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摘 要:概念教学要根据教学内容和学生实际情况组织教学,注重揭示概念的形成过程,展示“知识生态”是有序的;引导学生用联系的观点发现并解决问题,培养学生思维的创造性;展示学生在教师指导下积极思考、敢于发现、勇于创新的“教育生态”,融入数学核心素养。
关键词:对数概念;教学设计;数学核心素养。
一、教学内容解析
本节课选自人教A版《普通高中课程标准实验教科书数学(必修1)》第二章第二节内容,通过对数概念的学习,对培养学生对立统一、相互联系、相互转化的思想以及逻辑思维能力都有重要的意义。对数属于概念性知识,本节课是一节概念课。其主旋律是和学生一同参与概念的形成过程,养成用数学的眼光观察和分析问题的习惯。本节课是指数概念和指数函数的回顾、深化和延续,同时又是学习对数运算性质和对数函数的基础,起着承上启下的作用。
二、教学目标
1、经历对数概念的形成过程,理解对数的概念;
2、会用对数的定义进行对数式与指数式的互化;
3、理解和掌握对数的性质,会求简单的对数值;
本节课的重点是:对数的概念与性质;对数式与指数式的互化.
三、学生学情分析
经过指数函数等知识的学习后,在观察、抽象、概括等学习策略和学习能力方面有了一定的基础。但是,在概念课的学习中,习惯于记忆,自己主动构建概念的意识还不强,自主探究的能力不够高。
本节课的难点是:对数概念的理解。
四、教学策略分析
为了突破重点,按照概念形成的教学策略组织教学,渗透数学抽象、直观想象核心素养;
为了攻克难点,发挥“先行组织者”的作用,从“最近发展区”出发,渗透直观想象、数学运算核心素养;
本节课始终从学生最近发展区设置基于知识本原的问题设计,坚持组织符合学生认知规律的教学活动,并且运用多媒体的PPT动画辅助教学。
五、教学过程
(一)对数的文化意义
恩格斯说:纳皮尔的对数是17世纪的三大数学成就之一.
伽利略说:给我空间、时间以及对数,我可以创造一个宇宙.
拉普拉斯说:对数用缩短计算的时间来使天文学家的寿命加倍.
【设计意图】通过对数的文化意义让学生感知对数的应用价值和育人价值,激发学生的学习兴趣。
(二)创设情境,问题引入
请每个同学拿出一张纸,对折4次,折纸次数和层数有什么关系?
师生活动:折纸次数 x 1 2 3 4 ……
层数 y 2 4 8 16 ……
折纸次数和层数的关系:
问题1:如果你折了5次,你能计算一共有多少层吗?
问题2:一共需要获得128层,你能计算要折多少次吗?
这个问题就转化为:已知 ,求 即已知底数和幂,求指数。
【设计意图】通过折纸情景引入,从学生已有的数学知识出发引发认知冲突,体现引入对数的必要性。让学生的知识体系自动链接。
(三)引导探索,形成概念
知识探究(一):对数的概念
解方程:
师生活动:方程3学生不会求,通过教师提问引发学生分析解决问题。
(1)通过画图发现这里的x存在且唯一;
(2)既然x存在且唯一,如何表示这个数呢?
(3)引入对数符号:
【设计意图】通过熟悉的解方程问题切入,一方面让学生明确对数产生的背景是解决指数式中“已知底数与幂求指数”问题,另一方面通过方程(3)的不会解引发认知冲突,从而形成引入对数的迫切性。而且通过数形结合得出方程(3)的解存在且唯一,让学生感受到对数概念的合理性,并初步了解对数源出于指数,为抽象出对数概念打下认知基础。
【设计意图】通过思考问题让学生深刻理解对数式的含义,从而领悟对数就是一个数,对数源于指数。
思考2:指数式与对数式中的 的名称分别是什么?这三个量的范围分别是什么?
【设计意图】通过思考问题让学生深刻理解对数式与指数式的互相转化的关系。深刻体会对数源于指数。从而确定对数式里面三个量的范围。
例1:将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.
【设计意图】通过讲练结合让学生体会指数式与对数式的互化。
特殊对数:将以10为底的对数叫做常用对数(common logarithm),并把常用对数 简记为lgN 以无理数e=2.71828……为底的对数,以e为底的对数叫自然对数,并把自然对数 简记作lnN
(四)探究性质,理解概念
探究1、求下列各式的值,注意观察思考:
你发现了什么?
