【摘要】中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》指出,教育評價事關(guān)教育發(fā)展方向,有什么樣的評價指揮棒,就有什么樣的辦學導向.作為一線教師,要摸透怎么考、考什么,以考促教、以考促學,將課程標準融合于教、學、評過程中.數(shù)學教材是教師在實施數(shù)學教學過程中最重要的媒介,在日常教學工作中教師要學會深挖教材,對教材中的內(nèi)容進一步探究、思考、合理拓展,提高學生學習知識的深度.讓教師的教、學生的學和教與學的考核評價更加統(tǒng)一,達到一致性,從而提高課堂的有效性.在高中數(shù)學新教材中,專門設(shè)置的“思考”環(huán)節(jié)恰好具有這樣的作用.
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學;課堂教學;教學評
考試是考驗教學效果的最佳手段,評價的最高境界是教、學、評高度一致.教師的日?;顒佣家越?、學、評一致性為準繩開展.眾所周知,教材是我們教師開展教學工作最主要的依據(jù),同時也是學生學習學科知識最重要的載體.《普通高中新課程標準(2017版2020年修訂)》提出,教材編寫要體現(xiàn)知識的自然生成過程,促進學生的自主探究,體現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容的相互聯(lián)系,幫助學生全面理解和認識數(shù)學[1].高中數(shù)學新教材設(shè)置了豐富多樣的“思考”,在教師的指導下,讓學生圍繞這些“思考”,積極主動學習,不斷嘗試體驗,獲得成功的喜悅,與新課程精神高度契合,以提高學生的數(shù)學核心素養(yǎng)為目標.本文主要探討“思考”欄目的作用,并提出“思考”欄目需要站在學科體系之上,如何實施“思考”的教學方法的案例.
1 高中數(shù)學新教材中“思考”的作用
教材中的“思考”為日常教學工作提供了思維教學活動的素材,強調(diào)“以學為主”,使學生在思維操作中圍繞主題開展活動,主動解決問題,獲取知識[1].從而培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng),“思考”并不是可有可無的部分,而是穿插于正文中的重要環(huán)節(jié),與相關(guān)內(nèi)容進行整合,體現(xiàn)了學習目標、學習活動的一致性,是教材整體中不可分割的一部分.
1.1 通過“思考”,引導學生自主思考,培養(yǎng)學生數(shù)學建模的能力
就高中數(shù)學教材“思考”來說,涉及的內(nèi)容有一定難度,與課本基本知識相比,這部分內(nèi)容具有一定的啟發(fā)性、實踐性.數(shù)學作為一門理解性很強的學科,經(jīng)常有一些難度較大、比較復雜的問題,那么老師怎么幫助學生來解決呢?情境創(chuàng)設(shè)是一種非常重要的方法.通過情境創(chuàng)設(shè),可以化抽象為具體,提供思考的方向.從而提高學生數(shù)學建模、數(shù)學抽象的能力.情境創(chuàng)設(shè)的途徑有很多種,當然可以利用書本現(xiàn)成的“思考”為出發(fā)點,為學生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問題情境,鼓勵學生積極參與開動腦筋全身心思考數(shù)學問題,解決數(shù)學問題.
又如,必修二第十章“概率”10.1.1中的“思考”:體育彩票搖獎中,將10個質(zhì)地和大小完全相同、分別標號0,1,2,…,9的球放入搖獎器中,經(jīng)過充分攪拌后搖出一個球,觀察這個球的號碼.這個隨機試驗共有多少種可能的結(jié)果?如何表示這種結(jié)果?這樣設(shè)置的情境,都是利用了學生在生活中可以碰到的感興趣的事物,激發(fā)了學生自主學習的興趣,讓學生體會到數(shù)學來源于生活,并服務(wù)于生活,為他們的思考指明了方向,同時也引入了新課.
