杜順
二次函數(shù)歷來是初中數(shù)學教學難點。作為圖形結(jié)合的函數(shù)類型,二次函數(shù)概念與性質(zhì)的抽象性較強,融合分類、函數(shù)、數(shù)形結(jié)合等多重數(shù)學思想方法,需要學生在理解二次函數(shù)概念與性質(zhì)的基礎(chǔ)上運用對比、分析、推理、逆向等思維方式解決實際問題,對于抽象思維能力發(fā)展尚不完善的初中生而言學習難度較大。但二次函數(shù)是初、高中數(shù)學教學的銜接點,教學有效性不僅關(guān)系到學生對二次函數(shù)知識的掌握程度,還關(guān)乎學生未來的深度學習成效。為此,教師應(yīng)對二次函數(shù)的有效教學予以高度重視,在準確把握二次函數(shù)知識本質(zhì)屬性的前提下基于初中生數(shù)學基礎(chǔ)、認知水平等采取科學、適宜的教學策略幫助其內(nèi)化與吸收二次函數(shù)知識,悟得其中思想方法與思維方式。
一、應(yīng)用小組合作學習策略有效降低學生學習與理解難度
二次函數(shù)所涉及的知識體系龐雜、概念與性質(zhì)的抽象性較大,依靠學生獨立學習容易誘發(fā)學生畏難心理,降
低學生學習二次函數(shù)知識的主動性。因此,建議教師采取小組合作學習策略,通過小組成員間的優(yōu)勢互補、相互促進,從而降低學生學習及理解二次函數(shù)知識的難度。
以“二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)”教學為例,教師可以布置合作探究任務(wù):(1)回憶一次函數(shù)圖象繪制方法,合作探究二次函數(shù)y=x2、y=-x2、y=2x2圖象的繪制步驟與注意事項;(2)自主進行小組分工,注意發(fā)揮小組成員優(yōu)勢,合作繪制二次函數(shù)y=x2、y=-x2、y=2x2圖象;(3)仔細觀察、對比二次函數(shù)圖象,交流、討論并總結(jié)三個二次函數(shù)圖象的共性特點及不同之處,自選代表進行匯報。教師不干預(yù)學生合作學習過程,而是注重觀察各小組合作情況、學生發(fā)言狀態(tài),總結(jié)學生共性問題與合作學習結(jié)論等。當學生合作完成后,教師請小組代表上臺展示匯報,其余小組對其表述進行補充與完善。接下來,教師圍繞二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),對學生的表述提出意見與建議,請學生用更加規(guī)范、標準的數(shù)學語言揭示、解釋二次函數(shù)圖象與性質(zhì)的本質(zhì)。初中數(shù)學二次函數(shù)教學中應(yīng)用小組合作學習策略充分體現(xiàn)出學生在課堂上的主體地位,引導學生在合作、交流與討論中自主建構(gòu)二次函數(shù)知識體系,相對于傳統(tǒng)的講授式、灌輸式教學策略,其更能激發(fā)學生科學探究精神[1]。
二、借助信息化教學手段激發(fā)學生學習二次函數(shù)的興趣
教育信息化是現(xiàn)階段初中數(shù)學教學改革的重要方向。集圖像、文字、影視、音頻等于一體的信息技術(shù)能將抽象、籠統(tǒng)的數(shù)學知識直觀化、形象化,為學生創(chuàng)設(shè)更真實、鮮明的學習情境。在初中數(shù)學二次函數(shù)教學中應(yīng)用信息化教學策略,可以激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學生學習與探究的內(nèi)在動因[2]。
以“二次函數(shù)與一元二次方程”教學為例,本節(jié)課的重點在于使學生掌握二次函數(shù)與一元二次方程之間的區(qū)別與聯(lián)系,強化鞏固學生對函數(shù)及方程概念的認知,并轉(zhuǎn)化方程與函數(shù)體會二次函數(shù)的廣泛意義。在課堂導入階段,教師可以應(yīng)用多媒體呈現(xiàn)問題情境:將小球沿著與地面成30°角的方向以40m/s的速度擊出,小球飛行
