摘 要:新高考改革的持續(xù)推進改變了原有的數(shù)學試卷格局,也對學生的數(shù)學素養(yǎng)提出了新的要求?;诖?,高中數(shù)學教師應該對高考試題進行分析,總結(jié)試題的考查規(guī)律,并結(jié)合學生的實際學習情況引入豐富的教學資源,創(chuàng)設科學且高效的教學和復習途徑,為后續(xù)備戰(zhàn)高考做好準備。在此背景下,教師需要對高考中導數(shù)試題展開分析,并從“結(jié)合基礎知識,展開導向教學;根據(jù)高考試題,找準復習方法;展開推理論證,培育思維能力;總結(jié)解題規(guī)律,提升解題效率”幾個方面對導數(shù)的復習實施指導,以提升高中數(shù)學導數(shù)部分的復習效果。
關(guān)鍵詞:新高考;試題分析;導數(shù)
依據(jù)教育部頒布的《2022年普通高中數(shù)學課程標準(實驗)》的基本要求,可以準確把握當前高考數(shù)學對學生的知識要求、能力要求、個性品質(zhì)要求以及考察要求。同時,經(jīng)過對近年來高考數(shù)學試題進行研究,可以看到高考越來越重視對導數(shù)的考查,其中包括導數(shù)的概念、導數(shù)的相關(guān)計算、導數(shù)與函數(shù)問題的綜合、導數(shù)的推理和證明等多方面的內(nèi)容[1]。在此背景下,教師應注重新高考政策對高中數(shù)學教學提出的新要求,并做好導數(shù)高考試題分析,結(jié)合其中考查的知識點、思想方法以及數(shù)學能力等優(yōu)化教學,從而構(gòu)建“以考定教、以學定教”的復習教學模式,力圖滿足學生的發(fā)展需求,保證學生在面對高考數(shù)學導數(shù)相關(guān)試題時得心應手,能妥善應對。
一、新高考對高中數(shù)學教學的新要求
(一)細化知識層次的培養(yǎng)要求
根據(jù)《2024年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱》能夠看出,在新高考背景下,高中數(shù)學主要考核學生對數(shù)學基礎知識的掌握程度、基本的數(shù)學應用和對數(shù)學文化的了解,需要學生按照一定的程序與步驟進行運算、數(shù)據(jù)處理、圖表繪制,并從“了解”“理解”“掌握”等層次掌握不同模塊數(shù)學相關(guān)知識。其中,有對于不同層次提出了明確的要求和具體指導。
(二)注重數(shù)學能力的針對培養(yǎng)
在新高考背景下,數(shù)學高考試卷對學生的能力要求包含但不限于空間想象能力、抽象概括能力、推理論證能力、運算求解能力、數(shù)據(jù)處理能力以及應用意識和創(chuàng)新意識等。而各項能力的培養(yǎng)并不是割裂、獨立的,而是互相影響、共同進步的。基于此,教師在開展數(shù)學教學時需要結(jié)合導數(shù)試題中能力組織交互性引領,鼓勵學生從題目中抓取關(guān)鍵信息并展開思考和探究,從而找到解題的突破口,或是完成計算,或是證明某條結(jié)論。如此,學生將逐步具備數(shù)學高考能力,更好地適應新高考改革的需要。
(三)注重個性品質(zhì)的教育引導
新高考政策的出臺更加注重學生個性品質(zhì)的培養(yǎng)。也就是說,學生不僅要具備解決數(shù)學問題的能力,也需要具備一定的數(shù)學視野,能夠認識并理解數(shù)學的科學價值和人文價值,能夠使用理性、辯證的眼光看待生活中的一切數(shù)學現(xiàn)象[2]。
二、新高考背景下導數(shù)相關(guān)的試題分析
導數(shù)是高中數(shù)學高考試題中非常重要的組成部分,在選擇題、填空題以及解答題中均有涉及,不同的題型考查的知識點也不同,通過分析近幾年的高考數(shù)學試卷,可以總結(jié)出導數(shù)試題具有如下特征[3]:
(一)導數(shù)相關(guān)試題的分布較為多樣
通過分析試題可以發(fā)現(xiàn),導數(shù)相關(guān)試題不僅出現(xiàn)在解答題當中,選擇和填空等小題中也會考查相關(guān)的知識。這些看似基礎的數(shù)學試題要求學生明確導數(shù)定義,并展開簡單的運算,同時也包括一些判斷題,考查學生的推理和批判思維。
在解答題中,導數(shù)題目側(cè)重考查學生的空間想象能力、抽象概括能力、推理論證能力等,要求學生能夠從題目中抓取條件展開運算和證明。此外,部分新定義類的導數(shù)題目難度相對較大,是最近一兩年新增的題目類型,要求學生能夠理解導函數(shù)的概念,同時重點考查其運算求解能力、數(shù)據(jù)處理能力以及應用意識和創(chuàng)新意識。
(二)導數(shù)相關(guān)試題的文理存在差異