1.2 借助“思考”環(huán)節(jié),調(diào)動學生數(shù)學學習興趣,培養(yǎng)學生直觀想象和數(shù)學歸納能力
學習是需要主動去做的事情,只有學生愿意主動學習,才能獲得較好的效果.教師可以借助新教材中的“思考”,挖掘?qū)W生的求知欲,另外,老師也可以轉(zhuǎn)變教學思維,將課本中的“思考”和一些趣味性知識、數(shù)學文化等結(jié)合起來,以此來吸引學生,激發(fā)他們的學習興趣[2].
例如 在教材必修二第八章“立體幾何初步”一章中,內(nèi)容抽象難懂,學生不容易接受,教材設(shè)置了很多基于實際生活的“思考”,比如8.4.1中的思考,“把三角板的一個角立在課桌桌面上,三角板所在平面與課桌面所在平面是否只相交于一點呢?”引入面面相交的基本事實.又如8.6.3中的思考:在日常生活中,我們常說“把門開大一些”,是指哪個角大一些?受此啟發(fā),你認為應(yīng)該怎樣刻畫二面角的大小呢?這樣的“思考”來源于生活,很容易引起學生學習的興趣.
1.3 借助“思考”,建立新舊知識銜接,完善學生知識的結(jié)構(gòu)體系
任何一個新知識的生成必須是自然的,不能直接硬塞給學生.新教材中“思考”的種類很多,有些是總結(jié)性的,有的是探究性的,有些是銜接性的.
例如 必修第二冊第八章8.3.2“圓柱、圓錐、圓臺、球的表面積和體積”一節(jié)中設(shè)置了這樣一個思考欄目:小學的時候我們學習了圓的面積公式,你還記得是如何推導得出的嗎?類比這種方法,你能由球的表面積公式推導出球的體積公式嗎?這個“思考”起到了知識銜接和類比的作用,有了圓面積公式的推導方法:分割→近似代替→由近似和轉(zhuǎn)化為圓面積,學生很容易想到用類似的方法得到球的體積公式.
2 “思考”欄目的教學方法舉例
例如 以人教A版(2019版)選擇性必修第二冊第五章“一元函數(shù)的導數(shù)及其應(yīng)用”中的“函數(shù)的單調(diào)性”中的思考——“請同學們回顧一下函數(shù)單調(diào)性的定義,并思考在某個區(qū)間上單調(diào)的函數(shù)y=f(x)的平均變化率的幾何意義與f′(x)的正負的關(guān)系.”
課本給出了函數(shù)f(x)的單調(diào)性和導數(shù)f′(x)的正負之間的關(guān)系,但并沒有證明.對于函數(shù)的單調(diào)性,學生已有的認知基礎(chǔ)是高一已經(jīng)學過的函數(shù)的定義,對于新知識,最好的探究方法是利用已有知識自然生成,課本中安排這一“思考”,目的就是啟發(fā)學生從一般意義上理解單調(diào)性與導數(shù)之間的聯(lián)系,掌握利用導數(shù)的正負來判斷函數(shù)單調(diào)性的方法.在選擇性必修課程中,對拉格朗日中值定理的學習并沒有要求,所以在教學中要讓學生理解函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)符號之間的關(guān)系,需要從函數(shù)單調(diào)性的定義、導數(shù)的幾何意義以及幾何直觀著手.
若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)的導數(shù)f′(x)>0,下面說明y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增.
下面是學生為主體的探究過程.
(1)式的幾何意義是經(jīng)過點Ax1,f(x1),Bx2,f(x2)的割線AB的斜率.
下面是筆者的具體教學過程和方法,也是一次嘗試.
問題2 我們知道平均變化率的幾何意義是割線的斜率,導數(shù)的幾何意義是切線的斜率,請同學們思考如何將斜率相同的割線和切線建立聯(lián)系?
因為有斜率提示,學生很容易想到平移的方法.
由于f(x)在區(qū)間a,b內(nèi)處處有導數(shù),所以函數(shù)y=f(x)的圖象在區(qū)間a,b內(nèi)處處有切線.
b)內(nèi)的導數(shù)f′(x)為負,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增.
