周小東
【摘要】在數學教學中,教師有目的地通過問題情境的設置,以問題的形式來呈現出對于概念的理解與靈活的應用,可以強化概念,達到對數學問題的本質性認識.在問題的解決過程中,不斷地滲透數學思想方法,培養(yǎng)數學思維能力,增強學生的自信心,使學生享受成功的體驗,從而提高分析問題與解決問題的能力.
【關鍵詞】概念;能力;思維
數學能力的核心是數學思維能力,數學思維能力的提高,必須以數學知識為載體,而數學概念的掌握,正是進行判斷、推理,建立定理的基礎,因此,清晰的概念是正確思維的前提.數學概念的掌握,遵循螺旋上升的認識的規(guī)律性,需要經過大腦系統(tǒng)的反復比較、判斷、甄別等復雜過程的過濾,在運用中得以提升.因此,在教學中,應該不失時機地選擇一些具有代表性的問題進行訓練,不僅能夠更好、更快地理解概念,而且也有利于培養(yǎng)分析問題解決問題的能力,從而達到提高思維能力的目的.
一、準確理解題意的能力
精心選擇合適的問題,著意培養(yǎng)學生理解概念,以及運用概念分析問題與解決的能力.即能對給出的數學問題進行認真的閱讀,理解題意,把握其中的內涵.
例1已知函數f(x)=3sin2πx2+1,使f(x+c)=f(x),對于任意x∈R都成立的正整數c的最小值是.
分析把對題意的理解和函數周期性定義進行比較,發(fā)現本題的目的就是要求函數的最小正周期.故函數可等價于f(x)=3sinπx2+1的周期,或者函數可變形為f(x)=32(1-cosπx)+1=52-32cosπx,從而得周期為2.
二、構建概念的能力
由于數學概念的抽象性以及認識的螺旋性,因而,對于數學概念的把握,如果能通過問題形式的呈現,那么對數學概念的理解將會由感性認識達到理性認識,從字面上的識記達到與函數及圖像結合的動態(tài)性效果,從而完整準確地領悟數學概念,構建數學概念.
例2若函數f(x)=13x3-x在(a,10-a2)上有最小值,則實數a的取值范圍為.
分析這是對函數最值問題的具體化.該函數在開區(qū)間上必有極小值,并且這極小值就是函數f(x)的最小值.因此,先求出函數f(x)在開區(qū)間上的極小值,并且將端點處的函數值與極小值進行大小比較,即可求得實數a的取值范圍.通過對該問題的解決,不僅加深了對函數最值概念的理解,有助于澄清函數的極值問題與最值問題之間的區(qū)別與聯系,而且對最值概念的理解也經歷了動態(tài)化思維方式以及直觀化的思維形式,從而達到對概念的建構.同時,借助于圖形的直觀,可以使得數的問題的解決在數形結合中得到優(yōu)化.
三、簡化運算的能力
提高運算能力是數學教學的重點目標之一,準確運用相關的概念,可以簡化運算過程,達到快速準確的目的,同時,也有利用于提高學生學習的興趣.
例3已知f(x)=4×2x+22x+1+ln(x+1+x2),若f(x)在[-2,2]上的最大值、最小值分別為M,N,則求M+N的值.
分析從給出的函數解析式來看,這是一個復雜的函數,我們無法畫出其圖像,但從函數定義在對稱的閉區(qū)間上,我們就可以從函數的性質,即奇偶性方面分析探索其解題的思路.通過此問題,我們可以將奇偶性的知識激活,借助于恒等變形,將所求的問題的運算得到簡化,并且也強化了概念的運用.
四、化歸的能力
化歸的能力是中學數學教學目標最重要的能力之一.善于利用化歸的數學思想,將復雜問題轉化為簡單問題,將陌生問題轉化為熟悉的問題,將未知問題轉化為已知問題來求解,是提高數學思維能力的核心能力,也是高考中必考的重要的數學思想方法.
例4若函數f(x)=4xx2+1在區(qū)間(m,2m+1)上是單調遞增函數,則求實數m的取值范圍.
分析解決本題的關鍵在于根據定義的等價形式,將所求的問題轉化為導數問題,利用導數中求函數單調性的方法來求解,也體現了知識與解法的與時俱進性.先求出函數的導數
f′(x)=4xx2+1′=4[x2+1-2x2](x2+1)2=4(1-x2)(x2+1)2,
令f′(x)>0,得-1 五、嚴密的推理能力 數學的嚴密推理能力在新課標中以及高考考綱中,都很明確且占據了很重要的地位.如何提高嚴密的數學推理能力,除了幾何與代數方面的培養(yǎng)以外,運用定義,也可以強化此項能力,體現數學體系的嚴密性和數學論證的無懈可擊性,即數學推理的嚴謹性.當學生對數學概念的本質有了理解,能夠運用概念去分析與解決問題而獲得成功體驗時,那么他對數學及其應用就會發(fā)生興趣,想要進一步學習更新、更深的東西,就會形成較好的動機,從而促進學生產生正確的信念,將會極大地提高數學能力與解題水平. 數學概念的靈活運用建立在對它充分地理解的基礎之上,要純熟運用它,形成思維的策略,還需要在問題解決的過程中多思考、多實踐,以求簡的思維意識貫穿于解題過程的始終,精誠所至,數學簡約思維的模式終將形成.