胡江
“問(wèn)題教學(xué)法”在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用對(duì)于提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生深入思考、實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的提質(zhì)增效有著重要意義?!皢?wèn)題教學(xué)法”強(qiáng)調(diào)要將學(xué)生放在第一位,把問(wèn)題作為學(xué)習(xí)的出發(fā)點(diǎn)和中心,教師在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要讓學(xué)生圍繞問(wèn)題尋找答案。在這個(gè)過(guò)程中,教師既要提出問(wèn)題,又要設(shè)計(jì)課程,還要評(píng)價(jià)成果。教師在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中采用“問(wèn)題教學(xué)法”,可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度,充分調(diào)動(dòng)他們的好奇心,激活他們的數(shù)學(xué)思維。
一、做好教學(xué)分析,明確教學(xué)任務(wù)
(一)學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)“反比例函數(shù)”這節(jié)課程之前,學(xué)生對(duì)正比例函數(shù)和一次函數(shù)的有關(guān)知識(shí)都有了很好的了解,可以將有關(guān)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中去。
(二)教材內(nèi)容
“反比例函數(shù)”是浙教版八年級(jí)下冊(cè)第6章的教學(xué)內(nèi)容。在此之前,學(xué)生對(duì)函數(shù)的基礎(chǔ)概念有了一定的認(rèn)識(shí),對(duì)一次函數(shù)和正比例函數(shù)的有關(guān)知識(shí)也有了一定的了解,為反比例函數(shù)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),反比例函數(shù)也是后續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)二次函數(shù)和高中冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等知識(shí)的基礎(chǔ),具有承上啟下的重要意義。
(三)教學(xué)目標(biāo)
1.能利用描點(diǎn)法畫(huà)出反比例函數(shù)的圖象。
2.了解k對(duì)反比例函數(shù)圖象的影響,分別探討k>0,k<0下反比例函數(shù)圖象的變化。
3.結(jié)合反比例函數(shù)圖象的特點(diǎn),通過(guò)探究、總結(jié)、歸納出反比例函數(shù)的基本性質(zhì),并學(xué)會(huì)運(yùn)用反比例函數(shù)的基本性質(zhì)解題。
4.領(lǐng)會(huì)分類(lèi)思想、特殊與一般思想、形結(jié)合思想等,掌握數(shù)學(xué)思想與方法在教學(xué)中的運(yùn)用路徑。
二、結(jié)合微課視頻,生成預(yù)習(xí)任務(wù)
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》中提出“反比例函數(shù)”的教學(xué)內(nèi)容在于讓學(xué)生“能用反比例函數(shù)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題”。基于此,筆者總結(jié)了實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)任務(wù)表的目的:①能夠找到特定情況下各變量間的反比例函數(shù)關(guān)系;②結(jié)合反比例函數(shù)應(yīng)用的相關(guān)知識(shí),分析問(wèn)題、解決問(wèn)題;③基于生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象,利用反比例函數(shù)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解讀說(shuō)明。
任務(wù)導(dǎo)入:學(xué)?!熬G色行動(dòng)”團(tuán)隊(duì)共招募40名學(xué)生志愿者開(kāi)展植樹(shù)活動(dòng),計(jì)劃在2小時(shí)內(nèi)種植360株樹(shù)木。①當(dāng)植樹(shù)志愿者的數(shù)量增加到80個(gè)、100個(gè)、120個(gè),完成種植計(jì)劃需要花多長(zhǎng)時(shí)間?②若把植樹(shù)的人減為30人或20人,又會(huì)怎樣?③完成一項(xiàng)工作所需的時(shí)間和所涉及的人員數(shù)量是否符合某種函數(shù)關(guān)系?請(qǐng)給出原因。
