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關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué)教材;指數(shù)函數(shù);比較研究
中圖分類號(hào):G634 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)43-0058-02
作為高中階段學(xué)習(xí)的第一個(gè)基本初等函數(shù),指數(shù)函數(shù)的學(xué)習(xí)有助于加深學(xué)生對(duì)函數(shù)的理解,體會(huì)研究函數(shù)的一般思想方法,也有益于學(xué)生理解數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)人民教育出版社A版與北京師范大學(xué)出版社(以下簡(jiǎn)稱人教A版[1]與北師大版[2])必修1中的指數(shù)函數(shù)內(nèi)容設(shè)置進(jìn)行比較研究,以期提供一些相關(guān)教學(xué)參考建議。
一、章節(jié)結(jié)構(gòu)比較
兩版本教材的指數(shù)函數(shù)章節(jié)結(jié)構(gòu)比較,具體見(jiàn)表1。
從表1看出,兩版本教材章節(jié)結(jié)構(gòu)明顯不同:首先章節(jié)名目略有不同,人教A版將其安排在第二章,定名為“基本初等函數(shù)(Ⅰ)”;北師大版將指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)設(shè)置在第三章(冪函數(shù)在第二章學(xué)習(xí))。其次,人教A版將其設(shè)為一節(jié),再分劃成兩小節(jié);北師大版設(shè)為三節(jié),其中后兩節(jié)都分別劃分成兩小節(jié)。
二、內(nèi)容具體設(shè)置比較
1.概念的呈現(xiàn)方式。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)心理發(fā)展,美國(guó)杜賓斯基等學(xué)者提出了APOS概念教學(xué)理論[3]模型。該模型提出了數(shù)學(xué)概念的教學(xué)中學(xué)生心理構(gòu)建需要經(jīng)歷的四個(gè)階段:操作(Action)階段、過(guò)程(Prides)階段、對(duì)象(Object)階段、概型(Scheme)階段。
兩版本教材概念的教學(xué)中,基本反映了上述四個(gè)階段。
表2表明,兩版本教材在概念的呈現(xiàn)上同中有異:(1)兩版本都注重以實(shí)例引入概念,從而建立學(xué)科間的聯(lián)系,有益于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用意識(shí)。在指數(shù)概念的擴(kuò)充中,北師大版繞開(kāi)根式直接給出分?jǐn)?shù)指數(shù)冪概念。(2)兩版本教材都以例題形式引出指數(shù)型函數(shù),讓學(xué)生感受到“指數(shù)爆炸”。人教A版以“探究”欄目揭示該函數(shù)模型的重要性,更好地體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值;北師大版則在第一節(jié)的學(xué)習(xí)中以右上角的小方框形式作簡(jiǎn)單介紹。(3)在“對(duì)象階段”,人教A版主要探究指數(shù)函數(shù)y=2與y= 圖像之間的關(guān)系,北師大版則研究其異同點(diǎn)、性質(zhì)及正整數(shù)指數(shù)與指數(shù)函數(shù)的異同。(4)在“概型階段”兩版本教材都從具體到一般的方法歸納出指數(shù)函數(shù)圖像和性質(zhì)。人教A版以”探究”欄目進(jìn)行研究,給教師教學(xué)留下了廣闊空間;北師大版還具體研究了底數(shù)a對(duì)指數(shù)函數(shù)圖像的影響。
2.例習(xí)題的比較。蔡上鶴認(rèn)為:教科書由正文、例題和習(xí)題三部分組成。數(shù)學(xué)界也有著一個(gè)普遍的共識(shí)“學(xué)好數(shù)學(xué)就是‘做數(shù)學(xué)’”。由此可見(jiàn)例習(xí)題在教材中具有重要的作用。本文將例題按“例”或“例如”,習(xí)題按“練習(xí)題”和“習(xí)題”為統(tǒng)計(jì)單位。
表3揭示:兩版本教材例題數(shù)量相同。從功能來(lái)看:兩版本教材例題主要以“鞏固新知”為主,注重對(duì)新知識(shí)的鞏固和運(yùn)用,但沒(méi)有涉及“文化育人”。此外,人教A版“示范引領(lǐng)”的例題多一道,利于學(xué)生及時(shí)理解新知識(shí);北師大版“揭示方法”和“展現(xiàn)新知”的例題
都多一道,涉及對(duì)新知識(shí)的說(shuō)明和引入。