問題3 函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增,能否推出f′(x)>0成立?
舉反例如下:y=x3,x∈(-2,2),單調(diào)遞增,f′(0)=0.
問題4 我們知道,函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的正負有著密切的聯(lián)系,在推導過程中,同學們能得到怎樣的結(jié)論呢?
高考題來源于課本而又高于課本,那么在平時的教學過程中教師要試著提高課本中知識的高度,適當拓展.而課本中的“思考”恰恰具有很好的探究性.探究型“思考”欄目的作用是促進思考、加深理解,具有催化劑的作用.教師應(yīng)引導學生從“思考”欄目中推導出的拓展性結(jié)論將提高學生的解題能力,在考試中用更短的時間得到更多分數(shù).
在歷年高考數(shù)學試題中,經(jīng)常碰到一些題目,雖然可以利用中學的數(shù)學知識解決,但是有時過程繁瑣,這些題在高等數(shù)學往往能找到相關(guān)的“影子”,也就是所謂的“高觀點”試題,這樣的試題以高等數(shù)學知識為背景,體現(xiàn)高等數(shù)學中常用的知識方法[3].下面舉例說明拉格朗日中值定理在高考導數(shù)問題中的妙用.
例題 (2007年高考全國卷Ⅰ第20題)設(shè)函數(shù)f(x)=ex-e-x,
(1)證明:f(x)的導數(shù)f′(x)≥2;
(2)若對所有x≥0,都有f(x)≥ax,求a的取值范圍.
解析 (1)略.
(2)此題學生容易想到分離參數(shù)法,但分離之后的函數(shù)用高中知識很難求出最小值,所以得尋找另外的方法.
方法1 令g(x)=ex-e-x-ax,
則g′(x)=ex+e-x-a,
令g′(x)=ex+e-x-a=0,
(1)若a≤2,當x>0時,
g′(x)=ex+e-x-a>2-a≥0,故g(x)在0,+∞上為增函數(shù),所以x≥0時,g(x)≥g(0),即f(x)≥ax.
函數(shù)g(x)=ex-e-x-ax在0,x1上單調(diào)遞減,所以x∈0,x1時,g(x)<g(0)=0,即f(x)<ax,與題設(shè)f(x)≥ax相矛盾.
綜上所述,滿足條件的a的取值范圍是-∞,2.
點評 該種解法突破口是構(gòu)造新的函數(shù),難點是學生不容易想到如何把參數(shù)a進行分類討論,這也是平時導數(shù)教學中的難點問題.
方法2 當x>0時,
所以a的取值范圍是-∞,2.
由此也可以向?qū)W生介紹拉格朗日的生平及貢獻,讓學生了解數(shù)學史,提高學生對數(shù)學的興趣和數(shù)學素養(yǎng).
3 結(jié)語
高中數(shù)學教材以“探究”和“思考”串起新知識,“探究”側(cè)重于特殊例子的探究或者從特例探究出一般性的結(jié)論,“探究”相當于架起一座從已知知識生成新知識的橋梁.“思考”更側(cè)重于知識的深化和拓展.“思考”內(nèi)容中承載著豐富的知識點,同時這些知識點比基礎(chǔ)知識內(nèi)容更加深奧,具有探索性的開拓.因此,數(shù)學老師要重視“思考”內(nèi)容的教學,用好“思考”,發(fā)揮“思考”的最大作用,由此鍛煉學生的思維能力和水平,真正體現(xiàn)出數(shù)學的價值,提高學生的數(shù)學學習能力和水平,增強高中數(shù)學教學課堂的有效性.
參考文獻:
[1]黃軼,孫露薇.品味高中數(shù)學教材的“思考”欄目——以蘇教版為例[J]數(shù)學教學通訊,2015(33):4-5.
[2]人民教育出版社,中學數(shù)學課程教材研究開發(fā)中心[M]北京:人民教育出版社,2007.
[3]吳旻玲.高考中的拉格朗日中值定理[J]中學教研(數(shù)學版),2012(07):44-46.