【设计意图】通过学生不断的回归概念思考问题,让学生亲历探究过程,并且展示学生的想法,充分体现教师是主导,学生是主体的新课程理念,同时引领探究发现对数性质,使学生学会归纳总结,把零散的知识整体化,系统化。
例2、求下列各式中x的值:
【设计意图】通过例题的讲练结合让学生熟悉将指数式化为对数式的转化思路,深化对数概念的理解,同时也是对数性质的简单运用,体会所学知识的应用价值。
(五)回顾反思:问题:如何研究对数的?
【设计意图】引导学生一起回顾本节课,不仅是单纯的知识罗列,而是提炼出在知识形成过程中所体现的数学思想方法以及研究一个“代数对象”的基本套路:实际背景——定义——性质——运算性质,培养学生反思的习惯。并且为下一节课的学习做下铺垫,激发学生的求知热情。
六、课后反思:
对数概念作为对数函数的第一课时,概念抽象,是学生进入高中学习的一个难点,因此,教学应该符合学生的认知规律。下面谈谈教学反思:
1、本节课是在研究了指数函数及其性质的基础上,为解决已知底数和幂求指数问题,引入对数的概念,使学生感受到引入对数的必要性,在教学过程中始终抓住对数概念的主线,抓住它与指数的关系,结合指数式理解对数式。从“研究一个代数对象”的“基本套路”出发,让学生完整经历“现实背景—定义—性质”的生成过程。让学生合理认知数学知识的发生发展过程,尽可能地促成学生合理地思考,有逻辑地思考。
2、数学抽象是数学六大核心素养的第一个,概念教学是培养数学抽象素养的好时机,数学概念往往有其生活背景,教学要尽量从生活、历史文化以及已有知识的角度通过抽象、类比形成相关概念,让学生从中体会数学概念并非凭空出现,而是有其渊源的。概念教学需注重揭示概念的形成过程。本节课通过系列问题、环环相扣、步步深入,形成对数概念,展示“知识生态”有序性。在这一过程中学生能够用联系的观点发现并解决相关问题,通过这些看似简单的问题培养学生思维的创造性和严谨性,展示学生在教师指导下积极思考、敢于发现、勇于创新的“教育生态”,融入数学核心素养。
3、要吸引每一位学生积极参与思考,就要充分调动学生的积极性。先要设置好的问题或问题串(搭建好知识框架),通常问题要从学生最近发展区出发,可以由具体到抽象、由简单到复杂拾级而上,留给学生思考空间,使学生及时反馈,把握学生的思维脉络,对一些疑难问题发挥先行组织者的作用及时引導,使学生有成就感。
参考文献
[1] 普通高中数学课程标准(2017年版).
关键词:对数概念;教学设计;数学核心素养。
一、教学内容解析
本节课选自人教A版《普通高中课程标准实验教科书数学(必修1)》第二章第二节内容,通过对数概念的学习,对培养学生对立统一、相互联系、相互转化的思想以及逻辑思维能力都有重要的意义。对数属于概念性知识,本节课是一节概念课。其主旋律是和学生一同参与概念的形成过程,养成用数学的眼光观察和分析问题的习惯。本节课是指数概念和指数函数的回顾、深化和延续,同时又是学习对数运算性质和对数函数的基础,起着承上启下的作用。
二、教学目标
1、经历对数概念的形成过程,理解对数的概念;
2、会用对数的定义进行对数式与指数式的互化;
3、理解和掌握对数的性质,会求简单的对数值;
本节课的重点是:对数的概念与性质;对数式与指数式的互化.
三、学生学情分析
经过指数函数等知识的学习后,在观察、抽象、概括等学习策略和学习能力方面有了一定的基础。但是,在概念课的学习中,习惯于记忆,自己主动构建概念的意识还不强,自主探究的能力不够高。
本节课的难点是:对数概念的理解。
四、教学策略分析
为了突破重点,按照概念形成的教学策略组织教学,渗透数学抽象、直观想象核心素养;
为了攻克难点,发挥“先行组织者”的作用,从“最近发展区”出发,渗透直观想象、数学运算核心素养;
本节课始终从学生最近发展区设置基于知识本原的问题设计,坚持组织符合学生认知规律的教学活动,并且运用多媒体的PPT动画辅助教学。
五、教学过程
(一)对数的文化意义
恩格斯说:纳皮尔的对数是17世纪的三大数学成就之一.
伽利略说:给我空间、时间以及对数,我可以创造一个宇宙.
拉普拉斯说:对数用缩短计算的时间来使天文学家的寿命加倍.
【设计意图】通过对数的文化意义让学生感知对数的应用价值和育人价值,激发学生的学习兴趣。
(二)创设情境,问题引入
请每个同学拿出一张纸,对折4次,折纸次数和层数有什么关系?
