(蘇州工業(yè)園區(qū)金雞湖學(xué)校 江蘇蘇州 215021)
初中函數(shù)在數(shù)學(xué)課程中的地位非常重要,函數(shù)是描述運動、變化的基本概念,數(shù)學(xué)中許多概念或由函數(shù)派生;或由函數(shù)統(tǒng)率;或可歸之為函數(shù)觀點研究?;谔嵘龑W(xué)生的核心素養(yǎng),函數(shù)教學(xué)中不僅要重視學(xué)生的解題能力,還需培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力,創(chuàng)建真實的教學(xué)情境,培養(yǎng)初中生的抽象建模能力,以此形成良好的教學(xué)模式,達(dá)到預(yù)期的工作目的。
教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,向?qū)W生提出問題,引導(dǎo)學(xué)生針對問題進(jìn)行思考與交流,最終可以自主解決問題,以便于提升學(xué)生的抽象建模能力。例如:教師在新授“函數(shù)”概念時,可先為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多組與實際生活相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)情境,通過問題組的研究,先理解變量與常量的概念。對于“函數(shù)”的定義,教師可讓學(xué)生之間進(jìn)行小組交流,并提出問題要求:學(xué)生需要使用數(shù)學(xué)語言,并根據(jù)之前的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,進(jìn)行歸納與總結(jié)。學(xué)生理解了各個問題中的自變量與因變量的關(guān)系,體會變量之間的相互依存關(guān)系和變化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納、抽象、總結(jié),便能得出函數(shù)的概念。如果學(xué)生不能更好的對抽象的函數(shù)進(jìn)行定義,那么就要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)條件創(chuàng)設(shè)問題的分析活動,以便于培養(yǎng)學(xué)生在函數(shù)問題方面的分析與解決能力[1]。再比如:在二次函數(shù)的教學(xué)中,課堂上一開始播放用炮彈轟炸的新聞畫面,然后用Flash動畫模擬炮彈從發(fā)射到落地的整個過程,讓學(xué)生觀察炮彈的運行軌跡(拋物線),炮彈飛行的最高點(頂點)、發(fā)射點到落地點的距離等。接著告訴同學(xué),這是一個物理問題,這些問題都能用二次函數(shù)的知識得以充分解決。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)的內(nèi)容有如此大的作用時,就會極大地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,喚醒學(xué)生的注意。在學(xué)生學(xué)習(xí)期間,要求學(xué)生使用建模思想進(jìn)行總結(jié),教師需及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)與理解方面的問題,采取科學(xué)的措施解決問題,并進(jìn)行教學(xué)糾正。
函數(shù)是初中數(shù)學(xué)的核心概念,可用“學(xué)函數(shù),用圖像”的觀點指導(dǎo)學(xué)生函數(shù)學(xué)習(xí):從概念層面上看,豐富表征,完善結(jié)構(gòu),便于概念抽象;從思想方法層面看,以形助數(shù)、數(shù)形溝通,實現(xiàn)數(shù)形結(jié)合;從心理學(xué)角度看,用圖思考,形象直觀,有助于建立信心。具體表現(xiàn)在:(1)用圖像,從“形”的角度刻畫和理解函數(shù)及其相關(guān)概念;(2)用圖像,為函數(shù)性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、描述、理解和記憶提供方法;(3)用圖像,從變換的視角將復(fù)雜函數(shù)看“簡單”;(4)用圖像,架起方程、不等式通往函數(shù)的“橋梁”;(5)用圖像,構(gòu)建直觀模型使函數(shù)問題不抽象。例如:在講授一元一次方程、二元一次方程(組)、一元一次不等式與一次函數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系時可給出例題:畫出函數(shù)y=-2x+3的圖象,結(jié)合圖象求:(1)方程-2x+3=0的解;(2)不等式-2x+3<0的解集;(3)不等式組-3≤-2x+3≤7的解集。在學(xué)生探究的時候,很可能會出現(xiàn)表面化的交流問題,教師需引導(dǎo)學(xué)生之間形成深層次的交流模式,并在積極探索中總結(jié)豐富經(jīng)驗,積極參與到各方面的學(xué)習(xí)活動中,以此提升學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量,滿足當(dāng)前的教學(xué)要求。解析:任取直線y=-2x+3上兩個點的坐標(biāo),如選?。?,3),(1.5,0),繪出圖象如(圖1)