軌跡為一條拋物線,若不考慮空氣阻力,小球飛行高度h與飛行時間t之間具有關(guān)系h=2t-5t2。請問(1)小球飛行高度是否可達到15/20/20.5m?如果能,此時小球飛行時間為?(2)小球落地時間為?上述小球運動過程以Flash動畫呈現(xiàn),更加清晰直觀,可以使學生感受數(shù)學知識的形成。學生集中討論并解決問題,初步建構(gòu)函數(shù)與方程間的關(guān)聯(lián)性。接下來,教師借助交互式白板出示思維導圖,以“二次函數(shù)與一元二次方程”為中心,以“區(qū)別”“聯(lián)系”“利用”為分支,請學生回顧所學的方程與函數(shù)的概念,結(jié)合上述探究過程及成果填充分支,領(lǐng)會方程與函數(shù)的轉(zhuǎn)換方法,一元二次方程根的函數(shù)意義,并對二者關(guān)系的應(yīng)用進行延伸。完成后,請三名學生上臺在交互式白板上展示自己的思維導圖,教師對其評價并查漏補缺,實現(xiàn)學生對二次函數(shù)知識的自主建構(gòu),應(yīng)用信息技術(shù)突破本節(jié)課教學難點。
三、滲透數(shù)形結(jié)合思想以提高學生學習二次函數(shù)的效率
數(shù)學思想方法是對事物的本質(zhì)認識及認識事物中應(yīng)用的數(shù)學方法的總和。初中數(shù)學二次函數(shù)教學,并非以知識點講解及技能訓練為單一目標,更重要的是引領(lǐng)學生悟得數(shù)學思想方法。而數(shù)形結(jié)合是初中階段主要思想方法之一,教師可以滲透該思想方法以提高學生學習二次函數(shù)的效率[3]。
例如,在探究性學習二次函數(shù)圖象與x軸焦點情況同一元二次方程根的情況之間關(guān)系時,教師可以請學生在同一坐標系內(nèi)畫出y=x2+x-2、y=x2-6x-9、y=x2-x+1=0三個二次函數(shù)的圖象,求解x2+x-2=0、x2-6x-9=0、x2-x+
1=0方程的根,運用觀察、對比、分析、歸納的方式總結(jié)出交點與根之間的關(guān)系。當學生探究并得出正確結(jié)論后,教師注重引導學生反思探究過程、探究所用的方法、探究結(jié)果,引導學生思考不畫圖的形式下以何種方式探究交點與根的關(guān)系?以此幫助學生認識到數(shù)形結(jié)合思想的重要性,調(diào)動學生在解決類似問題時應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想的內(nèi)在動因。
四、實行層遞式思維訓練以提升學生數(shù)學思維的連貫性
思維品質(zhì)是初中數(shù)學核心素養(yǎng)的一大維度。初中生數(shù)學知識較為有限,抽象性思維尚未發(fā)展成熟,在學習新知時難以調(diào)動已有的知識儲備、認知結(jié)構(gòu)、學習經(jīng)驗等對新知進行自主探究與深度理解,并且難以將數(shù)學知識與數(shù)學思想方法、生活實際現(xiàn)象等建構(gòu)關(guān)聯(lián),數(shù)學思維連貫性與敏銳性存在明顯的不足。二次函數(shù)作為初中數(shù)學教學的重要內(nèi)容,是學生數(shù)學思維的生發(fā)點,也是鍛煉學生思維的有效知識載體,教師需遵循初中生思維發(fā)展規(guī)律,采取層遞式方法循序漸進地提升學生的數(shù)學思維能力。
以二次函數(shù)習題課教學為例:
原題呈現(xiàn):如圖,已知拋物線與x軸相交于A(m,0),B(n,0),點A位于點B的右側(cè),且m、n是一元二次方程的兩個根,與y軸相交于點C(0,3),求拋物線解析式。