表4表明:兩版本教材都安排了練習(xí)題和習(xí)題。(1)人教A版:練習(xí)題的編排較例題的難度有所增加,有些題型在例題中并未涉及,注重提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維;習(xí)題分為A、B兩組,由易到難,總體安排有序。(2)北師大版:習(xí)題數(shù)量是人教A版數(shù)量的兩倍多,練習(xí)題緊扣本節(jié)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容和例題,注重知識(shí)鞏固;安排兩次習(xí)題,分為A、B兩組,既注重基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和擴(kuò)充,也注重考查學(xué)生對(duì)新知識(shí)的應(yīng)用能力。
3.與信息技術(shù)整合比較。兩版本教材都重視信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合,明確設(shè)有“信息技術(shù)應(yīng)用”欄目以探究指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)。其次,在人教A版中,1處利用計(jì)算機(jī)作圖,2處用于計(jì)算求值;北師大版7處利用計(jì)算器求值,其針對(duì)性和操作性更強(qiáng)。
三、結(jié)論與建議
1.結(jié)論。通過(guò)兩版本教材的比較研究發(fā)現(xiàn),在章節(jié)結(jié)構(gòu)方面,人教A版只設(shè)置一節(jié),教學(xué)空間更廣,北師大版則劃分為三節(jié),結(jié)構(gòu)更加層次化。從具體內(nèi)容設(shè)置來(lái)看,兩版本都采用了大量的實(shí)例引入概念,既使學(xué)生感受到指數(shù)函數(shù)模型,也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。在例習(xí)題的編排中,北師大版數(shù)量明顯多于人教A版,注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固、練習(xí)及應(yīng)用能力。此外,兩版本都注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)與信息技術(shù)的整合。
2.建議。對(duì)不同教材的指數(shù)函數(shù)內(nèi)容設(shè)置比較研究,教師可以更好地把握《標(biāo)準(zhǔn)》理念,以便更好合理地安排教學(xué)。本文對(duì)此提出幾點(diǎn)建議。(1)注重落實(shí)知識(shí),關(guān)注其發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程。人教A版結(jié)構(gòu)體系嚴(yán)謹(jǐn),注重知識(shí)的整體性,北師大版則著力于內(nèi)容的具體構(gòu)建。因此,教師在關(guān)注知識(shí)整體性同時(shí)關(guān)注學(xué)生認(rèn)知過(guò)程。例如,教師在對(duì)指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的探究教學(xué)中可采用大量元認(rèn)知問(wèn)題“搭梯子”,從而啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主尋找科學(xué)的方法(動(dòng)手作圖或利用計(jì)算機(jī)作圖)解決問(wèn)題。(2)例題教學(xué)時(shí),可對(duì)兩版本做適當(dāng)整合。
人教A版以回顧探究 與y=1.073的解析式的共性引入指數(shù)函數(shù)概念,學(xué)生并不容易想到先將 化為 的形式,因此不妨借鑒北師大版將其替換成細(xì)胞總體個(gè)數(shù)與分裂次數(shù)的關(guān)系。處理人教A版“揭示方法”例題設(shè)置時(shí),教師可借鑒北師大版利用多種方法求解指數(shù)值大小,也可設(shè)置與習(xí)題相關(guān)的不等式題型。在教學(xué)中,對(duì)兩版本教材例題進(jìn)行適當(dāng)整合,或許會(huì)有意外收獲。(3)注重滲透數(shù)學(xué)思想方法,發(fā)展思維能力。教學(xué)中要讓學(xué)生體會(huì)到從特殊到一般、從具體到抽象的研究方法,并滲透分類討論,數(shù)形結(jié)合,函數(shù)的思想,化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法,發(fā)展學(xué)生的思維能力。
參考文獻(xiàn):
[1]人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書――數(shù)學(xué)1(必修A版)[M].北京:人民教育出版社,2004.
