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(廣州市第四中學,廣東 廣州 510170)
不久前,筆者上了一節失敗的高三專題復習課.為什么說這節課是失敗的呢?這是怎樣的一節課呢?從選題,到備課,到上課,有哪些經驗教訓呢?針對這節課,筆者進行了反思,以供大家探討,希望對高三的復習備考有借鑒價值.
當時教學進程已進入了高考第二輪專題復習,在幾次周測中,筆者發現學生在遇到復合函數零點問題的選擇題時,正確率特別低.而復合函數零點問題又是一個熱門考點,在各地的模擬考中出現的頻率較高,因此,有必要教會學生復合函數零點問題的一般解題方法.
復合函數零點問題的一般解題方法是:換元法、圖像法.雖然這類題目綜合程度較高,解題方法步驟繁瑣,容易出錯,但是解題原理并不難,解題方法步驟也比較固定.筆者所任教班級是重點班,學生思維活躍,具備通過學習掌握這種方法的基礎.
復合函數零點問題,涉及到函數、方程、導數、極限、零點、不等式等知識點,蘊含了函數與方程、化歸與轉換、數形結合等數學思想,具有較高的教學價值.
基于上述原因,筆者確定了以“復合函數零點問題”作為公開課的主題.
本節課是一節解題課,教學基本程序有3個階段:解題方法的習得、解題方法的轉化、解題方法的遷移與應用[1].具體的教學環節如下:
環節1解題方法的習得.
1)嘗試做題、展示交流.
師生活動學生嘗試做例題.幾名學生展示自己的思路,師生進行交流.
設計說明讓學生思考,形成初步的解題思路,并進行展示交流,暴露問題,分析各種解題思路的可行性.
2)方法講解.
師生活動教師分析例題,講解解題方法與步驟.
設計說明教師講解的關鍵:揭示問題的本質,將原問題進行等價轉化;畫出函數圖像,數形結合,進行求解.
環節2解題方法的轉化——模仿例題、運用方法.
師生活動學生做練習,教師巡視,發現學生存在的問題,作針對性講解.
設計說明教師針對講解時,要注意兩個問題:1)題目的等價轉化;2)換元法、圖像法的細節.
環節3解題方法的遷移與應用.
1)變式訓練、形成技能.
師生活動學生做余下的練習,教師巡視,針對學生的做題情況進行講解.
設計說明通過變式練習,最終達到學生深刻理解解題原理、熟練運用方法、形成解題技能的目的.
2)方法總結.
師生活動教師總結復合函數零點問題的一般解題方法與步驟.
設計說明總結方法,點出此類題涉及到的數學思想.
這節課筆者選取了6個題目:1個例題,5個練習題.打算先通過一個例題講解解題方法,再通過練習鞏固解題方法.為了方便說明問題,下面給出例題的詳解.

( )



表1 f ′(x)和f(x)的取值情況
易知當x→-∞時,f(x)→+∞;當x→+∞時,f(x)→0+.

圖1


圖2

即
t2-λt+2=0.


圖3



在展示交流環節,原來設想的激烈的思維碰撞場面并未出現.有思路的幾個學生頻頻發言,但解題方向不明,而余下的學生成了沉默的大多數.筆者首先針對學生現有的解題思路,進行分析點評,指出其錯誤或不當之處,這已經花費了好些時間,然后再對題目進行詳細分析、講解.
本題的解題思路分析如下:
第1步,換元,原問題等價于
有4個實根x1,x2,x3,x4.

第3步,關于t的方程t2-λt+2=0可能有多少個根?(由圖2可知:可能有0,1,2個根.)

第5步,畫圖、列式、解決問題.
完成例題的講解后,筆者讓學生做練習,發現仍有相當多的學生不能將問題等價轉化而陷入困境.筆者只能逐題講解,整節課成了教師的獨角戲,學生思維參與度較低,原來設計的練習題也沒有做完,教學任務沒有完成.
一節課的失敗是由多個因素造成的,本節課失敗的原因主要有以下兩個方面:
1)例題選取不當[2].例題難度過大,前面缺少必要的容易題作鋪墊,學生入手困難.
②原問題的等價轉化,是學生難以理解和接受的.學生習慣于從字面上理解題目,考慮的是“方程的解”的問題,不能將題目轉化為“函數的零點”“兩個函數的交點”問題,缺乏數形結合思想.而且,本題要將原問題轉化為兩組函數的對應交點問題,這是本題最難的地方.


