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数学新课程教学应用论文

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“问题教学法”是以问题为中心,在老师的引导下,通过学生独立思考、讨论、交流等形式,对数学问题进行思考、探索、求解、延伸和发展的教学方法。它通过发现问题、提出问题和解决问题来揭开数学神秘的面纱。普通高中《数学课程标准》(实验)指出:在高中数学教学中,教师应鼓励学生积极参与教学活动,包括思维的参与和行为的参与。课堂上,既要有教师的讲授和指导,也要有学生的自主探索与合作交流。教师要创设适当的问题情境,鼓励学生发现数学的规律和问题解决的途径,使他们经历知识形成的过程。

“问题教学法”正是以问题为主线,引导学生主动探究,体验数学发现和构建的过程,完全符合新课程标准的理念。因此,“问题教学法”在高中数学新课程的教学中尤显重要。下面以北师大出版的高中数学1(必修)第二章第五节《简单的幂函数》为例,谈谈如何利用问题教学法,引导学生从事数学探究活动。

一、借助学生已有的知识,创设恰当的数学问题情境

创设问题情境,就是根据教学内容,结合学生的认知发展水平和已有的知识经验,将学习内容设计成若干与学生生活接近、有一定趣味性和挑战性的问题。目的是激发学生学习的积极性,给学生提供参与数学活动的机会,使学生在动手实践、自主探索和与他人合作交流的过程中获取数学知识、技能、思想和方法。

在导入新课时,我采取阅读式教学法,先让学生看书,然后回答下列问题。

T(教师,下同):我们学过函数

,它们在形式上有何相同点和不同点?

这些函数都是学生初中学过的比较重要的函数,是学生最熟悉的。从这些函数入手,学生容易接受。

S(学生,下同):它们的底数都是x,指数不同。

T:这样的函数我们叫幂函数,幂函数的定义为:

如果一个函数,底数是自变量x,指数是常量a,即

,这样的函数叫幂函数。

,还有

都是幂函数。

至此,学生知道了幂函数的概念,但还不能算理解。针对上面例子中,指数都是整数的情况,我设置下面的问题:

T:常量a的取值都是整数吗?可不可以是分数?

学生经过思考,有的说只能是整数,有的说可以分数,但说不出为什么。于是我让学生回归概念,看概念中对a有何限制:定义中只要求a是常量;再结合用电脑做动画演示,让学生看到

的图象随a的变化而变化,其中a可以取所有的实数。

这时,学生们明白了:a可以取任何常数,当然可以是分数。

幂函数也是函数,它也应该有定义域。但函数的定义域在新课标中降低了要求。为了让学生对幂函数定义域的了解达到新课标的最低要求,我设置了如下问题:

T:举例说明幂函数

的定义域变化情况,它们都是R吗?

S:幂函数的定义域不都是R。比如幂函数

的定义域是R,而

的定义域是不等于零的实数。

我再次用几何画板演示了

在a取不同的数值时的图象,让学生认识到幂函数的定义域随常量a的变化而变化,不同幂函数的定义域是不同的。至此学生对幂函数基本掌握,达到了新课标的要求。

这里设置的问题情景,都是在学生已有的数学知识和基础上提出来的,而且对同一个内容从不同的角度去思考,让学生感到熟悉而亲切,容易理解和接受。

二、借助信息技术提出问题,让学生感悟数学概念的内涵

学生已经学过函数的概念和二次函数的图象和性质,以及图形的中心对称和轴对称,具备了研究图形性质的基本技能和基础知识。于是,根据新课标“变被动接受为主动发现”的理念,在信息技术的辅助下,对幂函数设置下面的探究过程。

课本在幂函数概念后,给出例题:画出函数

的图象,判断其单调性。对此我不满足于学生掌握它的解题思路和方法,而是继续以它的图象为载体,探究幂函数图象的对称性。在用电脑展示

的图象后提出以下问题:

T:我们初中学过图形的中心对称和轴对称。幂函数

的图象有对称性吗?

S:有。图象关于原点对称。

T:我们再看

的图象,它们有何特征?

用电脑演示它们的图象,学生观察后回答:

S:

的图象关于原点对称,

的图象关于y轴对称。

这时,给出奇函数和偶函数的定义,就水到渠成了。

T:象这样,图象关于原点对称的函数叫作奇函数。图象关于y轴对称的函数叫作偶函数。

并借助几何画板和Flash,演示函数图象的对称性。在让学生感知奇函数和偶函数概念的同时,也让他们感受到数学图形的对称美。

但并非所有幂函数的图象都存在中心对称或轴对称,为了不让学生陷入这个误区,我设置了下面的问题。

T:是不是所有幂函数的图象都具有中心对称或轴对称呢?

有的同学说是,有的说不是,有的同学不知道是还是不是。

T:函数

是幂函数,它的图象也存在中心对称或轴对称吗?

