數學課 · 函數的概念 概念發展

2021-02-13 成德老師

這是一節微課,目的是作為函數的概念部分的導入,通過概念的發展史中部分數學家的觀點,結合著相關的例子進行講解,讓學生在體會數學概念發展史的過程中獲得「再發現」的數學體會,從而培養學生的數學思想與數學素養。

嗯,以上就是這節課的官方說明。

其實吧,就是給學生講講這個概念是怎麼一點點發展完善的,但是這節課的備課準備和思考我覺得應該和大家說說。

微課講解在視頻裡,課件是下面的圖片。

接下來,我就邊說課邊介紹。

有趣的小細節是,課件背景不是我常用的淡白底,而是一個擦過的黑板。我認為,這樣更有一種數學家們思考分享並被修改,一步一步的去完善概念的感覺。

函數的概念這種概念課是非常難講的,難的不是知識點本身,而是如何講解枯燥無味還全是小細節的概念。

我在本科期間參加省裡的比賽,其中的一個課題就是函數的概念,當時準備的內容與大部分老師上課基本上是一樣的,就是初高中函數概念的過渡,配合解析式、圖象、表格的三種形式,然後得出高中函數的概念,再進行強調總結。現在看好像很多老師講課還是這樣。

但我現在重新準備這節課的時候,我突然想到了一些什麼。

假期在恩師的指導下進行了一些數學史方面的學習和整理,這讓我想到,對於函數概念,講解其概念發展史是否對學生理解函數的概念有所幫助呢?

於是乎,我找到了一套非常好的資料,好到我認為所有數學老師都應該學習了解的資料(只不過還沒出版,出版後我會介紹),根據這份資料的部分內容進行整理,形成了比較簡潔明了的函數概念發展史,也就是本節微課的主線。

雖然我聽的課不是很多,但是我覺得這樣的課確實很少見,幾乎沒有。把數學史融入高中數學這一說法很早就有了,但是落在具體的課例上的並不常見。像這樣用十分鐘的時間進行講解的更是少。

沒有,或者說很少,意味著兩種可能。一是很少有人意識到或者意識到了也做不到;二是這樣做是錯的,效果不好。

我沒有絲毫猶豫的做了,並且後來和組長說了我的想法:「我還是想試試,如果這麼做是錯的,那就錯吧,反正我年輕,我可以錯。而如果這樣效果好,那就更值得做了。」

這就是「試誤」,在不清楚一件事究竟如何做才能更好的情況下,為什麼不勇於去嘗試呢?年輕沒有話語權的同時,卻是可以大膽試誤的。專家學者不敢做的事情,我們可以大膽去嘗試,錯了就改,對了更好。這就是我的想法。畢竟有人說過,「我們前半生沒有對錯,只有成長。」「不要怕錯,不要怕死規定,只要按照自己的規劃往前走,不論結果是什麼都能獲得成長。」

於是,便有了這節課,分享給大家,希望大家一起交流,批評指正。如果想在課上或課前使用,當然沒有問題。

接下來的三個例子,是我在傳統的解析式、圖象、表格三例題的形勢下,進行內容的更換,並且用煙臺的真實數據作為示例,讓學生在學習數學的同時培養對家鄉的自豪感,熱愛自己的家鄉。

濰煙鐵路的相關數據是從新聞報導中整理的,作為解析式的例題。

煙臺空氣品質指數也是從新聞中整理的,作為圖象的例題。

表格例題的煙臺城鎮居民家庭基本情況這個表就不一樣了,這是我到煙臺統計局的網站上找到了煙臺市的統計年鑑,從裡面的很多數據表格中找到的。

三個例題在符合教材對這部分知識的要求下,用真實的數據培養學生的數學能力和對家鄉的自豪感,我認為還是可以的,或許比直接套用課本例題強點。

例題不是隨便講解的,是在函數概念的發展史中,結合著函數發展的階段,隨著數學家們對概念的完善概念進行補充的。比如數學家們認為函數就是解析式,呈現圖象表示函數來介紹數學家們發現函數還可以是圖象,進一步確定函數是一種對應關係,不僅僅只是解析式。

需要說明的是,本節課雖然有大量的文字,但是講的時候不會每個字都去念,而是在呈現內容後,學生看的同時,我只讀一下關鍵部分,講解這位數學家提出的概念對整個函數概念發展史的影響。

在三大例題講解後,函數概念也相對完善的情況下,如何找到一種確切通用的概念,就要進行最後的總結了。

為什麼學完集合再學函數的概念?

因為現在的函數概念是在康託爾集合論的基礎上進行定義的。

在此展示高中函數的概念進行總結,然後進行後續教學。

最後來點「德融數理」的內容,讓學生在體會函數概念發展史的過程中,體會到數學家們為了完善概念的焦慮和困擾,進而不畏懼難題,產生對思考的興趣。

最後的結束是為了接下來函數概念的細緻講解進行一個鼓勵。接下來的部分,就是傳統意義上的細節強調和例題解析了。之前說過,不一樣是為了更好,而不是為了不一樣。在導入這部分,用數學史是不是更好目前不確定,但細節講解與例題解析確實沒想到可能會更好的形式,所以一樣就好。

這節微課,我並不準備在正課上使用,目前有兩個想法,各位可以參考。一是在上課前的晚自習,找9分鐘放一下讓學生看看,激發興趣更好地預習;二是上課前的課間開始放,結合上課的三五分鐘放完,然後趁熱打鐵開始新課學習。

能夠備出本節微課,我認為這與我恩師一直以來的教誨是分不開的。恩師研究的數學史對我影響很大,在研究生期間我閱讀了大量的數學史相關資料,這或許是我能想到這樣準備一節課的原因吧。

我也挺喜歡歷史的。歷史是什麼?是過去傳到將來的回聲,是將來對過去的反饋

想到這,突然想起蘇霍姆林斯基說過的一個故事——

蘇霍姆林斯基就上好一節課,舉了一個優秀歷史老師的一節課,當這位歷史老師被問及這樣優秀的課準備了多長時間時,這位教師說:

「這節課我準備了一輩子,而且一般的說,每堂課我都準備了一輩子,但是直接針對這個課題的準備,也可以說是教研室裡的準備,則花了15分鐘。」

而這種準備就是閱讀,蘇霍姆林斯基總結說:

「要天天看書,終生以書籍為友,閱讀不是為了明天上課,而是出自本性的需要,出自對知識的渴求。要使教科書成為你的科學知識海洋中的一滴水。」

繼續讀書,繼續思考,繼續在路上。

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