即


圖4

從上述解法可以看出,本題綜合程度較高,存在多種解法,且每一種解法都不容易理解.對于多數學生來說,幾種解題思路在頭腦中糾纏,學生陷入困境,不知所措.
2)對教學重點、難點理解不到位.講解例題時,側重于解題技巧,忽視了數學思想.
①本題涉及到較多的概念,應當進行概念的二次教學,提煉概念蘊含的數學思想[3].例如,復合函數的相關概念與換元法,涉及到“函數(對應)思想”.筆者在講授時,缺乏對復合函數必要的復習回顧,也沒有提煉其中蘊含的數學思想.
②復合函數零點問題,本質上是在考查數形結合思想.方程的根、函數的零點、兩個函數的交點,這三者之間的對應關系需要進行梳理.筆者在講授時,未明確指出這三者之間的對應關系,對數形結合思想強調不夠.

根據上述反思剖析,筆者將教學設計進行了改進,改進后的教學設計如下:
1)什么叫復合函數?
2)f(x)=e2x-2ex-3可以看成哪幾個函數復合而成?

設計說明復習復合函數的有關概念,幫助學生回憶解題要用到的有關知識.在點評引入3)時,注意兩點:第一,要強調“對應”:t2-2t-3=0有兩個解t1=3,t2=-1,一個t對應一個x,另一個t找不到對應的x(即ex1=3有解x1=ln 3,ex2=-1無解).第二,要有意識地用圖像來進行說明,強調方程的根、函數的零點、兩個函數的交點這三者之間的對應關系,強調“數形結合”(如圖5和圖6).

圖5 圖6
例2關于x的方程t=-x3+3x+2恰有3個根,求實數t的取值范圍.
例3關于x的方程t=|-x3+3x+2|恰有4個根,求實數t的取值范圍.

例5同例1.
設計說明1)在例5的前面設置3個例題,每個例題有各自的目的:例2是學生熟悉的三次函數,圖像簡單,題型常規,起點低,入手快;例3在三次函數的基礎上,加一個絕對值,繼續強化數形結合思想,承上啟下;例4需要畫兩組函數的圖像,分析交點情況,為例5的解決作準備.這樣,4個例題層層深入,難度遞進,前一題為后一題作鋪墊,容易激發學生的學習積極性.
2)例5(原例1)的講解,可以進一步優化如下:






⑧如圖3,由零點定理有


( )

答案:C.
2)已知函數f(x)=|x·ex|,g(x)=f2(x)+λf(x),若方程g(x)=-1有且僅有4個不同的實數解,則實數λ的取值范圍是______.

( )


答案:C.

( )

答案:C.
5)已知函數f(x)=|sinx|(其中x∈[-π,π]),g(x)=x-2sinx(其中x∈[-π,π]),設方程f(f(x))=0,f(g(x))=0,g(g(x))=0的實根的個數為分別為m,n,t,則m+n+t=
( )
A.9 B.13 C.17 D.21
答案:B.
專題復習,不是隨隨便便選幾個題組合在一起就構成一個復習專題,而要進行精心設計,內容不能過難或過易,要有梯度,層層遞進.專題復習的講解,不是就題論題,不是講解題技巧,而要側重于滲透數學思想方法.波利亞曾說過,完善的思想方法猶如北極星,許多人通過它而找到正確的道路.數學思想方法是解題的指導思想和基本策略,在教學中要注意滲透數學思想方法,這對于學生在學習過程中理解數學本質、激發學習興趣、發展創造能力大有裨益.
參考文獻
[1] 譚國華.高中數學解題課型及其教學設計[J].中學數學研究,2013(8):12-16.
[2] 金明,吳潤文.讓探究成為高三微專題復習課的主旋律——以一節高三專題復習課為例[J].中學數學:高中版,2017(5):5-8.
[3] 吳新建.高三微專題復習課的實踐與思考——以復合函數的零點問題的教學為例[J].數學通報,2016(5):43-45.