丁書明
[摘? 要] 文章主要介紹什么是微專題課,如何在高三復(fù)習(xí)階段以微專題課型進(jìn)行復(fù)習(xí),并以“函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)的判斷”為例分析微專題課的教學(xué)設(shè)計(jì).
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);微專題;高三復(fù)習(xí)
關(guān)于高三數(shù)學(xué)備考復(fù)習(xí)通常有第一輪的基礎(chǔ)復(fù)習(xí)及第二輪的專題復(fù)習(xí),但在第一輪復(fù)習(xí)過程中往往已經(jīng)適時(shí)地插入了專題復(fù)習(xí),因而在第二輪專題復(fù)習(xí)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)如果按照通常的專題進(jìn)行復(fù)習(xí)會(huì)有重復(fù)但又不深入的感覺. 經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐與思考,筆者總結(jié)出第二輪微專題復(fù)習(xí)方法,可以對(duì)一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容或一類題型,或?qū)W生暴露出來(lái)的尚未掌握的知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)習(xí)“定向爆破”,實(shí)現(xiàn)有效教學(xué). 那么什么是微專題課?如何設(shè)計(jì)微專題的主題和內(nèi)容?
■微專題的含義
微專題首先體現(xiàn)在一個(gè)“微”字,相對(duì)于大專題而言,它可能是大專題的一個(gè)組成部分,它涉及的范圍較小、內(nèi)容較少,只是一個(gè)具體的問題,或者是一種題型,或者是一種方法. 再者微專題體現(xiàn)了一個(gè)“?!弊?,深入地分析一個(gè)特定問題的原理、難點(diǎn)、思路、解法等.
例如大專題《三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)》,它的內(nèi)容包括三角函數(shù)的圖像、圖像變換、三角函數(shù)的性質(zhì)、三角函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用等內(nèi)容,非常系統(tǒng)全面. 經(jīng)過第一輪的復(fù)習(xí)這些內(nèi)容大都復(fù)習(xí)過了,如果再漫無(wú)目的地講就會(huì)重復(fù),講者無(wú)味聽者浪費(fèi),此時(shí)可針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)一個(gè)微專題《三角函數(shù)中參數(shù)范圍的求法》.
■微專題主題的確定
確定微專題課的主題應(yīng)源自三“點(diǎn)”:高考熱點(diǎn)、知識(shí)重點(diǎn)及學(xué)生弱點(diǎn). 例如在復(fù)習(xí)必修一《函數(shù)的圖像與性質(zhì)》時(shí),圖像的變換非常重要,但學(xué)生只知變化套路不理解變化的原理,使得難以靈活應(yīng)用,為此可以《函數(shù)圖像的變化》為題設(shè)計(jì)一節(jié)微專題課探討圖像變化的原理、方法結(jié)論與應(yīng)用. 再如高考考查熱點(diǎn)之一“函數(shù)的零點(diǎn)”內(nèi)容廣泛、題型豐富、綜合性強(qiáng),為此我們可以將這一大塊內(nèi)容系統(tǒng)地分割為一個(gè)個(gè)的微專題,像《函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷》《與ex,lnx有關(guān)的函數(shù)零點(diǎn)問題求解》《隱零點(diǎn)問題》等等,化整為零,逐個(gè)突破.
設(shè)計(jì)專題結(jié)構(gòu)時(shí)注重主題明確、例題典型,宜少而專,忌多而全.一般來(lái)說一個(gè)主題下因側(cè)重點(diǎn)不同或難度梯度不同不超過三個(gè)例題,以經(jīng)典問題為載體,回歸問題的本源,展現(xiàn)一條清晰的主線,循序漸進(jìn),逐步深入需要解決的問題.
■微專題課例
下面本文將以《函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷》為例具體說明.
(一)教學(xué)過程
1. 注重基礎(chǔ),提煉方法
例1:思考下列問題,并總結(jié)處理函數(shù)零點(diǎn)問題的常用方法.
(1)判斷函數(shù)f(x)=x2-3x-4的零點(diǎn)個(gè)數(shù);
(2)求證函數(shù)f(x)=lnx+x-3有且僅有一個(gè)零點(diǎn);
(3)偶函數(shù)f(x)滿足f(x-1)=f(x+1),且當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=-x+1,則關(guān)于x的方程f(x)=lg(x+1)在x∈[0,9]上解的個(gè)數(shù)是(? )?搖
A. 7B. 8? C. 9? D. 10
設(shè)計(jì)意圖:這一組題目類型均為判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù),題目較為基礎(chǔ)但卻可以充分揭示函數(shù)零點(diǎn)的本質(zhì):函數(shù)的零點(diǎn)即函數(shù)圖像與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),或者是f(x)=0的根.
題(1)可求方程x2-3x-4=0的根,或者畫圖判斷.
題(2)有兩種解法:
解法一:f(x)單調(diào)遞增,且f(1)<0,f(e)>0,由函數(shù)零點(diǎn)的存在性定理判斷該函數(shù)有且僅有一個(gè)零點(diǎn);
解法二:轉(zhuǎn)化為函數(shù)g(x)=lnx與h(x)= -x+3兩個(gè)函數(shù)圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo).
題(3)可轉(zhuǎn)化為函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)=lg(x+1)在區(qū)間[0,9]上交點(diǎn)個(gè)數(shù).
一般地,對(duì)于形如函數(shù)f(x)=g(x)-h(x)的零點(diǎn)等價(jià)于方程g(x)-h(x)=0的根,進(jìn)而等價(jià)于函數(shù)y=g(x)與y=h(x)圖像的交點(diǎn),我們稱之為分離函數(shù)法.
引導(dǎo)學(xué)生討論并歸納解題策略.
