高中数学概念课作业的分层设计
《普通高中数学课程标准(2017年版)》指出,数学学科的核心素养包含数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象与数据分析等基本要素.核心素养的落地,不仅依靠教师在课堂上的精准切入,还需要教师在作业上巧妙设计,以实现知识的巩固融合.预习作业作为课前的铺垫,要引导学生带着问题进入课堂;课后作业作为课堂教学的延伸,是学生巩固课堂所学知识、反馈教学效果的重要手段;巩固复习作业可以很好的帮助学生整合单元所学知识,形成完备的知识体系.因此,教师应认真研究数学作业的价值和功能,结合课前、课后和复习阶段的实际需要,分层设计有针对性的作业,加深学生对知识的认知和理解,感受数学的魅力.
本文以2019年人教A版新教材中《函数奇偶性》为例,结合课前、课后和复习阶段三个层次设计作业,让学生聚焦概念的本质属性,感受数学概念学习从概念生成、内涵揭示到外延拓展的过程.
1.设置课前作业,聚焦概念的本质属性
预习是指学生在正式进入课堂教学之前的准备活动.如能在课前设置一组有针对性的作业,让学生了解学习内容的重点和难点,了解新旧知识之间的联系,找出自己的疑问和困惑,可以激发学生自主探索的求知欲望,为他们接下来的学习做好准备.
问题1?画出函数f(x)=x2、f(x)=1-x2、f(x)=x、f(x)=2-x的图象,观察这些图象的共同特征,探究函数值f(-x)与f(x)之间的关系,抽象出偶函数的定义.
问题2?画出函数f(x)=x、f(x)=1x、f(x)=x3的图象,观察这些图象的共同特征,探究函数值f(-x)与f(x)之间的关系,抽象出奇函数的定义.
设置意图:从具体的函数出发,通过列表、描点、作图,形数对照、直观感知、聚焦目标,在熟悉的情境中,抽象出函数奇偶性的概念和规则.
预设学生经抽象概括得到如下定义:
(1)设函数的定义域为I,对x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),称f(x)为偶函数.
(2)设函数的定义域为I,对x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),称f(x)为奇函数.
问题3?判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x2n(n∈Z);(2)f(x)=x2n-1(n∈Z);
(3)f(x)=(1-x)1+x1-x;(4)f(x)=x2-1+1-x2;
(5)f(x)=x+kx(k0);(6)f(x)=ax2+1x(a∈R).
设置意图:预设通过概念辨析,能揭示函数奇偶性概念蕴含的以下特征:
(1)幂函数f(x)=xnn∈Z的奇偶性.当n为偶数时,f(x)为偶函数;当n为奇数时,f(x)为奇函数,感受“奇偶函数”称谓的合理性.
(2)判断一个函数是奇(偶)函数,需要严格的证明,而判断一个函数不是奇(偶)函数,只需要举出一个反例,感受“演绎推理”对于理性思维的重要意义.
(3)奇偶函数分为四类,即奇函数但不是偶函数、偶函数但不是奇函数、既是奇函数又是偶函数、既不是奇函数也不是偶函数,感受“逻辑划分”的标准和规则.
(4)既奇又偶函数的表达式可简化为f(x)=0,但它不是唯一的,因为关于原点对称的定义域可以有无穷多个.
(5)f(x)=x+kxk0是经常用到的“对勾”函数,配合教材P85综合运用8(3)讨论函数f(x)=x+kxk0在0,+∞上的单调性,可以让学生更好地了解“对勾”函数的图象和性质.
问题4?若函数f(x)=x+a,x∈[-m-2,2m]是奇函数,求a,m的值.
简析:由函数定义域关于原点对称,可得-m-2+2m=0,即m=2;由奇函数满足f(-x)+f(x)=0,可得a=0.
设置意图:聚焦奇(偶)函数定义的两个关键信息.一是共性:对x∈I,都有-x∈I,说明定义域关于原点对称是函数f(x)为奇(偶)函数的必要条件;二是个性:满足f(-x)=f(x)的f(x)为偶函数,满足f(-x)=-f(x)的f(x)为奇函数.
奇偶性是函数在它的定义域上的整体性质,所以判断它的奇偶性应先明确它的定义域,体现定义域优先原则,其次,再判断f(-x)与f(x)的关系.
概念形成实质上可以概括为两个阶段:从完整的表象蒸发为抽象的规定;使抽象的规定在思维过程中导致具体再现.课前预习作业的设计要把握这两个阶段的基本要求:如何让学生产生完整的表象,并从中抽象出概念的内涵,以及如何使概念成为思维中的具體.
2.设置课后作业,形成良好的知识结构
数学概念是进行推理、判断、证明的依据,是建立定理、法则、公式的基础,也是形成数学思想方法的出发点.概念课教学后,作业的设计应很好的延续课堂的教学内容,需要在总结数学思想和方法的基础上,进行变式训练,归纳数学模型,达到做一题通一类、举一反三、触类旁通的效果.
问题5?(1)已知定义域是R的偶函数f(x)在
[0,+∞)
上单调递增,求不等式f2x-1≤f(x)