[2]嚴(yán)士健普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書――數(shù)學(xué)1[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2004.
一、“玩”數(shù)學(xué)概念和性質(zhì)
1. 調(diào)皮的集合
“集合”是高中數(shù)學(xué)研究的一個(gè)起點(diǎn),“集合”有點(diǎn)調(diào)皮,喜歡和學(xué)生玩抓迷藏,所以,你需用心地體會(huì)。例如比較0,0,?I或x|y=logx,y|y=logx,(x,y)|y=logx的區(qū)別和聯(lián)系等等,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己樂(lè)在其中,玩得不亦樂(lè)乎。
2. 有趣的推理
數(shù)學(xué)的解題過(guò)程和判斷過(guò)程就是一個(gè)推理的過(guò)程,讓學(xué)生們當(dāng)福爾摩斯,他們樂(lè)意。從簡(jiǎn)單入手,集合是N自然數(shù)集,說(shuō)“集合N中最小的數(shù)是1”對(duì)不對(duì)?“若-a不屬于N,則a屬于N”對(duì)不對(duì)?“若a∈N,b∈N,則a+b的最小值為2”對(duì)不對(duì)?課堂上通過(guò)不斷拋出問(wèn)題給學(xué)生們思考及快速反應(yīng),調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣,課堂學(xué)習(xí)氣氛活躍。
二、“玩”數(shù)學(xué)的美感
函數(shù)是貫穿整個(gè)高中數(shù)學(xué)的紐帶,高一數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),既是夯實(shí)基礎(chǔ),又是為高二、高三的學(xué)習(xí)做鋪墊,而函數(shù)的邏輯性強(qiáng),抽象思維能力要求高,特別是函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性等的綜合題型,更是考察思維的一個(gè)點(diǎn),學(xué)生們對(duì)函數(shù)往往是怕了又怕,所以,引導(dǎo)學(xué)生欣然接受函數(shù),喜歡函數(shù),樂(lè)于學(xué)習(xí)函數(shù),“玩”依然是好主意。在學(xué)函數(shù)部分,一定要引導(dǎo)學(xué)生們畫圖,從分段函數(shù)、二次函數(shù)到指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等,并在學(xué)生們動(dòng)手畫圖的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美、統(tǒng)一美、思維美、對(duì)稱美。美是學(xué)生們心中的追求和向往,所以,引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)グl(fā)現(xiàn)美和創(chuàng)造美,數(shù)學(xué)課堂更煥發(fā)出生機(jī)和活力。
三、“玩”數(shù)學(xué)小故事
我們動(dòng)員學(xué)生和教師一起收集有關(guān)數(shù)學(xué)的小故事,由學(xué)生或教師講解,調(diào)起了學(xué)生們的好奇心,為課程的引入起到鋪墊作用。我們講國(guó)王獎(jiǎng)賞國(guó)際象棋發(fā)明者的故事;講富蘭克林的遺囑等。學(xué)生們來(lái)了興趣,自然而然愿意投入到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中。
四、“玩”數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用
數(shù)學(xué)模型是學(xué)生近距離接觸社會(huì)生活,體會(huì)數(shù)學(xué)實(shí)用性和服務(wù)功能的好窗口,并展示了數(shù)學(xué)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。學(xué)二分法時(shí),我們開(kāi)展了“猜價(jià)格”競(jìng)技游戲,教師給出上限和下限,看學(xué)生們誰(shuí)能最快猜出最接近的價(jià)格;開(kāi)展“好幫手”活動(dòng),汕頭海底電纜的接點(diǎn)發(fā)生故障,需及時(shí)維修,同學(xué)們趕緊想辦法,看看如何高效地找到故障點(diǎn)等等,激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情和探索欲望,課堂學(xué)習(xí)氛圍濃烈。
五、“玩”速度和激情
學(xué)段測(cè)試前,我們開(kāi)展了“找蟲(chóng)子 增能力 樹(shù)信心”活動(dòng),目的是鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行階段復(fù)習(xí),回顧高一數(shù)學(xué)必修一的知識(shí)點(diǎn),找出自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中導(dǎo)致解題出錯(cuò)的“蟲(chóng)子”,避免出現(xiàn)重蹈覆轍,有利于更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí),并增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心和決心,我們“玩”的不僅是知識(shí),還有速度和激情!