(1)求根:函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)等價(jià)于對(duì)應(yīng)方程f(x)=0的根;
(2)零點(diǎn)的存在性定理判斷;
(3)轉(zhuǎn)化:運(yùn)用等價(jià)變形將方程轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖像的交點(diǎn).
2. 加深理解,提升素養(yǎng)
例2:已知函數(shù)f(x)=2x-1,x>0,-x2-2x,x≤0,函數(shù)g(x)=f(x)-m有3個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
變式1:已知函數(shù)f(x)=2x-1,x>0,-x2-2x,x≤0,函數(shù)g(x)=f(x)-mx有2個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
變式2:將例2中g(shù)(x)的3個(gè)零點(diǎn)分別記為x■,x■,x■,求x■+x■+x■的取值范圍.
變式3:已知函數(shù)f(x)=2x-1,x>0,-x2-2x,x≤0,函數(shù)g(x)=f(f(x))-m有3個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
思路分析:
(1)例2的問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為方程f(x)=m恰有3根,再進(jìn)一步等價(jià)轉(zhuǎn)化為函數(shù)f(x)的圖像與直線y=m有3個(gè)交點(diǎn),可由直線y=m“上下浮動(dòng)”直觀地看出m的取值范圍.不僅如此,還可以設(shè)問恰有1個(gè)零點(diǎn)、2個(gè)零點(diǎn)等. 該方法做到了“參變分離”,我們稱之為“分離參數(shù)法”. 變式1轉(zhuǎn)化為函數(shù)f(x)的圖像與直線y=mx有2個(gè)交點(diǎn),可由直線y=mx繞原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)滿足條件時(shí)直線的起始位置及終止位置,從而求出m的取值范圍.
(2)變式2深化了“零點(diǎn)即交點(diǎn)的橫坐標(biāo)”的轉(zhuǎn)化,強(qiáng)化了數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
(3)變式3:設(shè)t=f(x),只需要研究方程f(t)=m和方程t=f(x). 如當(dāng)0
變式3題型可歸納為“復(fù)合函數(shù)”零點(diǎn)問題,本解法做了整體代換“f(t)=m”,我們稱之為整體代換法.
設(shè)計(jì)意圖:這一組題目類型均為根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍,采用了一題多變的形式,意在揭示根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)確定參數(shù)取值范圍的核心思想是“數(shù)形結(jié)合”,即通過函數(shù)圖像與x軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù),或者轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖像的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)確定參數(shù)的取值范圍,解決問題的步驟是“先形后數(shù)”.至此,求解函數(shù)零點(diǎn)的三種主要方法:圖像法、分離函數(shù)法、參變分離法及整體代換法已引導(dǎo)學(xué)生探討完畢,基本上達(dá)到了微專題的設(shè)計(jì)目的.
3. 動(dòng)手實(shí)踐,形成能力
例3:已知函數(shù)f(x)=2lnx-x2+ax(a∈R).
(1)略;
(2)若函數(shù)g(x)=f(x)-ax+m在■,e上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解法一:(圖像法)利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性.
g(x)=f(x)-ax+m=2lnx-x2+m,則g′(x)=■-2x=■.
因?yàn)閤∈■,e,所以由g′(x)=0,得x=1.
當(dāng)■≤x<1時(shí),g′(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增,當(dāng)1 又g■=m-2-■,g(e)=m+2-e2, 所以g(x)=f(x)-ax+m在■,e上有兩個(gè)零點(diǎn)需滿足條件 g(1)=m-1>0,g■=m-2-■≤0,解得1 故實(shí)數(shù)m的取值范圍是1,2+■. 解法二:(分離函數(shù)法) 由g(x)=2lnx-x2+m=0,得2lnx=x2-m. 令函數(shù)h(x)=2lnx(x∈■,e),φ(x)=x2-m(x∈■,e),可等價(jià)轉(zhuǎn)化為函數(shù)h(x)與φ(x)的圖像恰有兩個(gè)交點(diǎn). (以下略) 解法三:(參變分離法)令g(x)=2lnx-x2+m=0,得m=x2-2lnx,可轉(zhuǎn)化為函數(shù)h(x)=x2-2lnx,x∈■,e與直線y=m恰有兩個(gè)交點(diǎn). (以下略) 設(shè)計(jì)意圖:緊扣本節(jié)課主題,難度略大于前兩個(gè)例題,可一題多解. 課堂給予時(shí)間讓學(xué)生親自動(dòng)手求解,達(dá)到檢測(cè)訓(xùn)練的目的. 組織學(xué)生投影分享,發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)糾正,加深理解,形成能力. ■感悟 1.第二輪復(fù)習(xí)過程中穿插微專題,有助于突破一些重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題,避免泛泛而談,既節(jié)省了時(shí)間,又突破了學(xué)生的弱點(diǎn),強(qiáng)化了高考熱點(diǎn)和重點(diǎn),使復(fù)習(xí)效果得以保證. 2.高三復(fù)習(xí)過程中經(jīng)常要進(jìn)行單元測(cè)試、綜合測(cè)試及月考等,對(duì)于考試中學(xué)生暴露出的問題非常適合以微專題的形式進(jìn)行試卷講評(píng),這樣的試卷講評(píng)課不求全而求專,以問題促成專題的生成,力求解決學(xué)生學(xué)習(xí)的真問題和實(shí)問題. 3.微專題教學(xué)可以激活知識(shí),點(diǎn)燃數(shù)學(xué)思維的火花,聯(lián)想解決問題的方法,通過變式教學(xué)可以從更高層面重構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),跨越章節(jié)界限,對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合、串講,將散亂的知識(shí)串聯(lián),達(dá)到融會(huì)貫通.