谈高中数学教学中普遍存在的十大问题.ppt
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1、谈高中数学教学中普遍存在的十大问题谈高中数学教学中普遍存在的十大问题李李 祎祎 教授教授 博导博导福建师范大学福建师范大学 数学与计算机科学学院数学与计算机科学学院目录 一、不善于对教材进行深入挖掘和剖析一、不善于对教材进行深入挖掘和剖析 二、不能有效揭示数学的本质特质和属性二、不能有效揭示数学的本质特质和属性 三、不能站在较高观点来认识和分析问题三、不能站在较高观点来认识和分析问题 四四、不善于对数学教材进行质疑和批判不善于对数学教材进行质疑和批判 五、过于注重细枝末节而导致逐末舍本五、过于注重细枝末节而导致逐末舍本目录 六、不能抓住教学中的重点和难点来组织教学六、不能抓住教学中的重点和难点
2、来组织教学 七、不能有效稚化自己的思维引导学生展开探究七、不能有效稚化自己的思维引导学生展开探究 八、不注重思想方法的提炼与数学文化的渗透八、不注重思想方法的提炼与数学文化的渗透 九、不善于运用启发的策略来引导学生展开探究九、不善于运用启发的策略来引导学生展开探究 十、不会对数学课堂教学进行深入分析和评价十、不会对数学课堂教学进行深入分析和评价 一、不善于对教材进行深入挖掘和剖析一、不善于对教材进行深入挖掘和剖析 数学教师要形成和具备较高的数学素养,就必须数学教师要形成和具备较高的数学素养,就必须经常善于深入挖掘和剖析教材,经常善于深入挖掘和剖析教材,仔细揣摩,反复仔细揣摩,反复琢磨,穷根究底
3、,深及精髓琢磨,穷根究底,深及精髓,力求获得对教材的,力求获得对教材的透彻理解,形成对所教内容的深刻感悟。透彻理解,形成对所教内容的深刻感悟。 只有只有钻得深钻得深,才能,才能站得高站得高,才能,才能讲得透讲得透。 浮光掠影,浅尝辄止,一知半解,不求甚解,这浮光掠影,浅尝辄止,一知半解,不求甚解,这样是无法很好地驾驭教材的。样是无法很好地驾驭教材的。 1、对某些规定的深入认识、对某些规定的深入认识 为什么零不能作分母?为什么零不能作分母? 为什么分数相加时首先要通分?为什么分数相加时首先要通分? 为什么要规定为什么要规定 ? 在指数函数在指数函数 中,为什么要规定中,为什么要规定a0呢?呢?
4、在对数函数中,为什么要规定在对数函数中,为什么要规定a不等于不等于1呢?呢? 为什么在反函数为什么在反函数 中,要把中,要把 互换?互换?1( )xfyxy和xya01a 2、对数学推证的深入探求、对数学推证的深入探求 (1)等差数列求和公式的推导)等差数列求和公式的推导 配对求和(由高斯求和引出)配对求和(由高斯求和引出) 化归转化(先求化归转化(先求Sn=1+2+n) 倒序相加倒序相加 面积法面积法 an=a1+(n-1)d,不妨设,不妨设ai0 (a1+a2)/2+ (a2+a3)/2+ (an-1+an)/2 = (n-1)(a1+an)/2两段同时加两段同时加(a1+an)/2,整理
5、便得。,整理便得。 (2)等比数列求和公式的推导)等比数列求和公式的推导 等比定理等比定理 化归转化化归转化 提取提取a1:3232121121,nnnnaaaaaaqqaaaaaa得111111(1)nnnSaa qa qaqq 归纳猜想归纳猜想 错位相消错位相消 透视透视“错位相消错位相消”的实质的实质 求和的实质求和的实质23221131111111(1),(1),111(1),1nnnqqSaqaSaqqaqqqSaqqaq 其它方法其它方法 提取提取q: 数学美的启示:数学美的启示:121111111111()()nnnnnnSaa qa qaq aa qa qaqSaq Sa111
6、111111111nnnnnnnSaa qa qaa qa qa qa qaqSa q (3)二项式定理的证明)二项式定理的证明 能否严格进行推导和证明?能否严格进行推导和证明?(1)1nnnnnbabaaxa设0122012201223111111,1(1),11.nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnxCC xC xC xSCC xC xC xxSC xC xC xC xx SSSx SSxSx只需证明设于是故 (4)绝对值不等式的理解)绝对值不等式的理解 动静转换动静转换 数形结合数形结合,abababyxb yxb yxb 二、不能有效揭示数学的本质特质和属性二、不能
