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        把握研究規(guī)律 促進智慧生長
        ——“探究新函數(shù)圖像與性質(zhì)”教學及反思

        2022-11-01 10:02:44蔣飛
        初中生世界 2022年40期
        關鍵詞:性質(zhì)智慧探究

        ■蔣飛

        一、教學目標

        通過實例歸納出研究函數(shù)的一般方法,運用總結(jié)的方法探究新函數(shù)的圖像和性質(zhì);經(jīng)歷對新函數(shù)圖像和性質(zhì)的探究過程,掌握探究新函數(shù)圖像和性質(zhì)的一般方法;通過對新函數(shù)圖像和性質(zhì)的探究,體會數(shù)學研究方法的一致性和可遷移性,發(fā)展學生思維,形成科學的思維習慣,培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)。

        二、教學重難點

        歸納總結(jié)研究新函數(shù)圖像和性質(zhì)的方法;感悟探究新函數(shù)圖像的一般方法。

        三、教學流程

        1.先行體驗,方法提煉。

        例1畫出下列三個函數(shù)的圖像,并盡可能多地寫出它的性質(zhì):①y=x+1(x+1)2+1。歸納并總結(jié)研究函數(shù)的一般思路與方法。

        師:同學們,你們是如何快速地畫出這些函數(shù)圖像的呢?

        生1:通過列表、描點、連線。

        師:那么我們又是根據(jù)什么來畫出函數(shù)圖像的呢?

        生2:根據(jù)函數(shù)表達式。

        師:的確如此。事實上,我們需要根據(jù)函數(shù)表達式,通過列表、描點、連線,畫出函數(shù)的圖像,進而研究函數(shù)的性質(zhì)。我們又是從哪幾方面來描述函數(shù)圖像與性質(zhì)的呢?

        生3:我們通過增減性、最值來描述函數(shù)圖像與性質(zhì)。

        生4:還有與坐標軸的交點。

        生5:我覺得對稱性以及它們在哪幾個象限也可以用來描述函數(shù)的圖像與性質(zhì)。

        師:同學們回答得都非常好。但是還有一點值得同學們關注,請同學們觀察的圖像,你會發(fā)現(xiàn)它的圖像并不是連續(xù)的。這是因為自變量x的取值范圍是x≠0,導致它的圖像被分成了兩條曲線,故我們稱之為“雙曲線”,所以圖像的連續(xù)性與間斷情況也是描述函數(shù)圖像與性質(zhì)的一個方面。

        2.簡單應用,感悟內(nèi)化。

        (1)提出新問題,引入課題。

        師:同學們,根據(jù)剛才的討論我們知道,研究函數(shù)的方法是有規(guī)律可循的,描述函數(shù)的性質(zhì)也是有基本思路的。那么對于函數(shù)你還能快速地畫出它的圖像,描述它的性質(zhì)嗎?

        生6:我們可以通過列表、描點、連線畫出圖像,然后再讀取其性質(zhì)。

        師:你知道它圖像的“長相”嗎?如果不確定“長相”的話,怎么能用有限個點畫出它的圖像呢?

        生6:因為這個函數(shù)和我們先前學的都不一樣,所以它的圖像長什么樣我們并不清楚。

        師:的確如此,當我們已有的知識儲備不能解決此問題時,我們就要尋求新的辦法來解決。

        (2)例題示范,感悟方法。

        師:同學們,我們根據(jù)之前總結(jié)描述函數(shù)圖像與性質(zhì)的幾個角度,分析函數(shù)圖像的一些性質(zhì)。請問該圖像的連續(xù)性和間斷性如何?

        生7:因為自變量x≠-1,所以函數(shù)圖像不與直線x=-1相交,即位于直線x=-1的兩側(cè),故圖像是不連續(xù)的。

        師:該函數(shù)圖像與坐標軸的交點如何?

        生8:當x=0時,y=4,所以它與y軸的交點坐標為(0,4);而y≠0,所以它與x軸沒有交點。

        師:該函數(shù)圖像的位置分布情況如何?

        生9:當x>-1時,y>0,此時函數(shù)圖像在x軸上方;當x<-1時,y<0,此時函數(shù)圖像在x軸下方。

        師:該函數(shù)的最值情況如何?

        生10:該函數(shù)既沒有最大值也沒有最小值。

        師:該函數(shù)的增減情況如何?

        生11:y隨x的增大而減小。

        師:從左到右一直是這樣嗎?

        生11:噢,要分兩段看。當x<-1時,y隨x的增大而減小;當x>-1時,y也隨x的增大而減小。

        [同學們根據(jù)列表、描點、連線,再結(jié)合剛才的分析畫出圖像(圖略)。完成后,教師投影正確的函數(shù)圖像并讓學生相互交流,說一說該函數(shù)還有哪些性質(zhì)。]

        師:非常好!同學們,通過這個例題的分析,你有哪些收獲?

        生13:對于一個新的函數(shù),我們不能一上來就通過列表、描點、連線畫出函數(shù)圖像,因為畫出來的圖像往往不準確,不能正確地描述其函數(shù)性質(zhì)。

        生14:我們要掌握研究函數(shù)的一般方法,先根據(jù)新的函數(shù)表達式從幾個方面分析函數(shù)性質(zhì),然后在此基礎上進行準確畫圖,最后再精準地描述其性質(zhì)。

        [學生獨立思考2~3分鐘后,再小組討論,根據(jù)例題的討論方式,逐步得到該函數(shù)的圖像(圖略)。]

        3.知識升華,遷移應用。

        師:同學們基本掌握了研究新函數(shù)的方法。下面,我們一起來解決例2。

        例2為了探究函數(shù)的圖像與性質(zhì),小李根據(jù)學習函數(shù)的經(jīng)驗,對函數(shù)的圖像與性質(zhì)進行研究。下面是小李探究的過程,請補充完整:

        (2)下表是y與x的幾組對應值:

        ?

