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刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 双月
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号: 2-418

历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:核心期刊 CSSCI来源期刊来源期刊;国家新闻出版总署收录;Caj-cd规范获奖期刊;中国期刊网来源刊;百种重点期刊;社科双百期刊;全国优秀社科期刊
创刊时间:1989

函数教学中数学思想方法的挖掘与渗透

【作者】 马 勇

【机构】 四川省西充中学

【摘要】
【关键词】
【正文】数学思想是对数学知识和方法本质的认识,是数学知识的精髓,是解决数学问题,将知识转化为能力的桥梁,是形成学生良好的认识结构的纽带,是衡量数学素质和数学能力的重要标志,函数中蕴涵了许多重要的数学思想,在函数教学中注重数学思想方法的挖掘与渗透其有十分重要的意义。
  数学教材中,有许多题目隐含着常用的数学思想方法,这就是我们训练学生掌握解决问题的能力,提高学生自身素质的有效材料。总观整个高中教材,主要的数学思想方法有:数学模型、抽象概括、优化思想、化归、数形结合、函数思想、归纳猜想、类比、换元法、分类、配方法、统计思想等。学生在初中、高中接受数学知识,出校几年很快就忘掉了,然而不管在何时何地,从事何种业务工作,唯有数学精神,数学的思维方法,研究方法,推理方法和着眼点,随时都发挥作用,让他们终身受益,所以数学的思想方法很重要,而高中函数教学中常见的数学思想方法有以下四种:
  1、分类讨论思想。数学学科的特征之一,就是尽可能用统一的形式和理论去解释规律,给出方法解决实际问题。当研究对象不宜用一种方法处理或同一种形式去叙述时,就需要进行分类讨论。分类思想是根据数学对象的本质属性的相同点和不同点,将数学对象划分不同种类分别进行研究或求解的一种数学思想。要教会学生运用自如此方法,必须先解决“为什么要分类”、“怎样进行分类”、“分类的标准和方法是什么”,教师在教学中要反复渗透,强化训练。 
  2、数形结合思想,它经历了三个主要阶段。①数形对应,它是数形结合的基础,主要通过初中、高一、高二的新授课程阶段的学习逐步领悟和掌握;②数形转化,它体现了数与形的关系在解决问题的过程中,如何作为一种方法而得到应用的(例如解析法、复数法、图解法等);③数形分工,是数学规律性与灵活性的融合。
  3、数学建模。这也是一种数学的思想方法,它运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段,建立数学模型的方法和步骤一般是:准备、假设、建立、求解、分析、检验、应用。函数部份主要的数学模型有指数函数、对数函数、分段函数及引导学生利用导函数解决实际问题等。
  我在实际教学中,从备课入手,从数学思想方法的高度去深入钻研教材,查阅资料,参加课改,请教优秀教师,通过对概念、公式定理与实际问题等的研究与探讨,挖掘有关数学思想方法,将数学思想方法的教学要求与有关知识,技能的教学要求同时明确地提出来。在教学过程中,我重视学生的数学思想方法的训练与强化;在教学小结时,注意数学思想方法的归纳,使学生通过训练总结,从数学思想方法的高度把握知识的本质。总之,要把数学思想方法的渗透贯穿于整个教学过程。对此,我做了很多实践尝试,现以“在函数中渗透分类讨论思想方法”为例加以说明。
  一、引旧启新,反复使学生感性的认识分类的诱因
  结合一次函数、反比例函数、二次函数的值域问题,借助图象,通过分类讨论一次项系数,反比例系数,二次项系数的符号,得出不同的值域范围,给学生以形象直观的感性认识,引导学生通过观察图象,得出函数的值域范围,并总结出要根据一次项系数、反比例系数、二次项系数的符号来分情况下结论。 
  二、引导学生总结分类讨论的时机与原则
  结合教材《函数的单调性》的教学,启发学生自主总结概括出分类讨论的时机与原则:①创设问题情景,教学中能够创设一定情境,或借境发挥,引旧启新:函数y=x2的图象在y轴右侧的部分是上升的,说明什么?怎样用数学语言表示呢?同样道理,我们注意到y轴左侧部分是下降的,明显与前者不同,自然不能混为一谈,必须分开来说明;②师生互动,提升概念:增函数与减函数,由图像提供的不同情况,我们清楚地知道函数图像的变化趋势可概括为这样两种情况,就必须针对这两种情况去讨论函数的单调性,从而得到概念。分类时针对各种情况逐一讨论,不重不漏,这样有利于学生把定义与直观图像结合起来,加深对概念的理解,然后及时给出这种数学思想方法就是分类讨论;③再通过教材习题,由学生独立填表,通过对函数与其中的系数部分的讨论得出各种不同情况,同时借助图象直观的得出单调区间及单调性,加深学生感性的认知与理解。
  三、创设问题情景,引领学生自主提升
  教师要努力为学生创设问题情境,将学生置于分类讨论的数学问题情境之中,使学生不由自主地依据函数的性质进行分类讨论来解题、来解决实际问题。举例说明:若函数y=lg(mx2-4mx+m+3)的定义域为R,求实数m的取值范围。[分析]:利用复合函数的定义域进行分类讨论。
  当m=0时,则mx2-4mx+m+3=3,原函数的定义域为R;
  当m≠0时,则mx2-4mx+m+3>0,
  ①m<0时,显然原函数定义域不为R;
  ②m>0,且△=(-4m)2-4m(m+3)<0时,即0<m<1,原函数定义域为R,
  所以当m[0,1)时,原函数定义域为R.
  这里要求分类的层次必须清晰,对参数的讨论结果必须是分类下结论;而对自变量的讨论,在每一讨论层里取交集,在下结论时,应是各讨论层间取并集。
  渗透数学思想方法的教学,是个长期而艰巨的工作,还要注意反复强化训练,但在渗透教学的过程中师生均会受益,教师能够有效地将数学知识与数学思想方法进行有机结合,让学生获得终生受益的数学思维能力。