7、有效揭示数学的本质特质和属性 “强调本质,注意适度形式化强调本质,注意适度形式化”:高中数学不能:高中数学不能只限于形式化的表达,要强调对数学本质的认识,只限于形式化的表达,要强调对数学本质的认识,通过通过返璞归真返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质。否则会将生动活泼的数学思的发展过程和本质。否则会将生动活泼的数学思维活动淹没在形式化的海洋里。维活动淹没在形式化的海洋里。 要讲逻辑推理,更要讲道理要讲逻辑推理,更要讲道理,通过典型例子的分,通过典型例子的分析和学生的探索活动,使学生理解数学概念、结析和学生的探索活动,使学生理解数学概念、结论形成的
8、过程,体会蕴涵在其中的思想方法。论形成的过程,体会蕴涵在其中的思想方法。 数学本质揭示的过程,也就是概念的形成过程,数学本质揭示的过程,也就是概念的形成过程,结论的推导过程,方法的思考过程,问题的发现结论的推导过程,方法的思考过程,问题的发现过程,思路的探索过程,规律的概括过程等。过程,思路的探索过程,规律的概括过程等。 1、宏观上对学科本质的把握、宏观上对学科本质的把握 (1)代数的结构)代数的结构 代数的本质是代数的本质是用符号表示数用符号表示数和和未知数参与运算未知数参与运算。 代数主要研究:数式运算和方程求解。代数主要研究:数式运算和方程求解。 两种数;三种式;六种运算;四类方程。两种
9、数;三种式;六种运算;四类方程。 进一步发展:次数更高的方程,未知数更多的进一步发展:次数更高的方程,未知数更多的方程。方程。 从代数式(符号代表从代数式(符号代表数数),到方程(符号代表),到方程(符号代表未知数未知数),到函数(符号代表),到函数(符号代表变数变数)(函数实)(函数实质是几何的代数化)质是几何的代数化) (2 2)几何的结构)几何的结构 直观几何:直观几何:对平面图形、立体图形的认识;对平面图形、立体图形的认识; 度量几何:度量几何:求长度、角度、面积、体积等问题;求长度、角度、面积、体积等问题; 演绎几何:演绎几何:垂直、平行、全等、相似垂直、平行、全等、相似 运动几何:
10、运动几何:如平移、旋转和对称等;如平移、旋转和对称等; 坐标几何。坐标几何。 (3)解析几何的本质)解析几何的本质 (4)微积分的本质)微积分的本质 2、微观上对概念本质的把握、微观上对概念本质的把握 概念是反映事物本质属性的思维产物概念是反映事物本质属性的思维产物. . 数学:空间形式和数量关系数学:空间形式和数量关系. . 数学概念:反映数学对象的本质属性的思维产物数学概念:反映数学对象的本质属性的思维产物. . 本质属性:共有性,特有性,整体性。本质属性:共有性,特有性,整体性。 示例示例1:集合的本质:集合的本质 幼儿园小孩子学集合幼儿园小孩子学集合 示例示例2:复数的本质:复数的本质
11、 复数是复数是二元数二元数,实数是一元数实数是一元数.与把一元的实数看与把一元的实数看作作“单纯的数单纯的数”相比相比,二元的复数不仅数量意义二元的复数不仅数量意义,而且还有方向意义而且还有方向意义,它是一种它是一种“有方向的数有方向的数”,“数量加方向数量加方向”是复数的本质属性。是复数的本质属性。 用几何形式表示用几何形式表示:它的意义是一个向量:它的意义是一个向量,其本质特其本质特征是向量的长度和方向征是向量的长度和方向; 用三角形式表示用三角形式表示:在:在z= r(cos+isin)中中, r表示表示复数向量的长度复数向量的长度,表示复数向量的方向表示复数向量的方向. 用代数形式表示
12、用代数形式表示:本质属性不是很明显:本质属性不是很明显,需要揭示。需要揭示。 示例示例3:函数概念的本质:函数概念的本质 数学概念的本质属性,是指一类特定数学对象在数学概念的本质属性,是指一类特定数学对象在一定范围内一定范围内保持不变的性质,而可变的性质则是保持不变的性质,而可变的性质则是“非本质属性非本质属性”。 设设A A、B B是是非空数集非空数集,如果按照某种确定的,如果按照某种确定的对应关对应关系系f f,使对于集合,使对于集合A A中的中的任意任意一个数一个数x x,在,在B B中都有中都有唯一唯一确定的数确定的数f f(x x)和它对应,则称)和它对应,则称f f:ABAB为为从