值得注意的是,文理科數(shù)學導數(shù)的考查之間存在一定的差異。文科數(shù)學重點包括指數(shù)、對數(shù)、三角函數(shù)等基礎函數(shù)的導數(shù)運算;理科數(shù)學則重點包括一些新定義的導函數(shù)。這些題型與學生常見的函數(shù)類型不同,需要學生具有一定的邏輯思維和推理思維。另外,近幾年高考數(shù)學導數(shù)試題更加注重考查學生的數(shù)學思維和解題方法,要求學生根據(jù)題目進行分析判斷,選擇合適的解題思想和方法,如分類討論、數(shù)形結(jié)合、轉(zhuǎn)化與劃歸等,考查學生的運算能力。
通過分析試題可以看到,在高考數(shù)學中導數(shù)試題的數(shù)量和難度在逐漸增大,且考查的不再是單純的知識點,而是導數(shù)相關(guān)的核心素養(yǎng)、數(shù)學思想和解題能力,這為教師展開復習教學提供了重要的參考價值。
三、新高考背景下導數(shù)知識的復習教學策略
基于上述分析能夠看到,在導數(shù)知識的復習和試題分析中,教師應該依托《考試大綱》,帶領學生探索不同類型的導數(shù)問題,保證學生在考場上可以妥善處理各種題型。為此,教師可以按照如下途徑展開嘗試:
(一)結(jié)合基礎知識,展開復習指導
復習教學的開展旨在引導學生對已學過的知識進行重新匯總和梳理,結(jié)合新高考政策向?qū)W生明確學習的重難點,從而提升學生的復習效率和效果。為此,在導數(shù)復習教學中,教師可以結(jié)合導數(shù)單元相關(guān)的基礎知識展開教學,強化學生對基礎知識的掌握,同時輔助學生更好地自主復習,培養(yǎng)學生的自學能力。在基礎知識復習中,教師可以根據(jù)學生的復習情況融入部分高考導數(shù)試題,如填空題、選擇題、解答題等,逐步培養(yǎng)學生的解題能力,為后續(xù)自主探索打好基礎[4]。
例如,“一元函數(shù)的導數(shù)及其應用”單元包括“導數(shù)的概念及其意義”“導數(shù)的運算”“導數(shù)在研究函數(shù)中的應用”三個板塊的知識,教師在復習教學時,可以從不同的板塊出發(fā),區(qū)分主次,引導學生由淺入深地對單元知識展開復習。其中,在“導數(shù)的概念及其意義”板塊,主要引導學生回顧“什么是導數(shù)?導數(shù)存在的價值是什么?導數(shù)的幾何意義是什么”等問題;“導數(shù)的運算”板塊,主要引導學生回顧“求導”的過程,并根據(jù)求導的結(jié)果展開進一步的運算;“導數(shù)在研究函數(shù)中的應用”板塊,主要引導學生回顧函數(shù)單調(diào)性、極值等問題的求解過程,并結(jié)合導數(shù)的多重運算進行證明?;诖耍趶土暯虒W中,教師可以針對學生的學習情況融入一系列的習題,輔助學生理解并掌握相關(guān)知識。例如:
已知函數(shù)。
(1)求;
(2)若直線:與曲線相切于點,求切點的坐標。
【題目分析】本題考查學生對導數(shù)的運算能力,需要學生掌握導數(shù)的定義,并根據(jù)題目給出的條件展開運算。為此,教師可以結(jié)合所學的導數(shù)知識進行分析,對函數(shù)求導,再將題目中給的參數(shù)代入,即可求得的值。根據(jù)解析式,可以求導出的坐標,根據(jù)坐標滿足直線和曲線方程,處的導函數(shù)值即為直線的斜率,代入組成方程組,求解切點的坐標為。
通過將試題融入基礎知識的復習中,可以引導學生明確題目的考查要點以及單元課程知識對應的題型,這樣的導向教學能夠幫助學生快速建立起導數(shù)相關(guān)的知識體系,從而提升復習教學的效果。
(二)根據(jù)高考試題,找準復習方法
在新高考背景下,教師應該密切關(guān)注高考試題的動態(tài)變化,分析高考試題考查的知識點,并幫助學生找準復習的方法,從而促進學生構(gòu)建更加完善的數(shù)學知識體系[5]。如在近年來的導數(shù)試題中,能夠看出高考卷除了考查高中范圍內(nèi)的導數(shù)知識,還會遷移到高等數(shù)學的知識領域,重點考查學生在解題過程中的創(chuàng)新思維以及推理能力。因此,教師可以查閱近幾年的高考試題,從試題出發(fā),幫助學生進行有序復習,從而豐富學生的解題經(jīng)驗,提升復習的效果。
以下面的高考試題為例。
已知函數(shù)數(shù),
其中為實數(shù)。
(1)若=-1,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)當,,且時,若恒有<,試求實數(shù)的取值范圍。
