如何學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù),既要教師思考,也要學(xué)生思考。新大綱在“教學(xué)內(nèi)容的確定和安排”中指出,高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)選擇在現(xiàn)代社會(huì)生活和生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用的,在理論上、方法上、思想上是最基本的,為下一步學(xué)習(xí)所必需的,同時(shí)又不超出高中生接受能力范疇的知識(shí)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中,導(dǎo)數(shù)的教學(xué)內(nèi)容有:導(dǎo)數(shù)概念及其幾何意義,導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算,導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用,生活中的優(yōu)化問題舉例,(理科)定積分與微積分基本定理等。筆者根據(jù)自己對(duì)教材的理解,對(duì)高中生怎樣學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù),提出一些看法。
一、要吃透教材
在整個(gè)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,導(dǎo)數(shù)的篇幅占比較小,但是又要學(xué)生理解。這對(duì)教材就有比較高的設(shè)計(jì)要求?,F(xiàn)行教材浸透了編寫者的心血,所以學(xué)生在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)時(shí)要理解編寫者的用意,要吃透教材。
吃透教材,就是理解導(dǎo)數(shù)的核心概念。導(dǎo)數(shù)概念的核心是“變化率”,由于定義中包含有無限過程,對(duì)學(xué)生的理解能力提出了新的要求,為了便于學(xué)生理解,教材在給出導(dǎo)數(shù)概念之前,先介紹了三個(gè)實(shí)例作為導(dǎo)數(shù)的背景知識(shí),第一個(gè)實(shí)例“瞬時(shí)速度”緊扣“變化率”這個(gè)主題;第二個(gè)實(shí)例“切線的斜率”直觀易懂,教學(xué)中應(yīng)該詳細(xì)介紹;相比之下,第三個(gè)實(shí)例“邊際成本”離學(xué)生的生活相對(duì)遠(yuǎn)些,理解起來也相對(duì)困難一些。微積分的中心思想是逼近和極限,選修Ⅰ雖然沒有給出極限的定義,但在概念中提到了極限,介紹了極限符號(hào)“l(fā)im”。為了介紹逼近思想,教材編者刻意寫入了閱讀材料“近似計(jì)算”,通過函數(shù)的一次多項(xiàng)式近似公式f(x0+Δx)≈f(x0)+f′(x0)+f′(x0)Δx,滲透逼近思想。這一閱讀材料尤為重要,不光教師要花精力讓學(xué)生接受、理解,學(xué)生也要注意思考,吃透,為后面的導(dǎo)函數(shù)的學(xué)習(xí)掃清障礙。
二、重視導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用
導(dǎo)數(shù)是探究函數(shù)的有力工具,有了這個(gè)工具,許多問題的解決可以被大大簡化。但是學(xué)生是在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)之前先學(xué)習(xí)了函數(shù)、解析幾何、不等式等內(nèi)容,碰到問題往往習(xí)慣于用初等方法來處理。學(xué)生在學(xué)習(xí)中如果有意識(shí)地嘗試用導(dǎo)數(shù)來解題,對(duì)導(dǎo)數(shù)的便利有一個(gè)直觀的體會(huì),那么對(duì)理解導(dǎo)數(shù)有百利而無一害。如下例:
在x2=2y上求一點(diǎn)P,使P到直線y=x-4的距離最短。
此題可以有三種解法,1.解析幾何方法,設(shè)點(diǎn),代入直線距離公式,配方求解。2.二次函數(shù)方法,設(shè)線,代入二次方程用求根公式求解。3.導(dǎo)數(shù)法。求拋物線上導(dǎo)數(shù)值為1的點(diǎn),代入可得。對(duì)于這類解析幾何問題,學(xué)生因?yàn)樗季S定勢(shì),習(xí)慣于用解法1、解法2,但解法3使用了導(dǎo)數(shù)工具,更加簡潔便利。類似的例子,不勝枚舉。
三、理順各知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系,在使用中熟練
極限是導(dǎo)數(shù)的源頭,函數(shù)是導(dǎo)數(shù)的歸宿。導(dǎo)數(shù)的學(xué)習(xí)最終是為研究函數(shù)服務(wù)的,因此導(dǎo)數(shù)的學(xué)習(xí)從理論上可以分為兩塊:一是基礎(chǔ)知識(shí)模塊;二是應(yīng)用模塊。
在基礎(chǔ)知識(shí)模塊中,要弄清各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系:函數(shù)的可導(dǎo)性與連續(xù)性的關(guān)系;函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與微分的關(guān)系;函數(shù)在某個(gè)區(qū)間的極值、最值與函數(shù)可導(dǎo)性的關(guān)系。
在應(yīng)用模塊,導(dǎo)數(shù)與瞬時(shí)變化率、斜率、切線、極值、增減性等聯(lián)系緊密,凡是涉及到求這些的,就有使用導(dǎo)數(shù)的可能,甚至使用導(dǎo)數(shù)會(huì)更快捷便利。前面講到延伸導(dǎo)數(shù)思維,就是要把導(dǎo)數(shù)的思維方法和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來,思考、嘗試以至于熟練地使用導(dǎo)數(shù)。
作者簡介:宋莉紅(1989.11—),女,甘肅省平?jīng)鍪?,漢,本科。研究方向:數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)。
(作者單位 天水師范學(xué)院)