我們把全班按自然組,自主分成9個(gè)小組,以小組形式進(jìn)行搶答比賽。
比賽采取車輪戰(zhàn),每組派一名代表在20秒內(nèi)答題,答題時(shí)分三部分:
①答出正確答案;②講解主要思路;③點(diǎn)明容易出現(xiàn)“蟲(chóng)子”的地方。第一輪和第二輪:選擇題,每組各在20秒內(nèi)答一道題,答對(duì)正確答案得5分,講解得到同學(xué)熱烈掌聲的加5分。沒(méi)能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)給出正確答案或答錯(cuò)的題目,由其他組同學(xué)搶答。第三輪:填空題,每組各在30秒內(nèi)答一道題,答對(duì)得5分,答錯(cuò)扣5分,并由其他組同學(xué)搶答,搶答正確得5分,答錯(cuò)扣5分。學(xué)生們真的蠻拼的,下圖是課堂現(xiàn)場(chǎng)。
【關(guān)鍵詞】抽象 獨(dú)立 知識(shí)容量 思維層次
數(shù)學(xué),作為人類思維的表達(dá)形式,反映了人們積極進(jìn)取的意志、縝密周詳?shù)倪壿嬐评硪约皩?duì)完美境界的追求。它是研究現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門科學(xué)。
高一是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。有些初中畢業(yè)生以較高的數(shù)學(xué)成績(jī)升學(xué)后,不適應(yīng)高中的數(shù)學(xué)教學(xué),相當(dāng)多的高一學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不及格,出現(xiàn)嚴(yán)重的兩極分化,有少數(shù)學(xué)生甚至對(duì)學(xué)習(xí)失去了信心.我想造成這一結(jié)果的主要原因是這些同學(xué)不了解高中數(shù)學(xué)的特點(diǎn),學(xué)不得法,從而造成成績(jī)滑坡。事實(shí)上高中數(shù)學(xué)與初中數(shù)學(xué)在特點(diǎn)上發(fā)生了很大的的變化,其主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:
一、數(shù)學(xué)語(yǔ)言在抽象程度上突變
不少學(xué)生反映:集合、映射等概念難以理解,覺(jué)得離生活很遠(yuǎn)。確實(shí),初、高中的數(shù)學(xué)語(yǔ)言有著顯著的區(qū)別。初中的數(shù)學(xué)主要是以形象、通俗的語(yǔ)言方式進(jìn)行表達(dá)。而高一數(shù)學(xué)一下子就觸及抽象的集合語(yǔ)言、邏輯運(yùn)算語(yǔ)言以及函數(shù)語(yǔ)言等等,這在抽象程度上是個(gè)很大的飛躍.
