新的教材,新的理念,新的改革將在我們的手中開(kāi)始實(shí)踐。面對(duì)著壓力與挑戰(zhàn),我以極大的熱情投入這次的學(xué)習(xí)中,與同行交流,與專家探討,并積極進(jìn)行反思,我相信,在新課改這條路上,我一定能走出自己的步伐。
一:如何認(rèn)識(shí)函數(shù)
函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的重要數(shù)學(xué)模型。為了幫助學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)和理解函數(shù)概念,新教材中做了許多嘗試,從豐富的背景實(shí)例出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念的概括過(guò)程,使學(xué)生看到函數(shù)概念,就能夠在頭腦中浮現(xiàn)出一批函數(shù)的實(shí)例,促進(jìn)學(xué)生對(duì)函數(shù)本質(zhì)的理解。這在我們教學(xué)中也是隨處可見(jiàn)的。
案例1:
一位教師在處理初中一年級(jí)教材《探索規(guī)律》時(shí),設(shè)置了如下的教學(xué)情境:
1只青蛙1張嘴,2只眼睛,4條腿,
2只青蛙2張嘴,4只眼睛,8條腿,
……
n只青蛙()張嘴,()只眼睛,()條腿?
教師以一首學(xué)生熟悉的兒歌入手,引導(dǎo)學(xué)生分別得出n,2n,4n這樣的結(jié)論,使學(xué)生體會(huì)到了現(xiàn)實(shí)生活中存在的規(guī)律,以及用代數(shù)式表示現(xiàn)實(shí)規(guī)律的可行性,這實(shí)際上就是函數(shù)在生活中運(yùn)用的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例。
高中數(shù)學(xué)新教材中,在引入函數(shù)的一般概念時(shí),也選取了生活中的生活中的大量實(shí)例:炮彈的高度與時(shí)間的關(guān)系;南極臭氧空洞面積從1979年到2001年的變化的圖像;“八五”以來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)變化數(shù)據(jù)表等等。教科書(shū)在每一次知識(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上,都力求提出具有啟發(fā)性,挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷觀察,思考,探究,交流,反思的過(guò)程,逐步獲得對(duì)抽象概念的理解。
我們都見(jiàn)過(guò)天氣預(yù)報(bào)中的氣溫圖,這個(gè)圖反映了一天中氣溫歲時(shí)間變化而變化的情形。象這樣的一個(gè)量(如氣溫)隨另一個(gè)量(如時(shí)間)的變化而變化的現(xiàn)象,就屬于函數(shù)要研究的內(nèi)容。高中教材是這樣定義函數(shù)的:設(shè)A,B是兩個(gè)非空數(shù)集,如果按照某種確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A里的任意一個(gè)數(shù)x,在集合B里都有唯一確定的數(shù)f(x)與之對(duì)應(yīng),那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù),記作y=f(x)。由此可知,函數(shù)本身就用來(lái)描述變化過(guò)程。生活中象這樣的一個(gè)量隨著另一個(gè)量的變化而變化的現(xiàn)象俯拾皆是:如工作時(shí)間與工作效率的關(guān)系、銷售利潤(rùn)與進(jìn)貨數(shù)量的關(guān)系、手機(jī)話費(fèi)與通話時(shí)間的關(guān)系等等。函數(shù)知識(shí)來(lái)源于實(shí)際生活,又對(duì)實(shí)際生活其指導(dǎo)作用。函數(shù)的思想方法和應(yīng)用,將貫穿于高中新課程的始終。
二:如何應(yīng)用函數(shù)
案例2:
在一節(jié)有關(guān)儲(chǔ)蓄問(wèn)題的數(shù)學(xué)課上,教師向同學(xué)們講了這樣一個(gè)小故事:公元1797年,當(dāng)拿破侖參觀盧森堡一所國(guó)立小學(xué)時(shí),贈(zèng)送了一束價(jià)值12000法郎的玫瑰花,并許諾說(shuō):“只要法蘭西共和國(guó)存在一天,我將每年贈(zèng)送一束價(jià)值相等的玫瑰花,做為兩國(guó)友誼的象征。”而此后,連年征戰(zhàn)的拿破侖忘記了這一諾言。到了公元1894年,盧森堡國(guó)王鄭重的向法蘭西共和國(guó)提出“玫瑰花懸案”,要求政府兌現(xiàn)諾言。老師隨即提問(wèn),若以每年5℅的年利率,且每年的利息記入下一年本金,法國(guó)政府應(yīng)該為此支付多少法郎?問(wèn)題一經(jīng)提出就引起了學(xué)生的極大興趣,同學(xué)們?cè)诶蠋煹牡囊龑?dǎo)下推導(dǎo)出復(fù)利公式y(tǒng)=a(1+p),然后借助計(jì)算器得到了結(jié)果,賠付竟高達(dá)136萬(wàn)多法郎!通過(guò)自己動(dòng)手動(dòng)腦得到解答,同學(xué)們顯得異常興奮,不但加深了對(duì)復(fù)利計(jì)算公式的理解,而且領(lǐng)悟了數(shù)學(xué)源于生活并服務(wù)生活的本質(zhì),動(dòng)手動(dòng)腦能力得到了一次很好的鍛煉。