該例題主要考查學生對二次函數(shù)圖象及其性質(zhì)、二次函數(shù)與一元二次方程間關(guān)系、代入法求二次函數(shù)解析式方法的掌握及理解程度,難度較小。
變式1:判斷△BCD的形狀,求出△BCD的面積。
該變式題體現(xiàn)了二次函數(shù)與面積問題的聯(lián)系性,具有一定的難度。
變式2:在拋物線上是否存在點P使得△PAC的周長最?。咳舸嬖?,求出最小值;若不存在請說明理由。
變式3:在拋物線的對稱軸上是否存在點P使得△PAC為等腰三角形,若存在請求出點P坐標,不存在請說明理由。
上述問題難度層級遞進,結(jié)果由確定轉(zhuǎn)化為不確定,
需要學生結(jié)合已知條件對不同情形進行分類討論,運用逆向思維對問題進行求解與論證,圍繞一道例題進行思維的層遞式訓練,可以克服“題海戰(zhàn)術(shù)”帶來的弊端,讓學生體會到二次函數(shù)的多樣化意義。
五、聯(lián)系學生生活實際以體現(xiàn)二次函數(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用價值
數(shù)學源于且服務(wù)于生活,教師在二次函數(shù)教學中應(yīng)采取生活化教學策略,讓學生感受到二次函數(shù)知識的生活情趣,掌握以二次函數(shù)知識解釋生活現(xiàn)象、解決生活問題的方法,以此增進數(shù)學學科與生活的聯(lián)系性,激發(fā)學生社會情感與科學探究精神,并在體會數(shù)學與社會、生活、科技等各個領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)性中凝練核心素養(yǎng)。
例如,教師可以在教學中播放《變形金剛》中擎天柱由太空飛船墜落至地球的畫面,為學生提供“擎天柱”質(zhì)量、墜落時運動速度、墜落高度、重力加速度等知識,提供動能表達式(式中m為質(zhì)量,v為運行速度);重力勢能表達式(式中m為質(zhì)量,g為重力加速度,h為降落高度)。學生代入數(shù)據(jù)求解變形金剛落地的重力勢能,教師此時補充拓展性材料,如用沙坑的凹陷體現(xiàn)重力勢能,
請學生對比后分析電影中的“穿幫”鏡頭,即擎天柱墜落后造成的危害太小,與實際情況下的重力勢能差距過大。至此,學生感受到二次函數(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用價值與學習樂趣,能有意識地將二次函數(shù)知識應(yīng)用于生活中,有助于激發(fā)學生的學習動因,提升學生的學習能力。
六、結(jié)語
二次函數(shù)是初中數(shù)學教學的重點與難點,需要學生具備抽象邏輯思維、儲備一定的數(shù)學知識、初步形成數(shù)學思想方法。為克服傳統(tǒng)教學模式帶來的弊端,建議教師運用小組合作學習策略降低學生理解與學習難度;借助信息化教學策略幫助學生領(lǐng)會二次函數(shù)的本質(zhì);運用數(shù)形結(jié)合思想提高學生的學習效率;實行層遞式思維訓練以提高學生的數(shù)學思維品質(zhì),并采取生活化教學策略,激發(fā)學生的學習興趣,提升學生對二次函數(shù)知識的遷移應(yīng)用能力。
參考文獻:
[1]孫東.初中數(shù)學二次函數(shù)教學之我見[J].數(shù)理化解題研究,2021(32):36-37.
[2]朱飛燕.支架式教學在初中數(shù)學教學中的應(yīng)用策略探究:以二次函數(shù)教學為例[J].考試周刊,2021(86):82-84.
[3]廖凱.從二次函數(shù)教學談初升高銜接[J].數(shù)學教學通訊,2021(29):80-81.