试论高中数学概念教学

2013-04-29 00:44:03张慕雅
中学教学参考·理科版 2013年6期
关键词:平均速度变化率导数

张慕雅

概念是反映事物本质属性的思维形式.在高中数学概念教学中,教师需将概念放到学生的概念体系和认知过程中去考查,通过引导学生认识概念、理解概念、掌握并应用概念,从而促进学生对数学知识的构建,培养其问题解决能力,促进数学教学效率的提高,最终促进学生的发展.

一、创设情境,引入概念

数学学习与生活紧密联系,在传统数学教学中,教师割裂了数学与生活的联系,这无形中也让学生有了“数学无用”的感慨.其实不然,数学来源于生活,也应用于生活,在概念教学时,教师要通过合理的情境创设来引导学生明确学习它的意义,进而激发学生学习兴趣,为概念的理解奠定基础.

在导数的概念教学中,可创设情境:在高台跳水运动中,运动员相对水面的高度h(单位:m)与起跳后的时间t(单位:s)存在函数关系h(t)=-4.9t2+6.5t+10,计算运动员在这段时间里的平均速度.思考1:如何求运动员的瞬时速度?如t=2时刻的瞬时速度?

教师组织学生讨论、相互交流,引导学生“以已知探求未知”,让学生明白:当时间间隔很小时,平均速度就会逼近瞬时速度,从而确定解题思路:计算t=2s附近的平均速度,细致观察它附近发生的情况.

二、参与探究,形成概念

概念的形成阶段,教师可以通过大量典型、丰富的实例,让学生进行分析、比较、综合等,揭示概念的本质.在导数的概念教学中,教师可提出如下三个问题引导学生进行探究.

问题1:所谓t=2s的附近要怎么刻画?所对应的平均速度是多少呢?

问题2:当Δt趋于0时,平均速度有怎样的变化趋势?

问题3:我们已经知道t=2s时的瞬时速度的表示方法,那么运动员在某个时刻t0的瞬时速度如何表示呢?

学生通过自我探索、互相交流,经历了动手操作、观察、分析、归纳、发现规律的过程,有利于提高学生的逻辑思维能力和自学能力;通过学生亲身体验和多媒体展示更有助于学生理解逼近思想,进一步理解瞬时速度的概念.

三、个别到一般,概括概念

在该过程中,教师需要引导学生通过对情境中的案例进行归纳概括,从而从个别概念到一般认知,逐渐培养学生的归纳概括能力.

在导数概念教学中,教师可引导学生从瞬时速度过渡到瞬时变化率,从而抽象概括出导数的概念.

例如,让学生思考问题:气球在体积为v0时的瞬时膨胀率如何表示?学生类比之前学习的瞬时速度问题,得到瞬时膨胀率的表达式.将瞬时速度的形式化表示迁移到瞬时膨胀率上,能帮助学生体会其中的共同点,看到知识点之间的联系,有助于知识的重组和迁移,为进一步理解导数内涵打下基础.

四、教师点拨,明确概念

概念包含了概念的内涵和外延,学生通过探究对概念有了初步认识,但对概念中的关键词还没有具体认知,此时教师就需引导学生舍弃具体问题的实际意义,由具体问题抽象出数学问题,由浅入深、由易到难、由特殊到一般,帮助学生完成思维的飞跃.

在导数的概念教学中,教师继续借助问题来进行引导.例如,如果将这两个变化率问题中的函数用f(x)来表示,那么函数f(x)在x=x0处的瞬时变化率如何呢?学生有前面问题做铺垫,教师引导比较两个变化率问题,体会它们的共同特征,一起写出f(x)在x=x0处的瞬时变化率limΔt→0

和x0的值有关,不同的x0其导数值一般不会相同;f′(x0)和Δx的具体取值无关;瞬时变化率与导数是同一概念的两个名称.

四、应用概念,培养技能

学生掌握概念后,需引导学生通过一定的练习训练来巩固概念,并培养学生应用概念解决问题的能力.在导数概念学习后,可设置练习题:(1)求函数y=3x2在x=1处的导数;(2)求函数f(x)=-x2+x在x=-1附近的平均变化率,并求出在该点处的导数.对于原油提炼为汽油、柴油、塑料的问题,教师要引导学生明白在第2h和第6h时,原油问题的瞬时变化率分别为-3和5,在第2h附近,原油的问题大约以3℃/h的速度下降,而在第6h时则是以大约5℃/h的速度上升.一般地,f′(x0)反映了原油的温度在时刻x0附近的变化情况.

总之,数学概念教学中,教师要遵循概念特点,结合学生的认知规律,通过情境来引入概念,以问题为中心,循序渐进地引导学生对概念的本质进行分析,在探究中获得对概念内涵和外延的掌握,并学会应用概念,逐渐培养学生的理解能力、归纳概括能力.

(责任编辑 黄春香)

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