案例3:
在進(jìn)行指對(duì)數(shù)函數(shù)的學(xué)習(xí)中,教科書(shū)安排了這樣的問(wèn)題:截止到1999年底,我國(guó)人口約13億。如果今后能夠?qū)⑷丝谀昶骄鲩L(zhǎng)率控制在1℅,那么20年后,我國(guó)的人口約為多少?學(xué)生們回顧初中學(xué)習(xí)的整數(shù)指數(shù)冪的知識(shí),在教師的指導(dǎo)下歸納出關(guān)系式y(tǒng)=13×1.01,就可以算出任意一個(gè)年頭x的人口總數(shù)。反之,如果問(wèn)“那一年的人口數(shù)約為18億,20億,30億……?”這就要用到對(duì)數(shù)的有關(guān)知識(shí)了。這樣的問(wèn)題可以使學(xué)生看到指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)源于社會(huì)生活、生產(chǎn)的需要,可以促進(jìn)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中理解知識(shí)。
當(dāng)然,對(duì)于函數(shù)的應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在對(duì)對(duì)數(shù),指數(shù)函數(shù)的應(yīng)用上,我們?cè)趯?shí)際生活的很多方面都用到了函數(shù)這一重要工具。例如:足球比賽中運(yùn)動(dòng)員挑射后足球運(yùn)動(dòng)路線的繪制,建筑學(xué)上某些橋梁、建筑物大門(mén)的設(shè)計(jì),都是借助了二次函數(shù)這一基本模型的圖像和性質(zhì)。又如:物理學(xué)中壓力一定時(shí),壓強(qiáng)和受力面積的關(guān)系P=F/S(P指壓強(qiáng),S指受力面積),因P與S滿足反比例關(guān)系的函數(shù)式,它形象的說(shuō)明了當(dāng)壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力越大這一事實(shí),便于人們理解和應(yīng)用。再如:科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),所有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像都是正弦或余弦曲線,人們可以利用正余弦函數(shù)公式y(tǒng)=Asin()或y=Acos(),來(lái)討論簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期、頻率、振幅、相位等變化,從而進(jìn)一步研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。函數(shù)對(duì)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的影響在于:函數(shù)提供了一系列的基本的數(shù)學(xué)模型,如一次函數(shù),二次函數(shù),反比例函數(shù),指對(duì)數(shù)函數(shù),三角函數(shù)等等,它們都具有特定的圖像和性質(zhì),我們可以通過(guò)對(duì)基本模型圖像和性質(zhì)的研究,達(dá)到研究科學(xué)的目的。
三:如何進(jìn)行數(shù)學(xué)建模
我們知道了函數(shù)是一系列的基本的數(shù)學(xué)模型,那么,生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題千變?nèi)f化,我們是否都能夠把它轉(zhuǎn)化成我們熟悉的函數(shù)來(lái)解決?這就需要我們經(jīng)過(guò)分析研究劃歸,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模了。新課改特地把數(shù)學(xué)建模加入教科書(shū),讓高中學(xué)生體會(huì)收集數(shù)據(jù)并建立函數(shù)模型這一過(guò)程,其意義是深刻的。
案例4:
蘭州一所學(xué)校的高中學(xué)生進(jìn)行了一個(gè)對(duì)賣報(bào)問(wèn)題的課題研究。問(wèn)題的起因是這樣的:米嘉的奶奶離休在家,無(wú)事可做,便利用業(yè)余時(shí)間賣報(bào)紙,可是,收益并不理想,經(jīng)常出現(xiàn)報(bào)紙堆積在家中或報(bào)紙賣完了卻還要有人買的現(xiàn)象。因?yàn)閳?bào)社規(guī)定,銷售報(bào)紙的人在一個(gè)月內(nèi)每天必須訂購(gòu)相同的報(bào)紙份數(shù),那么,米嘉的奶奶每月到底應(yīng)該訂多少份報(bào)紙,才能夠獲得最高收益?
