一、對新課程改革必要性的認識
數學學科本身具備實用性,時代性。數學學科的根本目的不是教會學生做各種各樣數學題,而是讓學生獲得終身學習數學的能力。新課程強調的是學生對隱含在數學計算題后面的數學概念的理解,從而能夠在生活和工作中使用所學數學知識進行交流應用,而不是對公式、定理的死記硬背。目標是培養學生自我思考,解決問題的數學能力,從而珍視數學,熱愛數學。同時數學內容應該貼合日常生活,使所學能夠應用于生活。數學內容要跟緊時代的步伐。那么數學課程內容的改革就是一個必然,教學內容變化勢必影響教學方法的變化。教師也要與時俱進的學習把握新的數學內容,并把數學課堂內容與生活實際相結合,才能即生動了課堂也提高了學生的學習積極性。比如:一名數學老師在《橢圓》課用動畫演示月亮繞著地球轉的運動軌跡,太陽系八大行星繞著太陽轉的橢圓運動軌跡,學生的學習興趣立馬被調動起來,有好的開端,還愁課不好上嗎?
二、高中數學新課程新增內容
主要說下必修部分:函數零點與二分法、數學建模、算法初步、定積分與微積分、立體幾何三視圖、幾何概型與條件概率回歸分析、莖葉圖、獨立性檢驗、全稱量、特稱量詞。
三、以函數零點與二分法為例談談我的若干認識:
初中以及高中的數學學習中,求解方程主要方法有:配方降冪法、加減消元法、代入消元法。但實際這些方法只能求解有限的有意義的方程如一元二次方程、二元一次方程組,對于一些高次方程(如五次方程)或復雜方程(如 ),這些方法就行不通了。
方程理論一個重要應用是與函數聯系:求方程 的解,轉化為求函數 與x軸的交點的橫坐標--即求函數的零點。這幫助我們打開一扇利用函數性質求方程根的門。因此課本引入函數零點的定義以及零點存在性定理。零點存在性定理說:如果函數 在區間上[a,b]上的圖象是連續不斷的一條曲線,并且 那么函數 在區間 內有零點即存在 使 ,這個 c 也就是方程 的根。
問題來了:在滿足條件的情況下,零點存在性定理能夠判定在 中, 是否有零點,但是零點有幾個,為多少? 卻判斷不了。這時候高中數學新課程增加的“二分法”上場了,“二分法”的作用是:引入“近似”的概念,即用二分法求解方程的近似解。應用二分法求函數零點的步驟簡要的說:只要給定一個精確度 ε,可以不斷把零點所在區間一分為二,使區間的兩端逐步逼近零點,當區間兩端a,b滿足 ε,則得到的零點近似值。
用二分法可以求函數零點、最值問題、方程的近似解等。例如:已知函數 (1)證明有且只有一個零點(2)求這個零點所在區間,使區間誤差不大于1.
高考題型中函數零點與二分法問題的重點題型有:題型1判斷函數零點個數。解題方法有方法一解方程法:若對應方程 可解時,直接求解方程,那么得到幾個解就有幾個相應的零點。如 , 。方法二零點存在性定理法:利用零點存在性定理時,不但要判斷函數 是否再區間[a,b]上為連續函數,是否滿足 。還必須結合函數圖像與圖像性質(如函數的單調性、奇偶性、周期性、對稱性)才能判斷出函數的零點有多少。方法三數形結合法:轉化為兩個函數圖像的交點個數問題。先畫出兩個函數的圖像,看其交點個數,其中交點個數就是函數零點個數。例如:函數 的零點個數有幾個?題型2已知函數零點求參數取值范圍:方法一若已知 在區間 上有零點,則根據零點存在性定理建構不等式求解;或先分離參數,轉化為求參數值域問題。方法二:若已知 有幾個零點,則用數形結合法,轉化為兩個熟悉函數圖像的交點問題。例如:若函數 有兩個零點,則實數a的取值范圍為多少?
用二分法得到近似解的方法有實際的意義嗎?當然。研究學習數學的最終目的還是要服務于生活,應用于生活,幫助人類更高效更優化的完成一件事。而誤差是人類生活中不可避免且處處存在的。因此實際生活中一般并不需要精確的解。只要給定某個允許的誤差值ε,則所求數值在誤差區間內即視為有效。因此二分法也廣泛應用于生活中:計算機檢索、檢查線路、水管、氣管故障……舉個例子:蘇州到杭州的地下電纜有17個接點,某個接點發生故障,需要盡快排查出故障點。問一般至少需要檢查幾個接點?應用二分法可以快速得出答案為4.
零點與二分法讓學生們感受到“定性到定量”、“精確到近似”這些數學思想的變化。同時數學學習過程體現了:
代數問題(求方程的跟)-幾何直觀問題(函數與x軸的交點)-代數問題(二分法近似求解)的數形結合思想。
新課程改革下,改變的不僅僅是教學內容,教學方式,更是對教師提出新的要求。教師要從整體上把握高中數學新課程,包括“課程目標”“課程內容”“學生學習”“數學素養和能力”。教師要不斷學習與交流,提高自身的專業素養。才能適應和把握高中數學新課程。
(作者單位:莆田第八中學)