(設(shè)計(jì)意圖:在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,引入微課視頻資源,能夠更好地輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí),有利于幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的觸類(lèi)旁通。以生活情境為切入,設(shè)置應(yīng)用類(lèi)習(xí)題,能夠啟發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)反比例函數(shù)在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用。)
三、設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,啟發(fā)學(xué)生思考
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中采用問(wèn)題教學(xué)法,教師需要保障問(wèn)題設(shè)置的質(zhì)量,要使問(wèn)題與學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)水平相契合。同時(shí),教師還要考慮問(wèn)題情境是否科學(xué)合理,這樣才能營(yíng)造出一個(gè)愉快的教學(xué)氛圍,讓學(xué)生在自己所熟知的情境中去探究數(shù)學(xué)的秘密,從而拓寬他們的思維空間和深度,提高教學(xué)效率。
(一)引入生活場(chǎng)景,啟發(fā)學(xué)生思考
在反比例函數(shù)的教學(xué)中,教師可以從自然現(xiàn)象、物理知識(shí)、數(shù)學(xué)運(yùn)算知識(shí)等方面設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景。
一是結(jié)合自然現(xiàn)象,如氣壓與高度的關(guān)系,設(shè)計(jì)反比例習(xí)題。
二是依據(jù)物理知識(shí)結(jié)合壓強(qiáng)與受力面積之間的關(guān)系展開(kāi)探討。
三是依托數(shù)學(xué)運(yùn)算開(kāi)展內(nèi)容設(shè)計(jì),如在矩形面積不變的情況下,矩形的長(zhǎng)度和寬度彼此成反比。
四是以日常生活中的常識(shí)為依據(jù)進(jìn)行提問(wèn)。如一輛車(chē)在充滿油之后,它所能走的距離與百公里耗油量之間的關(guān)系。
五是以學(xué)生所熟知的情景為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題。如在做廣播體操的時(shí)候,隊(duì)伍數(shù)量固定,隊(duì)伍的行數(shù)與列數(shù)成反比例。
(設(shè)計(jì)意圖:引入生活情境,結(jié)合反比例函數(shù)的概念進(jìn)行舉例說(shuō)明,能夠讓學(xué)生更直觀地了解反比例函數(shù)知識(shí),也能促使學(xué)生對(duì)其積極探索。教師在問(wèn)題設(shè)置上,要盡可能找尋數(shù)學(xué)知識(shí)與生活之間的契合度,將問(wèn)題巧妙地安排在學(xué)生的認(rèn)知水平上,讓他們用數(shù)學(xué)的眼光來(lái)看待和理解身邊的一切,使他們明白,數(shù)學(xué)就存在于他們的生活中,以此來(lái)提高他們對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。)
(二)設(shè)計(jì)生活性問(wèn)題,開(kāi)展實(shí)踐練筆
教師可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教材及學(xué)生的學(xué)校生活設(shè)計(jì)教學(xué)情境:為了預(yù)防流感,學(xué)校采用“藥熏法”對(duì)教室進(jìn)行消毒。從藥物的燃燒開(kāi)始到藥物的燃盡,共計(jì)8分鐘。在藥劑燃燒過(guò)程中,在不同的時(shí)間點(diǎn)上測(cè)定了房間內(nèi)每立方空氣中的含藥量,得出如表1的結(jié)果。
研究顯示,當(dāng)空氣中的藥物含量降低至每立方米1.6毫克后,學(xué)生就可以進(jìn)入教室了。結(jié)合表格數(shù)據(jù),請(qǐng)說(shuō)明從什么時(shí)間開(kāi)始,同學(xué)們能回教室?