這個(gè)問(wèn)題在數(shù)學(xué)中,其實(shí)就是一個(gè)典型的數(shù)學(xué)建模過(guò)程。在老師的指導(dǎo)下,同學(xué)們進(jìn)行了一個(gè)月的數(shù)據(jù)收集工作,記錄每天的進(jìn)報(bào)數(shù)量,賣出數(shù)量,不足多少,余額多少,將其一一記錄,他們發(fā)現(xiàn),總計(jì)需要的報(bào)紙數(shù)量多集中在130~160之間,所以近似的認(rèn)為,在一個(gè)月31天中,每日賣報(bào)的總數(shù)為130~160的情況個(gè)出現(xiàn)一天。設(shè)每個(gè)月固定進(jìn)報(bào)紙X份,將每一天因賣報(bào)紙未賣完而虧損的金額,和因賣報(bào)紙賣完而虧損的金額一一累加,列出函數(shù)關(guān)系式,處理最值,并綜合考慮批發(fā)商批量與價(jià)格,剩余回收處理價(jià)等不變和可變因素,最后得出一個(gè)月的進(jìn)貨量應(yīng)該是145份或者接近145份便可以獲得最大利潤(rùn)。米嘉的奶奶終于可以放心了!
這個(gè)案例,是中學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)很好的實(shí)例。中學(xué)生數(shù)學(xué)建模通常遵循以下過(guò)程:采集數(shù)據(jù)→建立模型→數(shù)學(xué)推理→得出結(jié)論→解決問(wèn)題。類似這樣的問(wèn)題還有很多,教科書(shū)從不同的側(cè)面出發(fā),為學(xué)生設(shè)計(jì)了素材廣泛,內(nèi)容新穎的問(wèn)題:例如行程問(wèn)題是學(xué)生接觸較多的,但要說(shuō)明速度與時(shí)間關(guān)系圖中的部分面積的實(shí)際含義,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)卻是新穎的;以往學(xué)生主要是建立路程、速度、時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式,現(xiàn)在,教材要求他們建立汽車?yán)锍瘫碜x數(shù)與時(shí)間的分段函數(shù),這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性,很容易提起他們的興趣。又如桶裝水的定價(jià)問(wèn)題,將學(xué)生置入一個(gè)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,讓他們以一個(gè)經(jīng)營(yíng)者的身份對(duì)身邊的經(jīng)營(yíng)問(wèn)題進(jìn)行決策,這有利于學(xué)生自覺(jué)地將自己所學(xué)知識(shí)用于解決實(shí)際的問(wèn)題。在中學(xué)階段學(xué)習(xí)函數(shù),就是為了培養(yǎng)中學(xué)生對(duì)有限個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納,數(shù)學(xué)建模,找出變量之間函數(shù)關(guān)系式的能力,從而到達(dá)分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的,是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的意識(shí)。參加新課改培訓(xùn),這還僅僅只是一個(gè)開(kāi)始,如何把我所想所悟應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中,我還有很長(zhǎng)的路要走。路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。愿我們?nèi)w教師一起努力,將新課程改革做到更好!