13、集合从集合A A到集合到集合B B的一个函数的一个函数,记作,记作y=fy=f(x x),),xA.xA.其中其中x x叫做自变量,叫做自变量,x x的取值范围的取值范围A A叫做函数叫做函数的定义域;与的定义域;与x x的值相对应的的值相对应的y y值叫做函数值,函值叫做函数值,函数值的集合数值的集合ff(x x)|xA|xA叫做函数的值域。显叫做函数的值域。显然,值域是集合然,值域是集合B B的子集的子集。 “非空数集非空数集”是否为函数的本质属性?是否为函数的本质属性? “单值对应单值对应”是否为函数的本质属性?是否为函数的本质属性? “变量说变量说”的局限性的局限性: “对应说对应说”
14、的局限性的局限性: “关系说关系说”定义函数定义函数:积集:积集 的子的子集集 函数究竟是什么?函数究竟是什么?Rxxxy,cossin222,0,1,0,1yx xyxx和( , ),X Yx y xX y Y 三、不能站在较高的观点来认识问题和分析问题三、不能站在较高的观点来认识问题和分析问题 占领制高点,居高临下占领制高点,居高临下 ,深入浅出,深入浅出 。 做学问,先学做学问,先学“问问”,教做学问,自己先得学会,教做学问,自己先得学会“问问”。重要的是自己问自己。重要的是自己问自己。 问的为什么问的为什么越多越多,得到的学问就越多。问的为什,得到的学问就越多。问的为什么么越深越深,就
15、认识得越透彻、越深入。,就认识得越透彻、越深入。 从多方面来发问,其中,善于从多方面来发问,其中,善于问问“数学数学”,学会,学会问问“数学数学”,在问,在问“数学数学”中,便能求得进步。中,便能求得进步。 示例示例1:偶数、奇数与自然数的个数。:偶数、奇数与自然数的个数。 能与自然数集建立一一对应的集合,叫能与自然数集建立一一对应的集合,叫可数集可数集。 全体正偶数的集合是一个可数集,全体正奇数的全体正偶数的集合是一个可数集,全体正奇数的集合也是可数集。集合也是可数集。 可数集可以含有可数的真子集,两个可数集也可可数集可以含有可数的真子集,两个可数集也可以并成一个可数集。以并成一个可数集。
16、整数集与有理数集都是可数集。整数集与有理数集都是可数集。 按照按照基数基数概念,能一一对应的两个集合的基数相概念,能一一对应的两个集合的基数相同,于是有理数集、整数集、全体正偶数集等,同,于是有理数集、整数集、全体正偶数集等,与自然数集有相同的基数。因而这些集合所含元与自然数集有相同的基数。因而这些集合所含元素素“一样多一样多”。 但这些集合又是一个包含另一个作为真子集,所但这些集合又是一个包含另一个作为真子集,所以又以又不同于有限集元素的不同于有限集元素的“多少多少”概念概念。 并非所有的无穷集都是可数集,实数集就不是可并非所有的无穷集都是可数集,实数集就不是可数集,这样,实数集与自然数集有
17、数集,这样,实数集与自然数集有不同的基数不同的基数,因而说明了无穷集所含元素因而说明了无穷集所含元素数量的多少还有某种数量的多少还有某种层次区别层次区别。 许多数学悖论都与许多数学悖论都与“无限无限”有关:有关: 伽利略悖论:伽利略悖论:“正整数和偶数一样多正整数和偶数一样多” S=(11)()(11 ) (11 ) S= 1(11 11 1) 示例示例2:集合的:集合的“三性三性” S= ,对于元素,对于元素 ,重复数,重复数的值可以是某个正整数,也可以是的值可以是某个正整数,也可以是0或或。如果。如果 =0,则认为元素,则认为元素 ;如果;如果 ,则认为,则认为S中有无穷多个。可以看出,一
18、般集合就是只能取中有无穷多个。可以看出,一般集合就是只能取0或或1的多重集。的多重集。1122,nnxxxixiixSi 示例示例3 3:概率的统计定义:概率的统计定义 一般地,在大量重复试验中,如果事件一般地,在大量重复试验中,如果事件A A发生的发生的频率会稳定在某个常数频率会稳定在某个常数p p附近,那么事件发生的附近,那么事件发生的概率概率P P(A A)=p=p。(。(九年级上册九年级上册) 频率稳定于概率,不是说频率的极限是概率,频率稳定于概率,不是说频率的极限是概率, 稳定于稳定于p不能写成不能写成:nnpnnnlim “ 稳定于稳定于p”意味着对意味着对 ,有,有 即是说只要即
19、是说只要n充分大,那么充分大,那么频率充分接近概率频率充分接近概率的概率就是的概率就是1。 大数定律以严格的数学形式表达了频率的稳定大数定律以严格的数学形式表达了频率的稳定性。就是说性。就是说当当n很大时,事件发生的频率与概很大时,事件发生的频率与概率有较大偏差的可能性很小率有较大偏差的可能性很小。 实验目的在于体验用大数次实验的频率来估计实验目的在于体验用大数次实验的频率来估计概率的方法,而不在于验证可能性相等。概率的方法,而不在于验证可能性相等。nn01)(|limpnPnn 四四、不善于对数学教材进行质疑和批判不善于对数学教材进行质疑和批判 书本尤其是教材如同书本尤其是教材如同“圣经圣经