(設(shè)計(jì)意圖:生活化的問(wèn)題情境可以將課堂上所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)與學(xué)生的生活實(shí)際進(jìn)行密切聯(lián)系,讓他們?cè)谝粋€(gè)動(dòng)態(tài)的、真實(shí)的、有效的問(wèn)題情境中去探索,從而促使他們更好地融入學(xué)習(xí)的進(jìn)程中去尋找新的知識(shí),同時(shí)也能激起他們對(duì)新知識(shí)的探索興趣和解決問(wèn)題的渴望。)
四、引發(fā)問(wèn)題沖突,展開(kāi)深度學(xué)習(xí)
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師結(jié)合問(wèn)題帶領(lǐng)學(xué)生深入思考,并結(jié)合問(wèn)題設(shè)計(jì)認(rèn)知“沖突”情境,能夠讓學(xué)生在“沖突”中進(jìn)行深入學(xué)習(xí),有利于啟發(fā)學(xué)生深思。在應(yīng)用“問(wèn)題教學(xué)法”的過(guò)程中,教師要提前做好備課準(zhǔn)備,預(yù)設(shè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題,并給出針對(duì)性的解決策略。當(dāng)學(xué)生在課堂中的思路受阻時(shí),教師可以予以針對(duì)性的啟發(fā),點(diǎn)撥學(xué)生結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知基礎(chǔ),探索解決問(wèn)題的有效路徑,讓學(xué)生在解決沖突的過(guò)程中加深他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn),提高他們的認(rèn)知水平。
當(dāng)學(xué)生解決上述教室藥熏實(shí)踐的問(wèn)題時(shí)會(huì)遇到一個(gè)新的函數(shù),這個(gè)新函數(shù)的特點(diǎn)是什么?它與以前所學(xué)的函數(shù)有何異同?它是怎樣應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的?
教師在教學(xué)中要求學(xué)生敢于提問(wèn),對(duì)有問(wèn)題的學(xué)生,要給他們提供問(wèn)題支架。例如,在教室藥熏問(wèn)題中:(1)有哪兩個(gè)變量,這兩個(gè)變量間的聯(lián)系是什么?(2)y是否為x的一個(gè)函數(shù)?如果是的話,它的功能是什么?為什么?(3)怎樣利用已有的知識(shí)進(jìn)行解題?
(設(shè)計(jì)意圖:結(jié)合上述情境,通過(guò)對(duì)函數(shù)定義的學(xué)習(xí),學(xué)生可以判定y為x的一個(gè)函數(shù);在題目中,8分鐘之前,y與x成正比,8分鐘以后,y與x成反比例;也可以在8分鐘之前,找到y(tǒng)與x〈或者一次函數(shù)〉成正比的關(guān)系,或者8分鐘后,y是x的反比例函數(shù)。這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于讓學(xué)生在問(wèn)題沖突中,運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí),對(duì)新函數(shù)進(jìn)行深入思考,促使他們強(qiáng)烈地想要了解更多的知識(shí),從而提高課堂教學(xué)的效率。)
五、創(chuàng)設(shè)反思問(wèn)題,主動(dòng)建構(gòu)新知
(一)問(wèn)題練手
與初中其他函數(shù)相比,學(xué)生對(duì)于反比例函數(shù)的圖象學(xué)習(xí)要困難得多,這是因?yàn)榉幢壤瘮?shù)是初中數(shù)學(xué)階段僅有的一種不連續(xù)函數(shù),這就需要學(xué)生能用精確的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)反比例函數(shù)的增減性。而將數(shù)形結(jié)合思想應(yīng)用于學(xué)生的學(xué)習(xí)中,是鞏固反比例函數(shù)圖象的必經(jīng)之路,也是每個(gè)學(xué)生都需要掌握的知識(shí)。對(duì)此,教師可以創(chuàng)設(shè)反思問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)新知。
問(wèn)題:水加熱的過(guò)程中,水溫與熱水壺通電時(shí)間呈一次函數(shù)關(guān)系。若水加熱前的初始溫度為20℃,第8分鐘時(shí),水溫達(dá)到100℃后,熱水壺停止工作,水溫逐漸下降。
(1)結(jié)合電水壺?zé)?分鐘后的水溫變化與通電時(shí)間的變化,繪制相應(yīng)的圖象,求出兩者的函數(shù)表達(dá)式。
(2)請(qǐng)結(jié)合圖表、圖象說(shuō)明,當(dāng)想要喝60度以下水溫的白開(kāi)水需要在什么時(shí)間段去接?
