周龍虎
我們有一個(gè)共識(shí):數(shù)學(xué)概念課難上,要上得入木三分則難上加難。數(shù)學(xué)概念是區(qū)分并突顯數(shù)學(xué)對(duì)象科學(xué)的有效方式,是培養(yǎng)思維、提高認(rèn)識(shí)力的重要媒介。數(shù)學(xué)概念的引入、得出、辨析及升華,每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可或缺,且要做到道法自然、崇尚理性。人教版高中數(shù)學(xué)教材的編委們寫道“數(shù)學(xué)是自然的”,它包含數(shù)學(xué)概念的構(gòu)建及定義、定理的探究與發(fā)現(xiàn)是自然的,知識(shí)發(fā)生、發(fā)展的邏輯順序應(yīng)是自然的,學(xué)生的自主、合作、探究和教師的教也應(yīng)是自然的。數(shù)學(xué)課還應(yīng)是理性的,它包含用數(shù)學(xué)的方式探索、探討問題,用嚴(yán)謹(jǐn)且規(guī)范的方式表達(dá)問題等。那么,高中數(shù)學(xué)概念課如何做到自然和理性呢?筆者以函數(shù)y=Asin(棕t+漬)的圖像為例談一談自己的感受。
一、從數(shù)學(xué)內(nèi)部著手,自然引入
生活和物理學(xué)中具有周期規(guī)律的現(xiàn)象很多,如潮汐現(xiàn)象、音樂、單擺、簡諧運(yùn)動(dòng)等。這一運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)際上就是轉(zhuǎn)化或抽象到單位圓上運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)的縱坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由此自然聯(lián)想到一般情況:半徑為A的圓周上勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)P(角速度為棕,初始位置對(duì)應(yīng)的角為漬),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,該點(diǎn)的縱坐標(biāo)表達(dá)式為y=Asin(棕t+漬),從而引發(fā)學(xué)生思考如何研究該函數(shù)模型的性質(zhì)。研究函數(shù)的一般思路是從函數(shù)圖像出發(fā),觀察圖像特征,猜想并驗(yàn)證一般規(guī)律,自然引出課題:研究函數(shù)y=Asin(棕t+漬)的圖像。
二、采用問題分解、先易后難的策略,自然生成
從解析式的角度對(duì)比函數(shù)y=Asin(棕t+漬)與正弦函數(shù),研究3個(gè)參量(A,棕,漬)對(duì)函數(shù)y=Asin(棕t+漬)圖像的影響是順理成章的事。3個(gè)參量如果一起研究,不好操作,可以采取化整為零、問題分解的策略,逐個(gè)擊破,然后進(jìn)行綜合分析。從對(duì)函數(shù)圖像影響最熟悉(或簡單)的那個(gè)量開始研究符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。函數(shù)圖像平移的“左加右減”是學(xué)生已掌握的舊知,自然會(huì)先研究漬對(duì)函數(shù)圖像的影響。教師引導(dǎo)學(xué)生得到漬對(duì)函數(shù)圖像影響的一般規(guī)律后,放手讓學(xué)生探討另外兩個(gè)參量對(duì)函數(shù)圖像的影響,起到先行組織者的作用。
三、以圖像變換方式為契機(jī),辨析說理
例2.下圖是某簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像,試根據(jù)圖像回答下列問題:
(1)這個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期與頻率各是多少?
(2)從O點(diǎn)算起,到曲線上的哪一點(diǎn),表示完成了一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)?如果從A點(diǎn)算起呢?
(3)寫出這個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式。