二、思維方法向理性層次躍遷
高一學(xué)生產(chǎn)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙的另一個(gè)原因是高中數(shù)學(xué)思維方法與初中階段大不相同。初中階段,很多老師為學(xué)生將各種題建立了統(tǒng)一的思維模式,如解方程分幾步,因式分解先看什么,再看什么,即使是思維非常靈活的平面幾何問(wèn)題,也對(duì)線段相等、角相等……分別確定了各自的思維套路。因此,初中學(xué)習(xí)中習(xí)慣于這種機(jī)械的,便于操作的定勢(shì)方式,而高中數(shù)學(xué)在思維形式上產(chǎn)生了很大的變化,數(shù)學(xué)語(yǔ)言的抽象化對(duì)思維能力提出了更高的要求。這種能力要求的突變使很多高一新生感到不適應(yīng),故而導(dǎo)致成績(jī)下降。在初中教學(xué)中,往往通過(guò)歸納的方法獲得事物的共同屬性,而高中數(shù)學(xué)中,則不僅要得到性質(zhì),更要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貜睦碚撋蠈?duì)結(jié)論加以證明。如,函數(shù)的單調(diào)性變化,在初中,只是觀察獲得一次函數(shù)、二次及反比例函數(shù)的變化規(guī)律,高中則從根本上給出了這種外在表現(xiàn)的實(shí)質(zhì),是函數(shù)的自變量與因變量的變化關(guān)系。初中代數(shù)學(xué)習(xí)較多的是模仿訓(xùn)練,推理能力主要是通過(guò)平面幾何的論證來(lái)實(shí)現(xiàn),其推理的過(guò)程多數(shù)依賴直觀的幾何圖形,而高中則較多地增加了代數(shù)推理,訓(xùn)練學(xué)生抽象概念的理解和具體運(yùn)用。由于對(duì)這種形式化的推理與證明缺乏必要的思維訓(xùn)練和心理準(zhǔn)備,缺乏符號(hào)化、數(shù)學(xué)化的能力,在解決一些模型化、形式化的問(wèn)題時(shí),如應(yīng)用題、定理證明、代數(shù)推理等能力題時(shí),較難找到有效的解題策略,大多數(shù)學(xué)生會(huì)覺(jué)得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)非常抽象,出現(xiàn)困難。高一新生一定要能從經(jīng)驗(yàn)型抽象思維向理論型抽象思維過(guò)渡,最后還需逐步形成辯證型思維。
三、知識(shí)內(nèi)容的整體數(shù)量劇增
高中數(shù)學(xué)與初中數(shù)學(xué)又一個(gè)明顯的不同是知識(shí)內(nèi)容的“量”上急劇增加了,單位時(shí)間內(nèi)接受知識(shí)信息的量與初中相比增加了許多,輔助練習(xí)、消化的課時(shí)相應(yīng)地減少了。這就要求第一,要做好課后的復(fù)習(xí)工作,牢記大量的知識(shí);第二,要理解掌握好新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,使新知識(shí)順利地同化于原有知識(shí)結(jié)構(gòu)之中;第三,因知識(shí)教學(xué)多以零星積累的方式進(jìn)行的,當(dāng)知識(shí)信息量過(guò)大時(shí),其記憶效果不會(huì)很好。因此要學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理,形成板塊結(jié)構(gòu),實(shí)行“整體集裝”。如表格化,使知識(shí)結(jié)構(gòu)一目了然;類別化,由一例到一類,由一類到多類,由多類再到統(tǒng)一,使幾類問(wèn)題同構(gòu)于同一知識(shí)方法;第四,要多做總結(jié)、歸類,建立主體的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
四、知識(shí)的獨(dú)立性大
初中知識(shí)的系統(tǒng)性是較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模o我們學(xué)習(xí)帶來(lái)了很大的方便.因?yàn)樗阌谟洃洠诌m合于知識(shí)的提取和使用.但高中的數(shù)學(xué)卻不同了,它是由幾塊相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)拼合而成.比如高一有集合、不等式、函數(shù)的性質(zhì)、指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)和對(duì)數(shù)方程、三角函數(shù)、解三角形、數(shù)列、立體幾何等等.經(jīng)常是一個(gè)知識(shí)點(diǎn)剛學(xué)得有點(diǎn)入門,馬上又有新的知識(shí)出現(xiàn)。因此,注意它們內(nèi)部的小系統(tǒng)和各系統(tǒng)之間的聯(lián)系成了學(xué)習(xí)時(shí)必須花力氣的著力點(diǎn)。
希望廣大學(xué)生能夠充分意識(shí)到高初中數(shù)學(xué)特征上的變化,掌握其特點(diǎn),從而提高學(xué)習(xí)效率。
參考文獻(xiàn)
[1]普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(學(xué)生).人民教育出版社,課程教材研究所,2004