        則m的值為 ;

        (3)如圖1,在平面直角坐標系中,根據(jù)描出的點,補全函數(shù)的圖像;

        圖1

        (5)若函數(shù)y=x的圖像在函數(shù)的圖像上方,直接寫出x的取值范圍

        學生獨立完成后,小組交流,學生代表上臺展示講解答案,形成共識。

        師:同學們,如果這個函數(shù)的圖像可以看作是由某個函數(shù)圖像平移得到的,那么它是由哪個函數(shù)圖像經(jīng)過什么樣的圖形變換得到的呢?

        生15:我發(fā)現(xiàn)這個函數(shù)的圖像是雙曲線,對稱中心是(1,1),那么我把它和我們學過的反比例函數(shù)產(chǎn)生聯(lián)系,然后觀察圖像,可以發(fā)現(xiàn)它是由函數(shù)的圖像向右平移1個單位,再向上平移1個單位得到的。

        師(追問):的確是這樣的。我們可以用類比反比例函數(shù)圖像的方法,觀察圖像得出答案。那么你還有其他方法嗎?

        師:非常好!同學們不僅會由圖像觀察得出圖形變換的過程,還能從數(shù)的角度,根據(jù)對函數(shù)表達式的分析進行歸納總結(jié),得出變換過程。

        4.課堂總結(jié),交流體會。

        師:同學們,通過本節(jié)課的學習,你有哪些收獲?

        生17:我知道了可以從以下幾個方面研究新函數(shù)的圖像與性質(zhì):圖像的連續(xù)性、分布情況、與坐標軸的交點情況、最值情況、增減性、對稱性等。

        生18:我還學到了面對新的問題、新的背景,我們可以從已有經(jīng)驗出發(fā),采用類比、知識遷移等方法解決新的問題。

        師:同學們講得非常好。今天這節(jié)課我們一起探究了新函數(shù)的圖像和性質(zhì),并掌握了其研究的基本規(guī)律和一般方法,相信大家都有所感悟。同學們,知識是相互聯(lián)系的,又是相互作用的,而研究問題的方法是有規(guī)律可循的。希望同學們在今后的數(shù)學學習中,積極思考,把握問題的研究規(guī)律,以促成智慧生長。

        四、教學反思

        本節(jié)課是在學生學習完一次函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)等內(nèi)容后的一節(jié)總結(jié)拓展課。探究新函數(shù)的圖像和性質(zhì)對初中學生來說頗具難度,教師需要以智慧的教促進學生智慧的學,引導學生不斷進行總結(jié)提煉,形成更高層次的結(jié)構(gòu)體系,發(fā)展學生的數(shù)學思維,培育學生的核心素養(yǎng)。

        1.聚焦函數(shù)本質(zhì),提升教學智慧。

        初中教材內(nèi)容的安排往往以章為單元,但有些章與章之間研究內(nèi)容及路徑是相通的,是一種螺旋式上升。如函數(shù)分別研究了一次函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)等。進入九年級復習時,教師對這些內(nèi)容進行有效整合,聚焦函數(shù)本質(zhì),不僅能幫助學生提高復習效率,更主要的是能夠使學生以聯(lián)系、共性的思維來思考,讓學生從中總結(jié)出一般規(guī)律,積累經(jīng)驗并解決新的函數(shù)問題,進一步升華相關思想,這就是智慧教學生長的過程。有了這樣的探究經(jīng)歷后,學生進入高中學習新的函數(shù),就會得心應手,自然就有一種水到渠成的感覺。

        2.問題驅(qū)動探究,發(fā)展學生智慧。

        問題驅(qū)動的教學由數(shù)學教育家張奠宙教授提出,從問題出發(fā),為解決問題或者發(fā)展問題結(jié)論而不斷設計新問題,在一系列問題鏈的解決過程中逐步加深對原始問題的理解,從而發(fā)展學生智慧。本節(jié)課上,筆者從如何探究所給的新函數(shù)引入課題,基于學生的困難點,圍繞研究函數(shù)圖像與性質(zhì)的幾個方面設置了多個問題串,創(chuàng)設符合學生認知規(guī)律的問題情境,以問題來驅(qū)動學生探究,充分調(diào)動學生思維,激發(fā)學生智慧。通過實踐,筆者認為基于問題驅(qū)動的探究活動,易于發(fā)展學生智慧,提升學生核心素養(yǎng)。

        3.把握知識建構(gòu),促進智慧生長。

        著名數(shù)學家華羅庚將讀書的過程歸納為“由薄到厚”與“由厚到薄”兩個階段,初中階段函數(shù)的學習過程亦是如此。如果將初中教材中三大函數(shù)的內(nèi)容看成是“由薄到厚”階段,則本節(jié)課新函數(shù)圖像和性質(zhì)的探究可看成是“由厚到薄”階段。將原來彼此分散、彼此分割開來的知識聯(lián)系成一個統(tǒng)一的整體,即學生在對知識進行內(nèi)化的基礎上,通過順應和同化,構(gòu)成新的認知結(jié)構(gòu),實現(xiàn)知識與方法的第二次整體建構(gòu)。這一過程不僅僅是知識層面的整理及建構(gòu),更主要是能從整體把握處理問題的多種視角和方法,真正促進了教與學的智慧生長,指向?qū)W生核心素養(yǎng)的培育。

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