圖1
圖2
(1)根據(jù)一次函數(shù)與一元一次方程的關(guān)系,直線y=-2x+3與x軸的交點的橫坐標(biāo)即為方程-2x+3=0的解,于是,從圖象上看,方程的解為x=1.5;(2)根據(jù)一次函數(shù)與一元一次不等式的關(guān)系,知直線y=-2x+3在x軸軸下方的部分對應(yīng)的x的值,就是不等式-2x+3<0的解集,顯然,-2x+3<0的解集為x>1.5;(3)由(2)中的解題經(jīng)驗,如(圖2),我們在直線上找出點(-2,7),(3,-3),可以發(fā)現(xiàn),不等式組-3≤-2x+3≤7的解集應(yīng)該就是一次函數(shù)y=-2x+3的函數(shù)值在-3到7之間(包括-3和7)對應(yīng)的自變量范圍:-2≤x≤3。上面的求解過程充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想。本質(zhì)上說,也是對一次函數(shù)圖象與一元一次方程、一元一次不等式(組)之間“數(shù)”與“形”聯(lián)系的一種深刻認(rèn)識,需要同學(xué)們認(rèn)真體會和感悟。教師在講解知識的時候,還需創(chuàng)建現(xiàn)代化的教育機制與模式,提供學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的題材,重視對學(xué)生綜合應(yīng)用知識能力的培養(yǎng),提升整體探究教學(xué)活動的應(yīng)用水平[2]。
教師在函數(shù)教學(xué)中需培養(yǎng)學(xué)生的運算與數(shù)據(jù)分析能力,引導(dǎo)學(xué)生更好的理解函數(shù)定義與圖像性質(zhì),并在科學(xué)教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)現(xiàn)代化的教育模式。例如:在講授反比例函數(shù)性質(zhì)時,可以給出例題:直線y=ax(a>0)與雙曲線交于A(x1, y1)、B(x2,y2)兩點,則4x1y2-3x2y1=____。在教師提出問題之后,可以要求學(xué)生進(jìn)行運算,并針對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析,確保學(xué)生在學(xué)習(xí)中更好的理解與掌握知識。這道題如果聯(lián)立方程組,用含a的代數(shù)式表示兩組解(即A、B點的坐標(biāo)),再求值,必然會耗費很多時間,而且對于方程組的求解、運算能力都提出了很高的要求,這顯然不是我們要追求的解決方法。認(rèn)真分析本題,繪出草圖,會發(fā)現(xiàn)直線、雙曲線在坐標(biāo)系下的兩個交點是關(guān)于原點成中心對稱的,這個發(fā)現(xiàn)帶來的信息就是A、B兩點的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)分別互為相反數(shù),即x1=-x2,y1=-y2。于是,4x1y2-3x2y1=4x1(-y1)-3(-x1)y1=-x1y1,由于點A(x1,y1)在雙曲線上,所以,即-x1y1=-3。通過反比例函數(shù)中心對稱的性質(zhì)使問題得以簡化,這是數(shù)形結(jié)合求解策略的典型應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生運算與數(shù)據(jù)分析能力。再比如,由于選擇題型特點,可利用猜測、合情推理、估算獲得正確答案,這樣往往可以減少運算量,可以加強思維的層次。如(圖3),已知知雙曲線經(jīng)過直角三角形OAB斜邊OA的中點D,且與直角邊AB相交于點C。若點A的坐標(biāo)為(-6,4),則△AOC的面積為( )A.12 B.9 C.6 D.4。由于點A的坐標(biāo)為(-6,4),所以△AOB的面積為12,又點D是OA的中點,可推斷AC>BC,所以△AOC的面積超過12的一半,故選B。估算法,省去了很多推導(dǎo)過程和比較復(fù)雜的運算,可以節(jié)省寶貴的時間,從而提高解題速度。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生運算與數(shù)據(jù)分析能力,教師還可以使用“單回路、雙回路”的方式進(jìn)行教學(xué),并創(chuàng)建現(xiàn)代化與先進(jìn)性的教育機制,確保在新時期發(fā)展的背景之下,全面提升整體教學(xué)工作效率與質(zhì)量,滿足當(dāng)前的發(fā)展需求。
圖3
