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基于核心素养的高中数学思维+课堂“说数学”的课例研究

——以《函数的极值》为例

蓝小娟
  
星跃媒体号
2024年229期
桂林市宝湖中学 广西桂林

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摘要:文章基于核心素养的高中数学思维+的视角,结合高中数学教材中的章节内容“函数的极值与导数"展开对组织引导学生进行“说数学”的数学高效课堂构建方法的探究,以期找出一条案例分析路径,为数学高效课堂教学提供思路.

关键词: “说数学”; 高效课堂; 路径

一、问题的提出

教师如何才能成为真正意义上的组织者,引导者和合作者呢?在教学中让学生在课堂上多“说”一些,学生在“说”的过程中,暴露其思维过程,教师才能有针对性组织学生经历“做数学”的过程、提供给学生更合情合理的问题情境引导学生组织,围绕问题的核心进行教学。笔者以北师大版(2019版)《数学》(选择性必修第二册)第二章第2.6.2节“函数的极值”为例,探索思维+课堂“说数学”教学,以飨读者。

二、课例的教学片段

2.1环节一:创设问题情境,唤起学生基本活动经验,生成研究对象

问题1:观察图5.3-9,我们发现当时,高台跳水运动员距水面的高度最大.那么函数在此点的导数是多少呢?此点附近的图象有什么特点(单调性)?相应地导数的正负性有什么变换规律?

生1:当时,函数单调递增,;当时,函数单调递减,.

师:这就是说,在附近,函数值先增后减.当在附近变化时,随着增大而增大时,先正后负,且连续变化,于是有.

问题2:探究教材80页:如图2-16,函数在x1、x2、x3、x4、x5等点的函数值与这些点附近的函数值有什么关系?在这些点的导数值是多少?在这些点附近,的导数的正负性有什么规律?

生2:可以发现函数在点:c=x1、x3、x5的函数值比它在点附近其他点的函数值都大, 0;而且在点附近的左侧>0,右侧<0.

师:归纳定义1:若函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f′(a)=0,而且在点x=a附近的左侧>0,右侧<0,就把x=a叫做函数y=f(x)的极大值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极大值.

2.2环节2:合作交流“说数学”,构建新的基本活动经验,提升数学思维

问题1:刚才我们发现,借助于图形很容易判断函数的极值点、极值,老师最近碰到了这个函数,他是否有极值点、极值?(如图)

生(异口同声):有!

师:它的极值点是——

此时学生突然迟疑了,有的说是-0.6,+0.6 ,有的说是-0.7, +0.7,有的说是-0.8, +0.8.....众说不一!

问题2:我们知道“形少数时难入微",此时“形”让我们不易判断了,我们需要“数”来精确说明.我们刚刚接触的核心——数学上“极值点的定义”如何用代数来刻画?

生3:可以用导数来刻画它:f′(x0)=0,而且在点x=x0附近的左侧<0,右侧>0,

师(探究1):请大家分小组讨论,一起来写一写它的代数求解过程! (此时给出该函数的表达式f(x)=3x3-3x+1)。

为了鼓励规范学生思考方向,加强学生“说数学”思维能力,构建“说题”的“说数学”模式(一)如下:

例1. 求函数f(x)=3x3-3x+1的极值,并画出函数的大致图象.

1、确定函数的定义域:

2、求出导函数及导函数的零点:

3、根据x1,x2列表,分析f’(x)的符号、f(x)的单调性和极值点.

结合表格下结论:当 时,有极大值,并且极大值为 .

当 时,有极小值,并且极小值为 .

师(探究2):既然求极值要求导函数的零点,那么在函数y=可导的前提下,导数值为0的零点一定是函数的极值点吗?

生5:不一定。如图5,也可以知道函数图像一直单调递增,所以f(0)不是极值。

追问1:若f(x)可导,y=在一点处的导数值为0是函数y=在这点取极值的什么条件?

学生(齐答) :必要不充分条件。

追问2:可导函数y=f(x)在x=x0处取极值的充要条件是什么?

生6:导数值为0,且两侧导数符号异号,也就是说导函数要有变号的零点。

例2.函数的导函数的图象如图所示,试找出函数的极值点,并指出哪些是极大值点,哪些是极小值点?.

搭建辨析思路,构建“说题”的“说数学”模式(二)如下:

1、辨析图象是原函数图还是导函数图:

2、明确原函数图看单调性、导函数图看函数值正负:

抓住极值点的二要素——导数值等于0、左右两侧导数值异号:

三、教学设计说明

3.1设计背景

根据高考的特征,高考评价体系将这三个方面关键能力的发展水平作为主要考内容,以区分学生综合能力水平的高低,引导基础教育对学生综合能力的培养,这对我们的教学改变发出了重要的信号。

3.2以核心素养为导向进行单元设计,构建知识网络

建构大函数单元的意识对函数教学特别重要,设计具体的每单元教学活动、每单元主题活动,让学生在数学课堂上从会“说数学”到敢“说数学”为导向,更加高效与精确实现核心素养的培养目标。

四、总结

在“说数学”课堂中,学生的主体地位和教师的调控地位是交往的基本特点,其凸显的是一种和谐民主而平等的师生关系,是一种你中有我我中有你的整体联系。因此,教师应着重和谐而互动的“说数学”的课堂关系的构建和维系,使交流能在整个学习共同体中顺利进行。

参考文献

[1]林崇德.构建中国化的学生发展核心素养[J].北京师范大学学报,2017-06.

[2]王沛钰.高中生数学核心素养的培养需要树立的几点观念[J].数学教学教育研究,2017-07

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