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)“藥熏消毒”情景與“電水壺煮水”的情景,學(xué)生了解到一種新的功能,即反比例函數(shù),并由此引出“反比例函數(shù)”這一概念。)
(二)動(dòng)態(tài)生成
問(wèn)題給出后,學(xué)生通過(guò)回顧舊知,確定了畫(huà)函數(shù)圖象的三個(gè)步驟:①列表;②描點(diǎn);③連線。
在完成圖象后,請(qǐng)同學(xué)們考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.你是怎么確定圖象上的點(diǎn)的?
2.如果取的點(diǎn)不一樣,畫(huà)出來(lái)的圖象一樣嗎?
3.當(dāng)連線時(shí),是連接成折線,還是平滑的一條線?請(qǐng)說(shuō)明原因。
4.圖象會(huì)不會(huì)和x軸相交?
5.這條曲線的變化趨勢(shì)是什么?
(設(shè)計(jì)意圖:根據(jù)已有的知識(shí)來(lái)決定描點(diǎn)法繪制反比例函數(shù)圖象的基本過(guò)程。它可以使學(xué)生以全局的角度、用全局的觀點(diǎn)來(lái)建立一種研究函數(shù)問(wèn)題的通用方法,從而為后面研究其他函數(shù)圖象打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí),還可以用問(wèn)題來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的思維,使他們從“具體的做的步驟”向“學(xué)會(huì)如何做”轉(zhuǎn)變,這有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,訓(xùn)練學(xué)生的獨(dú)立思維及問(wèn)題解決能力。)
六、總結(jié)思考回顧,實(shí)現(xiàn)能力延伸
教師結(jié)合y=和y=-的函數(shù)圖象,帶領(lǐng)學(xué)生分別繪制各自的圖象,啟發(fā)學(xué)生思考這兩種函數(shù)圖象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),由什么來(lái)確定圖象所在的象限?
教師結(jié)合一次函數(shù)y=4x和y=-4x的性質(zhì),組織學(xué)生以類(lèi)比的方式,說(shuō)一說(shuō)該如何研究反比例函數(shù)的性質(zhì)。
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)描點(diǎn)作圖法,讓學(xué)生找尋函數(shù)圖象中對(duì)應(yīng)的點(diǎn),然后將點(diǎn)繪制成圖形,結(jié)合直觀的圖象進(jìn)行分析對(duì)比,使他們能夠從對(duì)比分析中獲取新的知識(shí)。此外,為了讓學(xué)生注意到函數(shù)中的k,教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生將反比例函數(shù)中的k與一次函數(shù)中的k進(jìn)行類(lèi)比,這樣就可以在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上,找到新的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)觸類(lèi)旁通。)
在教學(xué)過(guò)程中,教師要仔細(xì)研究教材和學(xué)生,根據(jù)課程整體的設(shè)計(jì)思路,認(rèn)真地進(jìn)行問(wèn)題的設(shè)計(jì)。教師可以用類(lèi)比探究的方法進(jìn)行教學(xué),結(jié)合一次函數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、畫(huà)圖技巧,使學(xué)生能夠從類(lèi)比中學(xué)到如何畫(huà)出反比例函數(shù)的圖象,也能進(jìn)一步通過(guò)對(duì)比觀察、遷移分析、歸納總結(jié)出反比例函數(shù)的性質(zhì),有利于幫助學(xué)生建立函數(shù)知識(shí)。
教師可以設(shè)計(jì)課堂練習(xí)來(lái)進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和對(duì)知識(shí)的掌握情況。
如圖1,M為反比例函數(shù)y=的圖象上的一點(diǎn),MA垂直y軸,垂足為A,△MAO的面積為2,求k的值。
【答案解析】
∵M(jìn)A垂直y軸,
∴S△AOM=k,
∴k=2,即k=4,
而k>0,∴k=4。
【誤區(qū)糾錯(cuò)】
這道題目考查的是反比例函數(shù)的比例系數(shù)k的幾何含義。對(duì)反比例函數(shù)y=圖象上任意一點(diǎn),過(guò)這一個(gè)點(diǎn)向x軸和y軸分別作垂線,形成矩形,則該矩形的面積為定值k。
(作者單位:浙江省金華市義烏市繡湖中學(xué))
編輯:溫雪蓮