学生对这个函数不太熟悉,我用电脑显示了它的图象。学生马上回答:它没有中心对称,也没有轴对称。至此,学生们认识到:并非所有幂函数的图象都存在中心对称或轴对称。

借助信息技术对函数图象作直观演示下的问题教学法,使学生对老师设置的数学问题,不再感觉陌生,对数学概念的理解也不再是空洞的想象。信息技术下的问题教学法既体现了化抽象为直观,从直观到抽象的思维方法,也充分调动了学生学习数学的主动性,使学生的学习过程成为在教师引导下的“再创造”过程。

三、借助概念设置问题,让学生在疑问中发现数学规律

高中数学新课标倡导自主探索、动手实践、合作交流的学习方式,让学生在数学的学习和运用中,不断地经历直观感知、观察发现、归纳类比、抽象概括、反思和建构等思维过程,并在不断的探索中发现问题,提高学生的数学思维能力。

给出函数奇偶性的概念后,就面临着怎样用概念判断函数奇偶性的问题。对于简单的幂函数,如y=2x和

,学生都能够通过图象的对称性作出判断,而对于稍微复杂一点的函数,如

,学生就很难靠画图来判断了。对于判断函数奇偶性更一般的方法,不能是老师直接告诉学生,只能让学生通过自主探索、自主实践、合作交流的方式来自己发现、自己解决,于是我设置下面的问题。

T:怎样判断一个函数是奇函数,还是偶函数?

S:根据奇偶性的定义,看它的图象是否关于原点或y轴对称。

T:判断函数

的奇偶性。

对这些函数,学生都会通过其图象,判断出它们的奇偶性。

T:函数

的奇偶性如何?

这些函数,学生不知道它们的图象是什么样的,也画不出它们的图象,对其奇偶性,学生们是百思不得其解。

于是,学生产生一个疑问:用函数奇偶性的概念能判断所有函数的奇偶性吗?在不知道函数图象的情况下,怎样判断函数的奇偶性呢?

如何破解学生心中的疑问?只有从学生已有的认知结构、思维方法和思维习惯入手,引导学生借助已有的数学知识和经验,让他们自己在探究中解决。于是,我再次引导学生对

进行研究。

T:在

中,

S:

T:在

中,对于任意的x∈R,

S:

T:在函数

中,

S:

T:我们能否猜想:如果f(x)是奇函数,那么

;如果f(x)是偶函数,那么

S:能。比如在奇函数

中,就有

;在偶函数

中,就有

我对学生的猜想给予肯定,然后告诉学生这是函数奇偶性的一个重要性质,并要求他们用这种方法再来判断

的奇偶性。这时,学生都很快说出它们都是奇函数。

为了帮助学生更好的认识上述判断函数奇偶性的方法,我用几何画板演示了

的图象,学生看到它们的图象确实都关于原点对称。这样,既验证了学生自己的判断是正确的,也提高了他们不断探索的信心和毅力。

通过这样循序渐进地设置问题的探索过程,不但让学生从具体实例抽象出数学概念,而且在运用中逐步理解了概念的本质;不但让学生揭开了心中的疑问,而且通过探索让学生自己发现了一个数学规律;不但让学生在探索中学到了知识,而且也发展了他们的数学思维能力,体会到了数学的美学价值。

四、借助学生的发现再探索,引导学生完善自己的探索成果

经过了上述的探索,似乎找到了判断函数奇偶性的方法。但同时也给学生设置了一个误区:只要函数f(x)的解析式满足

,就说函数是奇函数或偶函数。为此,我继续设置下面的问题。

T:

的奇偶性。

学生都会用上述方法作出判断。这时我作了如下的变式和引申:

判断函数

的奇偶性。

学生判断出它们分别是奇函数和偶函数。对此我并不直接指出他们的错误,而是让他们画出这两个函数的图象,从图象上看其对称性如何?这是一个挑战性的问题,是对学生的思维严谨性的考验。当学生在给定区间上画出它们的图象,并通过思考、讨论和交流后,恍然明白:它们的图象没有对称性。于是,我再向学生提出了下面的问题。

T:为什么它们满足

,却没有奇偶性呢?

S:因为它们的区间不关于原点对称,即定义域不关于原点对称。

T:当函数f(x)的满足什么条件时,它才有奇偶性呢?

S:要满足两点:一是函数的定义域要关于坐标原点对称;二是在定义域内要满足

T:到此,我们就有两种方法判断函数的奇偶性了。在具体解题时究竟该选择哪种方法呢?

S:容易画出图象的,就用图象法;很难画出图象的就用解析式法。

可见,在用问题教学法对数学规律的探索过程中,既是应用知识和技能检验规律的过程,又是发现问题、解决问题和完善规律的过程。在上面的问题探索中,学生不但是自己发现了数学的规律,而且又是自己完善了这一规律。

综上所述,问题教学法是非常重视“过程”的教学方法,它展现了学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的整个探索过程。尤其是在信息技术的辅助下,问题教学法更有利于培养学生学习的自主性、独立性、独特性以及克服困难的意志和决心等多项优良品质,让学生从我要学出发,建立我能学的自信,使学生的学习赋予了新的生命价值。

【参考文献】

[1]普通高中《数学课程标准》(实验)2003年7月人民教育出版社

[2]普通高中数学课程标准(实验)解读2004年3月江苏教育出版社