通過對本問題進行分析,可以看到,高考試題不僅考查學生利用導數(shù)知識計算單調(diào)區(qū)間的運算能力,同時需要學生具有較強的邏輯思維,能夠?qū)︻}目給出的條件展開推理和論證。為此,在開展復習教學的時候,教師首先應該強調(diào)學生對簡單問題的掌握,引導學生掌握簡單問題的解答方法,并進行解題練習,先讓學生拿到應得的分,再借助多樣化的習題引導學生掌握題目考查點的規(guī)律,從而提升學生的解題能力。為此,教師可以采用合作探究的復習方法,將導數(shù)相關(guān)的解答題劃分到各個小組,每個小組通過團隊協(xié)作的方式解答題目,并將題目中遇到的難點問題反饋給教師,教師再根據(jù)各個小組的表現(xiàn)對學生予以指導和幫助,引導學生掌握多樣化的解題思想和方法。教師還可以采用一題多練的方式引導學生展開復習,通過解答同一種類型的題目,豐富學生的解題經(jīng)驗,幫助學生克服解題的難關(guān)。通過多樣化的復習方法,讓學生逐漸掌握高考數(shù)學的命題規(guī)則,并能夠靈活地采用各種方法完整試題解答,從而提升復習教學的有效性。
(三)展開推理論證,培育思維能力
在導數(shù)知識復習教學中,對于導數(shù)中的常見試題,教師應該引導學生展開推理論證,不斷地優(yōu)化學生的解題思路,讓學生在看到題目的時候能夠找到解題方向,從而培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,提升復習教學的效果。為此,教師可以根據(jù)學生的學習情況,從多種題型中為學生篩選具有代表性的題目,指導學生運用特定的方法進行推理論證。
以下面的導數(shù)試題為例。
已知函數(shù)=。
(1)求在點(1,0)處的切線方程;
(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。
從上述試題可以看出,題目重點考查學生對導數(shù)幾何意義的理解以及對導數(shù)函數(shù)定義域的求解能力。在推理論證過程中,教師首先引導學生求出函數(shù)的導函數(shù),根據(jù)導數(shù)的幾何意義求出切線的斜率,即可求出切線方程;隨后,教師可以引導學生求出函數(shù)的定義域與導函數(shù),再解關(guān)于導函數(shù)的不等式,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。另外,教師可以鼓勵學生總結(jié)求導函數(shù)的方法、求函數(shù)定義域的方法、求單調(diào)區(qū)間的方法等,從而整理出一套解題的思路,并將其運用到更多的習題中,以此掌握此類習題的解答方法。通過這樣推理論證的方式,能夠讓學生形成良好的解題習慣,學會從題目條件入手對問題展開分析和判斷,提升學生解答問題的能力,從而促進復習教學效果的提升。
(四)總結(jié)解題規(guī)律,提升解題效率
在導數(shù)復習過程中,為了幫助學生掌握各類題目的解答方法,提升學生的解題能力,增強學生的解題信心,教師可以將導數(shù)的相關(guān)題型進行分類,并針對每一類題引導學生展開復習,幫助學生掌握解題規(guī)律和解題步驟,游刃有余地解答題目,從而實現(xiàn)復習教學的目標。
例如,在高考的考試范圍中,在“求切線方程”的題型中,教師指導學生學習相關(guān)試題。已知函數(shù)的解析式,計算函數(shù)在或者(,
)處的切線方程。解題步驟:第一步,計算切點的縱坐標;第二步,計算切線斜率;第三步,計算切線方程,切線過切點(,
),切線斜率,根據(jù)直線的點斜式方程得到切線方程。在“求解利用相切關(guān)系求最小距離”的題型中,已知是曲線上的點,是曲線上的點,≥恒成立,求實數(shù)的取值范圍。針對此類題目,最小距離問題可轉(zhuǎn)化為相切問題,求出切線到直線距離即為最小值,利用點到直線的距離公式求解。在“求解函數(shù)的最大值或者最小值”的題型中,一般地,如果在區(qū)間上函數(shù)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值與最小值。設函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導,求函數(shù)在上的最大值與最小值。解題步驟:第一步,求函數(shù)在定義域內(nèi)的極值;第二步,將函數(shù)的各極值與端點處的函數(shù)值,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值。通過對不同的題型展開分析,能夠增強學生復習的針對性,從而提升復習教學的效果。
結(jié)束語
在新高考背景下,做好導數(shù)復習教學需要從高考政策入手,分析現(xiàn)有的導數(shù)相關(guān)試題,并以此為基礎優(yōu)化導數(shù)復習教學策略。為此,教師應該明確現(xiàn)階段新高考政策對高中數(shù)學教學提出的新要求,并結(jié)合高考中導數(shù)相關(guān)知識內(nèi)容的考查要點分析導數(shù)試題考查的側(cè)重點,從而對復習教學進行規(guī)劃和合理調(diào)整。最終,導數(shù)相關(guān)試題將不再是桎梏學生數(shù)學成績的難題,而是成為幫助學生提升數(shù)學成績、邁進理想高校的基石。
參考文獻
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