江苏省如皋市第一中学 邹小锋
随着新课程改革的深入推进,高中数学课堂教学不再是单一的“知识点”教育,而是转向了“过程教育”,即强调教学过程中学生对知识产生、完善过程的参与与感悟,重视对知识点内涵的体验式理解,关注的是数学学科基本活动经验的产生与发展。在这样的背景下,学业测评作为日常教学的“风向标”,是否真正发挥了试题的导向作用,引领并促进学生“四基”的发展呢?本文以苏教版高中数学为例,探讨“f(x)=|[ ]-[ ]|函数最值问题”的专题教学中关于“过程性”教学的应用与实践。
在高中数学的内容体系中,函数是一个重要内容,连接了许多其他的知识板块,也提供了丰富的数学思想方法。在高考中经常会出现绝对值与函数相结合的考题。在专题教学开始前,教师需要与学生一起回顾绝对值的概念,即非负数的绝对值为该数本身,负数的绝对值为其相反数,因此任意一个数的绝对值都为非负数。从几何表达层面来说,将数字放置于数轴上,那么绝对值表示的是一个数距原点的距离。因此,对于该专题的教学可以从“距离”这一视角展开,通过“绝对值是什么”“有什么几何特征”等课前提问,学生能够对绝对值的概念与性质进行回顾。
【案例展示】已知函数f(x)=|x-1|,定义域为[-1,1],试求解该函数的最大值。
这是本次教学的基础式,通过简单的练习激发学生对绝对值几何意义的认识与理解,为本次专题教学做好铺垫。
【变式训练】已知函数f(x)=|x-b|,x的取值范围为[-1,1],b为实数。假设函数f(x)的最大值为g(b),试求解b变化时,g(b)的最小值。
教师:同学们,题目中的“|x-b|”代表什么含义?
学生:在数轴上x与b两点之间的距离。
教师:如果b发生变化,f(x)的最大值就会发生变化,也就是函数g(b)的值会变化。同学们观察一下,当b取值为多少时,g(b)的值最小?最小值又是多少?
学生:当b=0时,g(b)取得最小值,最小值为1。
教师:如何在图像上反映呢?
学生甲:建立平面直角坐标系,绘制直线y=x,x的取值范围为[-1,1],同时绘制直线y=b。在直线y=x上任取一点A,作x轴的垂线并延长,与直线y=b形成一个交点B,线段AB的长就是这个距离。
教师:很好,我们可以假设有这样一条竖直直线,沿x轴水平移动,会和两条已知直线分别产生一个交点,我们看两个交点之间的距离就可以。现在哪位同学来回答一下,当b的值发生变化时,直线y=b是沿着y轴上下移动的,那么当b的取值为多少时,g(b)的值最小?
学生乙:从图像上可以看出,b=0,g(b)的取值最小,为1。
教师:看到绝对值,很多同学的第一反应就是去绝对值符号,这样避免不了要分类讨论,解题过程就会复杂很多。而像这样,结合绝对值所表示的内涵,将其化为距离,通过绘制示意图,我们一下子就能发现答案,而不用将函数的表达式求解出来,是一种快速的解题方法。
通过以上讲解,学生对于带绝对值的函数最值问题有了一定的认识,除了分类讨论,大家又掌握了一种整体解决这类问题的方法。教师可以布置一道课后训练题,让学生动手求解,加深记忆:
这一专题讨论的问题是带有绝对值的函数最值问题,目的是为了提升学生在高中数学学业测试背景下的“过程性”思维方式,引导学生用整体的方法来解决这类问题,紧紧抓住“距离”这一概念。
数学问题的形式多样,但是,万变不离其宗,题目再怎么变,都不会脱离考纲规定的思维方式与解决方法。在课程教学环节,教师要回归知识点最本质的内容,让学生体会知识点的引出、发展以及得出结论的完整过程,最终形成完整的逻辑思维,做到以不变应万变。在每个问题提出后,教师要保证学生拥有充足的思考时间,不盲目地赶教学进度。在课程学习结束后,教师要及时组织学生进行反思总结,对整节课的重点内容进行回顾,提炼重点。
这堂课选取的案例的解题方法有很多,可以利用绝对值的定义进行求解,还可以进行分类讨论,或者是利用绝对值的几何意义,采取数形结合的解题方法,也就是本专题学习的“距离”法。笔者认为,课堂教学实践只有四十五分钟,如果把所有数学方法与数学思想一下子灌输给学生,学生肯定是无法接受的,既浪费了教学时间,又取得不了应有的教学效果。正因如此,课程教学的目标要紧紧围绕学生的实际学习情况,提前预估教学目标的达成情况。这其中,课程内容量是实现教学目标的有效抓手,服务于教学目标的达成,因此,关于方法的教学必须与教学目标相结合,切忌不分主次,盲目灌输。
就本专题的教学而言,教学目标就是构建关于绝对值的“距离”模型,进而有效解决“绝对值函数最值”这一数学问题。教学目标看似简单,但是对学生而言却是一种新的解决问题的视角,整合了“数形结合”的数学思想方法。