胡建章
浙江金华第一中学 321000
摘要:教材是教师教学与学生学习间的重要媒介,对不同版本的教材认真研究有利于教师更好的教学及学生有效的学习. 指对函数在高中数学中具有重要的地位,是重要的基本初等函数,也是高中函数学习的重难点内容. 因此本文笔者通过科学有效的研究方法对于旧教材的必修一基本初等函数Ⅰ章节和新教材必修第一册的指数函数与对数函数章节进行系统对比. 发现两版教材函数章节内容所对应的课标要求,以及数学学科核心素养蕴含情况的特点,从而得到人教A版新教材的优缺点,帮助一线教师更好的利用新教材,从而提升教学质量,也为教材的改革创新提供一些切实可行的建议. 科学分析后发现:1.在新教材中指对幂函数更加突出数学运算素养的培养; 2. 新教材数学核心素养培养的程度更深,其中在函数的应用方面,新教材更加强调数学建模素养的重要性,更强调数学与现实生活的联系;3. 新教材更加体现信息技术在教学中的作用,使学生更深刻地参与数学探究活动,体现了教学中学生的主体地位.
关键词:指数函数、对数函数、函数的零点、信息技术、数学建模.
一、章节内容整体上的对比
旧教材:分指数函数、对数函数、幂函数三大节内容. 新教材:分指数、指数函数、对数、对数函数、函数的应用五大节内容. 新教材把幂函数调整到前面章节,旧教材中函数的应用调整到与指对函数同一章节. 新教材针对于该章内容建议教学安排:指数2课时、指数函数2课时、对数2课时、对数函数3课时、函数的应用4课时、文献阅读与写作(对数概念的形成与发展) 1课时、小结2课时,总共16课时.
对比旧教材,新教材把指数与指数函数、对数与对数函数分开成独立一节内容,课时安排也建议足够的课时学习指数,对数. 新教材更加强调指对数运算是学习了指数函数,对数函数的必备基础,运用这些运算性质,通过运算,特别是加法、乘法的运算的互相转化可以研究函数的性质,体现了核心素养中的数学运算. 因此在指数,对数内容的教学过程中应该加强指数,对数的运算,从整体上把握上述运算和函数概念、图象、性质及应用的关系.
新教材把幂函数这一基本初等函数调整到前面一章内容,让学生初步体会了研究具体函数类型的基本思路,即按“背景—概念—图象和性质—应用”,对于指对函数的学习也是按“背景—概念—图象和性质”思路,这样可以使学生更好地理解研究函数的基本思路与方法,并能将其应用于研究新函数,体现了数学内容之间的联系及类比思想在教学中的应用. 在实际教学中应注重引导学生学习研究函数的基本过程:背景—概念—图象和性质—应用.
函数的应用中特意强调了函数模型的应用,而且增加了文献阅读与写作(对数概念的形成与发展) 1课时,新教材更加强调了数学核心素养中的数学建模的培养. 因此在实际教学中,应该加强对实际问题的分析,而且数学小论文的学习应该鼓励每位学生都去尝试去写作.此时学生刚迈入高中不久,对于高中数学的学习还没有形成比较好的学习思维,因此对数概念的形成的论文写作让学生能有一次自我发现,整理,归纳的过程,体会对数在数学的发展、人类社会发展中的作用,有利于增强学生学习数学的兴趣,培养学生学习数学的思维习惯.
二、新教材章节内容的具体分析
4.1指数
(1)新旧教材对于新内容的课前引入不一样:旧教材以实际例题的一些式子引入学习分数指数幂的重要性;新教材是以初中学过的指数整数幂及幂函数的知识引入学习分数指数幂的重要性,新教材的引入体现数学知识之间的联系,注重了在学生已有的知识结构的基础上探究新知识.
(2)新旧教材对于无理数指数幂的认识要求不一样:旧教材对于无理数指数幂主要是介绍了下概念,对于运算性质的推广一句话带过;而新教材详细的编写了指数幂运算性质的推广公式
(3)新教材对于指数幂的运算的例题及课后练习更多,且就在本节内容后面;题型更为全面,包括选择题,比较大小,化简复杂式子,运用整体代换思想计算

