分支,内容十分丰富,因此,新课程中对于微积分内容的控制十分重要,根据学生的学习基础与理解能力,新课程中关于微积分的初步教学中,导数和定积分的教学主要在于应用价值方面,由于整体数学教学的课时限制,微积分的内容并不多,但在结构中,例如极限的内容需加以重视[5]。

此外,新课程新课程中不定积分的内容几乎没有,需要一定程度的充实、丰富,不定积分的与定积分之间协调内容进行教学,才能让同学们达到良好的学习效果。微积分教学作为一项国际共同课题,在日本的高中数学课程中,就函数 和极限、微分及其应用、积分及其应用编写了一部《数学三》,在后期的《新编数学三》中,内容增加至数列极限、函数极限、微分、微分的应用、积分、积分的应用共六个章节。由此可以看出,在高中课程中,微积分内容还不够完善,需要根据我们的学习情况,进行适当的调整、增加。

综上所述,通过对高中数学新课程中,相关函数与微积分内容的分析与研究,可以看出现行的新课程教学内容对同学们学习的有利影响与缺陷,高中数学教中函数与微积分的教学,应该重视基础性原则,在学生基础数学教学内容上,重视我们的理解、掌握与熟练运用。函数与微积分是具有广泛的应用作用的数学内容,在教学内容的设计上,可以借鉴国外先进的教学方式,以及教学内容,并随着时代的发展与变革进行适当的调整。

参考文献:

[1]彭顺英.高中微积分教学现状的调查与分析[D].湖南师范大学,2014.

[2]罗小凯.高中函数教学实践问题研究[D].河北师范大学,2014.

[3]王洪岩.高中生导数概念的教学研究[D].河北师范大学,2014.

[4]易娟.关于高中微积分的教学研究[D].湖南师范大学,2012.

[5]王珞.高中生微积分知识理解现状的调查研究[D].贵州师范大学,2015.

(作者单位: 湖南省株洲市第二中学1507班 412007 )endprint

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