許作飛
函數(shù)是初中數(shù)學教學的重點也是難點,教師教學時應幫助學生梳理函數(shù)的知識網(wǎng)絡,并將其融入整個初中數(shù)學知識體系中。函數(shù)圖像的解讀可以幫助學生深化理解函數(shù)的概念,提高學生的識圖能力,增強學生數(shù)形結合的解題意識。在函數(shù)學習中,要指導學生運用數(shù)形結合思想探討函數(shù)問題的解題策略,運用數(shù)學建模思想培養(yǎng)學生的應用意識,提高學生解決函數(shù)類問題的技巧。
初中數(shù)學中,一次函數(shù)、反比例函數(shù)和二次函數(shù)三個單元學習的側重點雖不同,其解決問題的方法和經(jīng)驗其實是相通的,教學時應打好基礎穩(wěn)步推進。指導初中生學習函數(shù),得從函數(shù)的概念出發(fā),引導學生循序漸進地深入探究,理清函數(shù)的知識網(wǎng)絡,并將其融入整個初中數(shù)學知識體系之中,使學生對函數(shù)知識融會貫通。
函數(shù)學習中,入門很重要,多數(shù)學生對函數(shù)學習產(chǎn)生困惑都是因為對“函數(shù)”概念的理解不清晰。筆者在函數(shù)入門教學時,先通過具體的實例,讓學生初步了解函數(shù),學生初步感受函數(shù)后,再從函數(shù)概念的角度規(guī)范它,從例題學習中辨識并鞏固它。
分析:解讀本題函數(shù)圖像,必須搞清楚各選項之間的區(qū)別,準確理解各選項中每一段函數(shù)圖像的實際意義。A、B、C三個選項中都有一段與橫軸平行的線段,而D選項中沒有。線段表示時間在變化而航行的路程沒變,正與題意在超市選商品,停留一段時間不吻合,故D選項被排除在外。圖中B、C、D三個選項的圖像只有起點在橫軸上,而A選項除了起點外,還有一個點在橫軸上。有的學生從“從家出發(fā)又返回家”這個角度理解它,誤認為選A。此時,可引導學生討論縱軸表示的含義——小明走的路程,而不是“離家的距離”,所以A選項應被排除在外。到這里剩下B和C兩個選項了,B選項的第一段和第三段是平行的,而C選項的第一段和第三段不平行。小明往返的速度不同,所以這兩條線段應該不平行。B被排除,本題選C。
選用函數(shù)圖像進行解讀,盡量選取選擇題作為例題,降低學生學習難度,借助對函數(shù)圖像的解讀,幫助學生掌握一些有關函數(shù)圖像的常識,提高他們解讀函數(shù)圖像的能力,增強他們數(shù)形結合的意識。運用對函數(shù)圖像的解讀,深化學生對函數(shù)概念的理解,是函數(shù)教學不可或缺的步驟。如果僅僅對課本中的函數(shù)圖像進行解讀,圖像的類型及數(shù)量遠遠不夠。教學時,筆者從智學網(wǎng)上選擇一些函數(shù)圖像,讓學生合作探究、討論、交流,理解其含義。
函數(shù)本身比較抽象,有的問題還需要學生根據(jù)條件自己畫圖,要求學生熟練掌握各類函數(shù)圖像的特征,解題時若能結合圖形理解,往往便能一目了然。解決函數(shù)問題,既要依據(jù)條件中數(shù)量,又要根據(jù)圖像信息進一步分析數(shù)量之間的關系,做到數(shù)形結合。
1.一次函數(shù)
一次函數(shù)是基本的函數(shù)類型,學習一次函數(shù)時,不僅要讓學生強化一次函數(shù)的知識技能,還要向?qū)W生滲透函數(shù)學習的一般常識,比如求函數(shù)圖像與坐標軸的交點坐標,求兩個函數(shù)圖像交點的坐標,判定一個點是否在某個函數(shù)圖像上等,注重用數(shù)形結合的數(shù)學思想解決一次函數(shù)的問題。
2.反比例函數(shù)
反比例函數(shù)的學習要充分借鑒解一次函數(shù)的經(jīng)驗,注意區(qū)別兩類函數(shù)間的區(qū)別,反比例函數(shù)的圖像是雙曲線,其增減性與一次函數(shù)完全不同,教學時引導學生區(qū)分清楚。
解決反比例函數(shù)問題,通常都涉及函數(shù)圖像,雖然圖像未必要畫出來,但心中要有清晰的印象,利用圖像解決問題。
3.二次函數(shù)
二次函數(shù)的圖像是拋物線,y=ax2+bx+c(a≠0)的開口和方向由“a”決定,圖像的位置由“b”和“c”決定;y=a(x-k)2+h(a≠0)的圖像中,“k”和“h”決定了圖像的頂點坐標。
例4.將拋物線y=-x2+6x-5在x軸下方的部分沿x軸翻折到x軸的上方,得到如圖4(1)的圖像。一條動直線y=x+b與這個圖像恰好有3個公共點,求b的值。
分析:動直線y=x+b與y=x平行,當“b”很小時,它們沒有交點,將其向上平移經(jīng)過點B時,兩者有一個交點,繼續(xù)向上平移時出現(xiàn)兩個交點,當它經(jīng)過點A時,恰有三個交點,如圖4(2)。繼續(xù)向上平移則有四個交點,當兩個函數(shù)圖像相切時,如圖4(3),又恰有三個交點,再向上平移就是有兩個交點了。顯然在兩種情況下,直線y=x+b與變化過的二次函數(shù)圖像恰好有3個公共點。
本題中,求直線y=x+b與這個圖像恰好有3個公共點時b的值,靠苦思冥想是得不出結論的,必須根據(jù)題目的條件,畫出草圖,根據(jù)圖形,分析在什么情況下有3個公共點,再用方程思想解決問題,離開數(shù)形結合解本題是比較困難的。
建模是很重要的數(shù)學思想,一方面,學生有時在解決實際問題時不知所措,而相應的數(shù)學問題常常能駕輕就熟,通過建模搭建橋梁可以讓學生順利解題。另一方面,函數(shù)的一般式、數(shù)學公式等其實也都是建模的思想在解題中的運用。數(shù)學建模,有利于深化學生的函數(shù)思想。
用數(shù)學模型解決實際問題,使數(shù)學學習不再抽象,降低了初中生學習函數(shù)的難度,促進了學生數(shù)學核心素養(yǎng)的提升。