,而且还包括运用极限思想计算. 因此在教学中应该注重指数幂运算的教学,这是学好指数函数的必要基础.
4.2指数函数
4.2.1指数函数的概念
新教材通过探究两个情境问题引入新知识点,情境问题1给出了函数关系的三种表示形式:列表、图象、表达式,与之前学习函数的相关概念达到一致,从而进一步表明要学的新内容具有一般函数的共性,为后续用类比方法研究学习指数函数图象和性质提供了依据. 在归纳表达式的过程体现了数学建模的思想,强调了从实际问题抽象出数量关系,并用一定的数学式子表达这种数量关系的过程,并且情境问题1中,指数函数图象和线性函数图象的对比,为后续体会指数爆炸型增长给出了一个图象上的直观感受. 情境问题2给出了一个呈现指数衰减变化的指数函数实例,两个问题一个是增长问题,一个是衰减问题,有利于学生从实际出发全面地认识指数函数.
新教材在引入概念之后,并没有继续马上研究指数函数的图象与性质,而是给出两个例题. 例1的主要目的是加强对指数函数概念的理解,例2是应用指数函数的知识解决情境问题中提出问题,体现了数学来源于生活又应用于生活的过程.
4.2.2指数函数的图象与性质
新教材对指数函数图像的研究,给出了更多的具体指数函数的图象,通过对比得出指数函数的相关性质,体现了由特殊到一般的过程;同时也强调用信息技术探究底数对于指数函数图象变化的影响,强调了由观察图象得出性质的过程,体现了数形结合的思想. 因此在教学过程中要充分发挥信息技术的作用,尽量利用信息技术创设教学情境,为学生的数学探究和数学思维提供支持,更好地克服可能的困难,理解指数函数的图象和性质.
4.3 对数
(1)新教材中给出课外探究活动—应用互联网进一步了解无理数,常用对数,自然对数,更加注重探究知识的来源,注重对数学概念的理解,有利于培养学生对数学概念的探究意识.因此在教学中我们可以收集好相关文献给学生进行课外阅读,在数学教学中渗透数学史的相关文化.
(2)新教材通过探究实例如何应用求,引入探究出换底公式,并给出了换底公式的推导过程,由具体实例的引入可让学生更加明确换底公式的用途以及处理技巧.
4.4对数函数

、一次函数、对数函数放在同一坐标系中研究,可让学生从图象直观上感受三者的差异,有利于后续学习中能根据这种增长差异,选择合适的函数类型构建数学模型,更好地理解不同函数类型的特点.
4.5 函数的应用
教材对于函数的零点引入进行了调整,由原来的“探究三个二次的关系”调整为“如何研究

这样不能用公式求解的方程的解的情况”,新教材的这种调整强调了学习新内容的必要性和重要性,而且有利于激发学生的求知欲.
新教材将零点概念前移,将原来的“方程的根与函数的零点”的顺序调整为“函数的零点与方程的解”,并给出“函数零点存在性定理”的名称. 新同时对于例题的要求由原来的“求函数

的零点的个数”调整为“求方程

的实数解的个数,加强了零点存在性定理在数学内部应用的定位,突出了函数的核心地位,并将重心放在应用函数性质研究方程的解上.
三、教学启示
新教材的编写更加体现了对数学本源的探索,更加重视引导学生加强对数学概念的理解. 我们在教学中需要更加重视对于数学概念的加强,为学生演绎概念的发生发展过程,揭示概念的本质,推动高中数学概念教学的有效发展. 新教材的引入及例题的选择更加重视实际生活的分析,因此在教学中创设有意义情境,加强学生数学核心素养,培养学生数学建模核心素养. 同时教师应该重视改进教学方法和教学手段,充分发挥现代信息技术在数学教学中的作用.
参考文献
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