一、對新課程改革必要性的認識
數(shù)學(xué)學(xué)科本身具備實用性,時代性。數(shù)學(xué)學(xué)科的根本目的不是教會學(xué)生做各種各樣數(shù)學(xué)題,而是讓學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的能力。新課程強調(diào)的是學(xué)生對隱含在數(shù)學(xué)計算題后面的數(shù)學(xué)概念的理解,從而能夠在生活和工作中使用所學(xué)數(shù)學(xué)知識進行交流應(yīng)用,而不是對公式、定理的死記硬背。目標是培養(yǎng)學(xué)生自我思考,解決問題的數(shù)學(xué)能力,從而珍視數(shù)學(xué),熱愛數(shù)學(xué)。同時數(shù)學(xué)內(nèi)容應(yīng)該貼合日常生活,使所學(xué)能夠應(yīng)用于生活。數(shù)學(xué)內(nèi)容要跟緊時代的步伐。那么數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的改革就是一個必然,教學(xué)內(nèi)容變化勢必影響教學(xué)方法的變化。教師也要與時俱進的學(xué)習(xí)把握新的數(shù)學(xué)內(nèi)容,并把數(shù)學(xué)課堂內(nèi)容與生活實際相結(jié)合,才能即生動了課堂也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如:一名數(shù)學(xué)老師在《橢圓》課用動畫演示月亮繞著地球轉(zhuǎn)的運動軌跡,太陽系八大行星繞著太陽轉(zhuǎn)的橢圓運動軌跡,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣立馬被調(diào)動起來,有好的開端,還愁課不好上嗎?
二、高中數(shù)學(xué)新課程新增內(nèi)容
主要說下必修部分:函數(shù)零點與二分法、數(shù)學(xué)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(shù)零點與二分法為例談?wù)勎业娜舾烧J識:
初中以及高中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)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(fù)雜方程(如 ),這些方法就行不通了。
方程理論一個重要應(yīng)用是與函數(shù)聯(lián)系:求方程 的解,轉(zhuǎn)化為求函數(shù) 與x軸的交點的橫坐標--即求函數(shù)的零點。這幫助我們打開一扇利用函數(shù)性質(zhì)求方程根的門。因此課本引入函數(shù)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(shù) 在區(qū)間上[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且 那么函數(shù) 在區(qū)間 內(nèi)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(shù)學(xué)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(yīng)用二分法求函數(shù)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(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩端逐步逼近零點,當(dāng)區(qū)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(shù)零點、最值問題、方程的近似解等。例如:已知函數(shù) (1)證明有且只有一個零點(2)求這個零點所在區(qū)間,使區(qū)間誤差不大于1.
高考題型中函數(shù)零點與二分法問題的重點題型有:題型1判斷函數(shù)零點個數(shù)。解題方法有方法一解方程法:若對應(yīng)方程 可解時,直接求解方程,那么得到幾個解就有幾個相應(yīng)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(shù) 是否再區(qū)間[a,b]上為連續(xù)函數(shù),是否滿足 。還必須結(jié)合函數(shù)圖像與圖像性質(zhì)(如函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性、對稱性)才能判斷出函數(shù)的零點有多少。方法三數(shù)形結(jié)合法:轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)圖像的交點個數(shù)問題。先畫出兩個函數(shù)的圖像,看其交點個數(shù),其中交點個數(shù)就是函數(shù)零點個數(shù)。例如:函數(shù) 的零點個數(shù)有幾個?題型2已知函數(shù)零點求參數(shù)取值范圍:方法一若已知 在區(qū)間 上有零點,則根據(jù)零點存在性定理建構(gòu)不等式求解;或先分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為求參數(shù)值域問題。方法二:若已知 有幾個零點,則用數(shù)形結(jié)合法,轉(zhuǎn)化為兩個熟悉函數(shù)圖像的交點問題。例如:若函數(shù) 有兩個零點,則實數(shù)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(dāng)然。研究學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的還是要服務(wù)于生活,應(yīng)用于生活,幫助人類更高效更優(yōu)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(shù)值在誤差區(qū)間內(nèi)即視為有效。因此二分法也廣泛應(yīng)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(fā)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(yīng)用二分法可以快速得出答案為4.
零點與二分法讓學(xué)生們感受到“定性到定量”、“精確到近似”這些數(shù)學(xué)思想的變化。同時數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)了:
代數(shù)問題(求方程的跟)-幾何直觀問題(函數(shù)與x軸的交點)-代數(shù)問題(二分法近似求解)的數(shù)形結(jié)合思想。
新課程改革下,改變的不僅僅是教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)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(shù)學(xué)新課程,包括“課程目標”“課程內(nèi)容”“學(xué)生學(xué)習(xí)”“數(shù)學(xué)素養(yǎng)和能力”。教師要不斷學(xué)習(xí)與交流,提高自身的專業(yè)素養(yǎng)。才能適應(yīng)和把握高中數(shù)學(xué)新課程。
(作者單位:莆田第八中學(xué))