教師還需重點培養(yǎng)人文與審美能力,滿足核心素養(yǎng)的教育要求。對于人文與審美能力而言,是學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中漸漸形成的能力,教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點與年齡特點,創(chuàng)設(shè)帶有人文精神與數(shù)學(xué)文化的函數(shù)教學(xué)課堂氛圍,重點關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)價值、情感與審美教育工作,使用合理的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力,陶冶情操。例如:函數(shù)概念講解時,不妨可給學(xué)生介紹函數(shù)概念的發(fā)展史,再將其與如今的函數(shù)定義聯(lián)系起來分析,學(xué)生能更好地理解函數(shù)的概念。因為有生動的歷史背景做鋪墊,抽象的概念變得“有血有肉”,易于接受。再比如,如(圖4),在已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對稱軸為直線x=1,且拋物線經(jīng)過A(-1,0)、C(0,-3)兩點,與x軸交于另一點B。當(dāng)求出這條拋物線所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式后,要在拋物線的對稱軸x=1上求一點M,使點M到點A的距離與到點C的距離之和最小,并求此時點M的坐標(biāo)??上冉榻B著名的“將軍飲馬”故事,熟悉這個“將軍飲馬”的最值模式,即可明確點M所在位置為BC與直線x=1的交點。在主動思考的情況下,更好的理解函數(shù)背景知識與對生活的影響,在學(xué)生合理學(xué)習(xí)的過程中,全面提升整體函數(shù)教學(xué)工作水平,以便于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,創(chuàng)建現(xiàn)代化的教育機制,達(dá)到預(yù)期的工作目的。
教師在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力期間,教師還需利用科學(xué)方式創(chuàng)設(shè)教學(xué)氛圍。一方面,教師可以使用多媒體教學(xué)工具,為學(xué)生講解關(guān)于函數(shù)圖像的知識,使得學(xué)生更好的理解抽象知識與內(nèi)容,并增強整體教學(xué)工作效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)的圖像及其圖像變換是重點內(nèi)容,關(guān)于函數(shù)圖像的傳統(tǒng)畫法,是通過師生列表、描點、連線而得,畫出的是靜止孤立、間斷的點和線。教師可以讓學(xué)生在交互的動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí),函數(shù)值隨自變量的變化而同步變化以及對應(yīng)運動的軌跡,從而得到完整精確的函數(shù)圖像,充分掌握函數(shù)的性質(zhì)和抓住圖像的平移、旋轉(zhuǎn)、軸對稱圖形變換特征。另一方面,教師可以要求學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)中自主搜索有關(guān)函數(shù)知識,并進(jìn)行自主學(xué)習(xí),若有疑問或好的見解,可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程交流互動。通過多媒體,交互反饋,有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。
圖4
函數(shù)教學(xué)是一個系統(tǒng)工程,基于全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng),需要運用運動聯(lián)系的觀點整體設(shè)計,制定完善的教學(xué)方案。概念教學(xué)前要通過先學(xué)知識提供先行組織材料,作好必要的鋪墊,“降低學(xué)生學(xué)習(xí)的起點”;教學(xué)中應(yīng)揭示函數(shù)概念的本質(zhì)屬性,借助具體的函數(shù)教會學(xué)生基本函數(shù)的圖象和性質(zhì),同時讓學(xué)生掌握一套研究函數(shù)的策略;教學(xué)后,宜加強函數(shù)知識的遷移與運用,幫助學(xué)生樹立函數(shù)運用意識與觀念,強化函數(shù)與其它知識的有機整合,切實提高學(xué)生對函數(shù)觀念的理解,同時為后續(xù)學(xué)習(xí)作好必要的準(zhǔn)備。在新時期發(fā)展背景之下,總結(jié)豐富的教育經(jīng)驗,利用科學(xué)合理的方式完成當(dāng)前核心素養(yǎng)教育任務(wù)。