师生活动:折纸次数 x 1 2 3 4 ……
层数 y 2 4 8 16 ……
折纸次数和层数的关系:
问题1:如果你折了5次,你能计算一共有多少层吗?
问题2:一共需要获得128层,你能计算要折多少次吗?
这个问题就转化为:已知 ,求 即已知底数和幂,求指数。
【设计意图】通过折纸情景引入,从学生已有的数学知识出发引发认知冲突,体现引入对数的必要性。让学生的知识体系自动链接。
(三)引导探索,形成概念
知识探究(一):对数的概念
解方程:
师生活动:方程3学生不会求,通过教师提问引发学生分析解决问题。
(1)通过画图发现这里的x存在且唯一;
(2)既然x存在且唯一,如何表示这个数呢?
(3)引入对数符号:
【设计意图】通过熟悉的解方程问题切入,一方面让学生明确对数产生的背景是解决指数式中“已知底数与幂求指数”问题,另一方面通过方程(3)的不会解引发认知冲突,从而形成引入对数的迫切性。而且通过数形结合得出方程(3)的解存在且唯一,让学生感受到对数概念的合理性,并初步了解对数源出于指数,为抽象出对数概念打下认知基础。
【设计意图】通过思考问题让学生深刻理解对数式的含义,从而领悟对数就是一个数,对数源于指数。
思考2:指数式与对数式中的 的名称分别是什么?这三个量的范围分别是什么?
【设计意图】通过思考问题让学生深刻理解对数式与指数式的互相转化的关系。深刻体会对数源于指数。从而确定对数式里面三个量的范围。
例1:将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.
【设计意图】通过讲练结合让学生体会指数式与对数式的互化。
特殊对数:将以10为底的对数叫做常用对数(common logarithm),并把常用对数 简记为lgN 以无理数e=2.71828……为底的对数,以e为底的对数叫自然对数,并把自然对数 简记作lnN
(四)探究性质,理解概念
探究1、求下列各式的值,注意观察思考:
你发现了什么?
【设计意图】通过学生不断的回归概念思考问题,让学生亲历探究过程,并且展示学生的想法,充分体现教师是主导,学生是主体的新课程理念,同时引领探究发现对数性质,使学生学会归纳总结,把零散的知识整体化,系统化。
例2、求下列各式中x的值:
【设计意图】通过例题的讲练结合让学生熟悉将指数式化为对数式的转化思路,深化对数概念的理解,同时也是对数性质的简单运用,体会所学知识的应用价值。
(五)回顾反思:问题:如何研究对数的?
【设计意图】引导学生一起回顾本节课,不仅是单纯的知识罗列,而是提炼出在知识形成过程中所体现的数学思想方法以及研究一个“代数对象”的基本套路:实际背景——定义——性质——运算性质,培养学生反思的习惯。并且为下一节课的学习做下铺垫,激发学生的求知热情。
六、课后反思:
对数概念作为对数函数的第一课时,概念抽象,是学生进入高中学习的一个难点,因此,教学应该符合学生的认知规律。下面谈谈教学反思:
1、本节课是在研究了指数函数及其性质的基础上,为解决已知底数和幂求指数问题,引入对数的概念,使学生感受到引入对数的必要性,在教学过程中始终抓住对数概念的主线,抓住它与指数的关系,结合指数式理解对数式。从“研究一个代数对象”的“基本套路”出发,让学生完整经历“现实背景—定义—性质”的生成过程。让学生合理认知数学知识的发生发展过程,尽可能地促成学生合理地思考,有逻辑地思考。
2、数学抽象是数学六大核心素养的第一个,概念教学是培养数学抽象素养的好时机,数学概念往往有其生活背景,教学要尽量从生活、历史文化以及已有知识的角度通过抽象、类比形成相关概念,让学生从中体会数学概念并非凭空出现,而是有其渊源的。概念教学需注重揭示概念的形成过程。本节课通过系列问题、环环相扣、步步深入,形成对数概念,展示“知识生态”有序性。在这一过程中学生能够用联系的观点发现并解决相关问题,通过这些看似简单的问题培养学生思维的创造性和严谨性,展示学生在教师指导下积极思考、敢于发现、勇于创新的“教育生态”,融入数学核心素养。
3、要吸引每一位学生积极参与思考,就要充分调动学生的积极性。先要设置好的问题或问题串(搭建好知识框架),通常问题要从学生最近发展区出发,可以由具体到抽象、由简单到复杂拾级而上,留给学生思考空间,使学生及时反馈,把握学生的思维脉络,对一些疑难问题发挥先行组织者的作用及时引導,使学生有成就感。
参考文献
[1] 普通高中数学课程标准(2017年版).