在高职院校中如何培养学生应用导数解题意识论文_查雪华

在高职院校中如何培养学生应用导数解题意识论文_查雪华

(南京机电职业技术学院,210000)

摘要:导数是数学分析课程最重要的基本概念之一,它反应了一个变量对另一个变量的变化率。近几年,高职院校教育的飞速发展,高职院校的数学教育也取得了很大的成就,但是在很多的数学教学中,应用导数解题的意识还没有全面普及,这种现象直接影响了学生的学习效率,对院校的数学教学带来了极大的阻碍。针对这种情况,教师必须采取科学合理的措施,充分认识应用导数解题的重要性,提高学生应用导数解题的意识,最终提高高职院校数学教学的质量。

关键词:高职院校;应用导数;解题意识;策略

一、培养学生应用导数解题意识的重要性

高职院校的学生大多都是学习成绩不算突出的中等受教群体,这种群体普遍都存在着学习兴趣不高,能力不强,基础也不稳固的情况,所以,提高学生自主应用知识解题的意识就显得尤为重要,要正确认识导数解题的重要意义。

1.首先,能够有效的提高学生的解题能力。现在的数学教学中,函数的教学非常重要,但是学生对函数问题的解决却有些吃力,运用导数则可以有效的解决函数的一系列的问题,还可以明显的提高学生的解题能力,对学生解决实践中的问题能够有所帮助。

2.其次,因为高职院校的学生普遍学习能力不强,加上对现在数学教学中的知识点的不理解,很多学生都会产生畏难情绪,丧失学习动力。引导学生灵活的运用导数解题,可以让学生有效的解决数学难题,增强学生对数学的兴趣,进而提高学习效率,达到数学教学的最终目的。

3.最后,通过学生对导数解题的灵活应用,可以让学生解决生活中的各种难题,增长学生的知识储备,提高学生的综合能力,促进高职院校数学教学的发展。

二、导数在数学教学中的作用

近几年高中数学引入了导数这一知识内容,导数作为一种学习工具,在解题方面有着极大的优势,不仅可以研究解决数学中最重要的函数相关的复杂问题,还可以研究函数分析性质(例如单调性,极值点,最值等许多性质),证明不等式,求曲线的切线和法线方程,数列问题,实际生活问题等,由此可见导数在各类题型中的应用已越来越广泛。因为导数能有切实有效的解决某些数学问题,所以在数学的教学中具有不可替代的优势。导数在数学中的作用有以下几点:

1.运用导数可以解决函数的问题

函数是数学中非常重要的知识点,如果学生没有充分的掌握函数的相关知识,在后续的学习生活中必然会有许多问题随之出现,严重影响学习效果和教学质量。函数的解题方法一直是困扰学生的难点,很多学生无法正确有效的解决函数问题,通过对导数的学习,将会为函数解题提供新的思路,新的方法。

2.具备导数解题意识,利于高等数学问题的解决

导数解题可以高效的解决高数问题,应用导数解题的教学中,让学生熟练的掌握解题方法,同时也要培养学生活学活用的意识,两者结合,让学生充分的认识到导数在数学解题中的重要价值。

3.导数知识是解决数学问题的手段之一

导数知识是高等数学中不可缺少的一部分,在高等数学教学中是非常重要的环节,是解决高等数学问题的有力手段。

三、导数在数学解题中的应用

1.利用导数求极限

利用导数可以解决求极限的问题,这种问题在教学是非常常见的,我们可以通过简单的题型来锻炼学生导数解题的应用。

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例题∶在边长为 60cm 的正方形铁片的四角上切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起,做成一个无盖的方底箱子,箱底的边长是多少时,箱子的容积最大?

[分析]根据所给几何体的体积公式建模

[解析]设箱高为xcm,则箱底边长为(60-2x)cm,则得箱子容积V是x的函数;

V(x)=(60-2x)2•x(0<x<30)

=4x3-240x2+3600x.

∴ V'(x)=12x2-480x+3600,

令 V'(x)=0,得 x=10,或 x=10( 舍去 )

当 0<x<10 时 ,V'(x)>0,

当 10<x<30 时 ,V'(x)<0.

∴当 x=10,V(x) 取极大值,这个极大值就是 V(x) 的最大值。

答:当箱子的高位 10cm,底面边长为 40cm 时,箱子的体积最大。

在解决实际应用问题中,如果函数在区间内只有一个极值点,那么只需根据实际意义判定是最大值还是最小值。不必再与端点的函数值进行比较。

2.导数在证明不等式中的应用

在高中数学中,将不等式与函数相结合进行命题是一种常见的命题方式,利用常规方法解决此类问题往往较复杂,利用导数来解决不等式的证明问题具有较高的解题效率。

例1:已知有函数 f(x)=x(x-m)(x-n),其中nm0,设 f(x)在x=a,x=b上取极值,

并且ab,求证: 0ambn。

证明∶对f(x)进行求导,得:

f′(x)=3x2-2(m+n)x+mn

因为 f(x)在 x=m 和 x=n 上取到极值,可知:a,b是方程 3x2-2(m+n)x+mn=0的两个实根。

又因为: f′(0)=mn0

f′(m)=m2-mn=m(m-n)0

f′(n)=n2-mn=n(n-m)0

即 f′(x)在区间(0,m),(m,n)内分别存在一个实根。

因为 ab,故 a,b都为方程 f′(x)=0的两个实根,因此可以得出:0ambn。

通过挖掘导数的有关性质,并把它们应用到不等式的证明中,可以拓展解题思路,进行发散性思维,体会导数应用的广泛性和有效性。同时可以看出有些题目可以一题多解,深层掌握各个知识点的联系,通过比较选用最简方法,问题将会迎刃而解。

四、培养学生应用导数解题的策略

1.加强定义的应用

在高职院校中,应用导数解题的教学是一个循序渐进的过程,导数教学是具有一定难度的,我们可以在基础定义方面做出良好的应用,利用加强定义的方式,提升学生的掌握能力。

例如,求物体的瞬时速度时,可根据导数的定义来求解。即当物体做直线运动时,位移的增量Δs和时间的增量Δt的比值就是物体的平均速度v,当Δt→0时,v的极限就是物体在t0时刻的瞬时速度。由于导数的概念是通过函数的平均变化率、瞬时变化率、物体的瞬时速度引出的,所以,求物体的平均速度和瞬时速度可用导数的定义来求解。在物体进行变速运动时,物体的位移对时间函数的导数就是其速度对时间的函数。

2.加强对导数解题的应用练习

想要熟练的掌握导数解题,离不开平时的练习。由于每个学生的差异程度不一样,所以练习要有针对性的来制定。教师要根据学生平时的表现,找出学生对导数解题的困惑,在日常的练习中,对学生正确的引导,不同角度的弥补学生的不足。对于导数解题的练习不能只是短暂的“走过场”,要有长远的计划,让每一个学生都能熟练的掌握解题技巧。

【结语】

应用导数解题给解决数学问题拓展了新思路,提供了新方法,新视角,新途径,可以使许多问题得到简化,在解题的实践中发挥了重要的作用。培养学生应用导数解题的意识,指导学生灵活的运用导数的解题技巧,把所学的知识紧密的联系起来,从而提高学生数学解题能力和综合能力,让高职院校的数学教育取得飞跃的发展。

参考文献

[1]王红果.高职学生应用导数解题的意识培养[J].才智,2016(14):65.

[2]黄秀团,陈永哲.在高职院校中如何培养学生应用导数解题意识[J].中国校外教育,2013(09):141

论文作者:查雪华

论文发表刊物:《知识-力量》2019年8月22期

论文发表时间:2019/4/22

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