20、”,具有绝对至上的,具有绝对至上的权威地位,有些教师通常不敢越雷池于一步。权威地位,有些教师通常不敢越雷池于一步。 对书本顶礼膜拜的结果,是教师和学生想象力的对书本顶礼膜拜的结果,是教师和学生想象力的贫瘠、创造性的不足和批判意识的严重缺失。贫瘠、创造性的不足和批判意识的严重缺失。 书本并非完美无暇,出现错误也在所难免,关键书本并非完美无暇,出现错误也在所难免,关键是师生不能拘泥于各种是师生不能拘泥于各种“权威权威”,对课本应该用,对课本应该用批判的眼光审视它,有保留地、选择性地接受,批判的眼光审视它,有保留地、选择性地接受,而不能一味地全盘照搬。而不能一味地全盘照搬。 (三角形内角和定理的证明
21、)(三角形内角和定理的证明) 1、函数单调性的定义:、函数单调性的定义:“如果对于定义域如果对于定义域I内某个内某个区间区间D上的任意两个自变量的值上的任意两个自变量的值 ” 2、函数的定义:、函数的定义:“设设A、B是非空的数集,是非空的数集,。显然,值域是集合显然,值域是集合B的子集。的子集。” 变更变更:(:(1)设)设A是非空的数集,如果按照某种确定是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系的对应关系 ,使对于集合,使对于集合A中的任意一个数中的任意一个数 ,都,都有唯一确定的数有唯一确定的数 和它对应,那么就称和它对应,那么就称 为定义在为定义在集合集合A上的一个函数。上的一个函数。
22、(2)在现行定义中,直接取)在现行定义中,直接取B为函数的值域,学习为函数的值域,学习映射后,再来解释函数的特殊性映射后,再来解释函数的特殊性(即除即除A、B为非空为非空数集外,还要求为数集外,还要求为“满射满射”)。 12,x xfxf( )f x 五、过于注重细枝末节而导致逐末舍本五、过于注重细枝末节而导致逐末舍本 普通高中数学课程标准(实验)普通高中数学课程标准(实验):在数学教:在数学教学中,学习形式化的表达是一项基本要求,但是学中,学习形式化的表达是一项基本要求,但是不能只限于形式化的表达,要强调对数学本质的不能只限于形式化的表达,要强调对数学本质的认识,否则会认识,否则会将生动活泼
23、的数学思维活动淹没在将生动活泼的数学思维活动淹没在形式化的海洋里形式化的海洋里。 普通高中数学课程标准(实验)普通高中数学课程标准(实验):应删减:应删减繁繁琐的计算、人为技巧化的难题琐的计算、人为技巧化的难题和过分强调和过分强调细枝末细枝末节节的内容,克服的内容,克服“双基异化双基异化”的倾向。的倾向。 示例示例1 1:圆的对称轴:圆的对称轴 观点观点1 1:认为认为“圆的直径就是圆的对称轴圆的直径就是圆的对称轴”是错是错的,因为圆的直径是条线段,而圆的对称轴应是的,因为圆的直径是条线段,而圆的对称轴应是条直线,应该说条直线,应该说“直径所在的直线是圆的对称轴直径所在的直线是圆的对称轴”才是
24、正确的。才是正确的。 观点观点2 2:“圆的直径是圆的对称轴圆的直径是圆的对称轴”是正确的,是正确的,原因是直径具备对称轴的属性,即:一个图形沿原因是直径具备对称轴的属性,即:一个图形沿着它对折,两边的图形能够完全重合。着它对折,两边的图形能够完全重合。 三角形中,三条线段组成的就不是角了吗?三角形中,三条线段组成的就不是角了吗? 示例示例2 2:y=sinx,x0,10y=sinx,x0,10是是周期函数吗?周期函数吗? 函数的周期性是对函数函数的周期性是对函数“周而复始周而复始”的变化规的变化规律的数学刻画。函数的周期性就是整个函数图律的数学刻画。函数的周期性就是整个函数图形是否可以通过沿
25、着形是否可以通过沿着X X轴,平移一段距离,得轴,平移一段距离,得到的函数图象与原来的函数图象可以完全重合。到的函数图象与原来的函数图象可以完全重合。即具有沿着即具有沿着X X轴的平移不变的性质。轴的平移不变的性质。 f f(x+Tx+T)=f=f(x x)。在该定义中,周期函数的)。在该定义中,周期函数的定义域只须没有上界或没有下界就可以,但至定义域只须没有上界或没有下界就可以,但至少要有一个是无界的,这就难以刻画某些函数少要有一个是无界的,这就难以刻画某些函数“周而复始周而复始”的特点。的特点。 一般地,函数一般地,函数 叫做指数函数。叫做指数函数。 一般地,函数一般地,函数 叫做对数函数
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