二次函數(shù)是初中階段要求掌握的三大基本初等函數(shù)之一,在初中數(shù)學(xué)知識(shí)體系中具有舉足輕重的地位,蘊(yùn)涵的知識(shí)和數(shù)學(xué)思想豐富,是高中進(jìn)一步開(kāi)展函數(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).筆者通過(guò)對(duì)“一圖”進(jìn)行添枝加葉,讓二次函數(shù)專題復(fù)習(xí)走向縱深,帶動(dòng)學(xué)生思維的發(fā)展.本文呈現(xiàn)專題的教學(xué)簡(jiǎn)案,并給出教學(xué)反思,與更多的同行研討.
1 教學(xué)目標(biāo)
(1)掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),學(xué)會(huì)運(yùn)用不同的方法確定二次函數(shù)解析式,理解二次函數(shù)與一元二次方程的相互聯(lián)系;
(2)親歷二次函數(shù)圖象融合幾何圖形的研究過(guò)程,進(jìn)一步提升觀察圖形、分析圖形的能力,體會(huì)數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法;
(3)體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)之間的相互聯(lián)系,學(xué)會(huì)重構(gòu)二次函數(shù)解決問(wèn)題.
2 重、難點(diǎn)分析
教學(xué)重點(diǎn) 將常見(jiàn)幾何圖形融入二次函數(shù)圖象中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題.
教學(xué)難點(diǎn)重構(gòu)二次函數(shù)解決問(wèn)題.
3 教學(xué)活動(dòng)
題目引入如圖1,拋物線y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)為D(1,-4),與y軸相交于點(diǎn)C(0,-3),與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊).
問(wèn)題1 求拋物線的解析式.
設(shè)計(jì)意圖 學(xué)會(huì)求二次函數(shù)解析式為解決二次函數(shù)綜合題奠定基礎(chǔ),待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式有三種常見(jiàn)形式(一般式、頂點(diǎn)式、交點(diǎn)式),根據(jù)已知條件選擇合適的形式,本題已知頂點(diǎn)坐標(biāo),選用頂點(diǎn)式比較簡(jiǎn)單.
師生活動(dòng) 教師引領(lǐng)學(xué)生先回顧待定系數(shù)法求函數(shù)解析式的基本步驟,列舉二次函數(shù)解析式常見(jiàn)的三種形式,知道一般式適合三點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)式適合頂點(diǎn)坐標(biāo)、交點(diǎn)式適合交點(diǎn)坐標(biāo)的解題通法,再由學(xué)生獨(dú)立完成,教師簡(jiǎn)單點(diǎn)評(píng).
問(wèn)題2 求A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo).
設(shè)計(jì)意圖二次函數(shù)y=ax2+bx+c圖象與x軸的交點(diǎn)特征是縱坐標(biāo)等于0,即y=0,把y=0代入二次函數(shù)解析式得一元二次方程ax2+bx+c=0,方程的解就是交點(diǎn)的橫坐標(biāo),把方程的解變成坐標(biāo)的形式,用從特殊到一般的邏輯,以數(shù)形結(jié)合思想為指導(dǎo),為圖象作為聯(lián)系函數(shù)和方程、不等式的橋梁奠定基礎(chǔ),探究并理解一元二次方程和二次函數(shù)的聯(lián)系.
師生活動(dòng) 學(xué)生觀察函數(shù)圖象,說(shuō)出二次函數(shù)y=ax2+bx+c圖象與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)的特征,列出方程求解,教師進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo).
問(wèn)題3 在x軸上是否存在點(diǎn)K,使KC+KD最短?如果存在,求出點(diǎn)K的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
變式 在x軸上是否存在點(diǎn)K,使ΔKCD的周長(zhǎng)最?。咳绻嬖?,求出點(diǎn)K的坐標(biāo),并求出周長(zhǎng)的最小值;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
設(shè)計(jì)意圖 將飲馬問(wèn)題置于二次函數(shù)中,通過(guò)尋找對(duì)稱點(diǎn),畫(huà)出所在直線,再用一次函數(shù)知識(shí)求出點(diǎn)的坐標(biāo),變式中還要構(gòu)造直角三角形利用勾股定理求線段的長(zhǎng).
師生活動(dòng) 教師與學(xué)生一起回顧飲馬問(wèn)題,它就是“兩點(diǎn)之間線段最短”的實(shí)際應(yīng)用,尋找函數(shù)圖象中與之關(guān)聯(lián)的兩個(gè)點(diǎn)及一條線,畫(huà)出圖形,再由學(xué)生獨(dú)立求直線的函數(shù)關(guān)系式及點(diǎn)K的坐標(biāo);變式題先給學(xué)生獨(dú)立思考5分鐘,找出它與問(wèn)題3的聯(lián)系與區(qū)別,選一位學(xué)生分享解題思路.
問(wèn)題4 如圖2,作直線BC,在直線BC下方的拋物線上找一點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,與直線BC相交于點(diǎn)Q,求線段PQ的最大長(zhǎng)度.
變式 如圖2,作直線BC,在直線BC下方的拋物線上找一點(diǎn)P,使ΔPBC面積最大,求P點(diǎn)的坐標(biāo)及ΔPBC面積的最大值.
設(shè)計(jì)意圖 將線段置于二次函數(shù)中,通過(guò)點(diǎn)的坐標(biāo)構(gòu)造新的二次函數(shù)求最值,變式中將三角形置于二次函數(shù)中,通過(guò)“化斜為直”的方法分割三角形求面積的最大值.
師生活動(dòng)教師稍作提示,假設(shè)P點(diǎn)橫坐標(biāo)為t,讓學(xué)生把P,Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(lái),構(gòu)建新的二次函數(shù)求最值,教師再介紹“化斜為直”轉(zhuǎn)化思想,這里“斜”指的是與坐標(biāo)軸不平行的直線(線段),而“直”指的是與坐標(biāo)軸平行或垂直的直線(線段).“化斜為直”轉(zhuǎn)化思想常用來(lái)解決函數(shù)綜合題中的線段長(zhǎng)度、幾何圖形面積最值或點(diǎn)的存在性問(wèn)題[1].學(xué)生掌握好方法后小組合作探究變式題,派一個(gè)小組的代表展示成果.
問(wèn)題5 如圖2,若點(diǎn)T在拋物線上,且∠TCB=45°,求點(diǎn)T的坐標(biāo).
變式 如圖2,若點(diǎn)T在拋物線上,且∠TCB=15°,求點(diǎn)T的坐標(biāo).
設(shè)計(jì)意圖 將特殊的角置于二次函數(shù)中,求角的另一邊所在直線與拋物線的交點(diǎn)坐標(biāo),變式中還用到了三角函數(shù)有關(guān)知識(shí),通過(guò)分類討論得到角的另一邊的兩種情況.
師生活動(dòng)先讓學(xué)生觀察ΔOBC的形狀,引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出直線CT,并求出T點(diǎn)的坐標(biāo);變式題利用小組內(nèi)組員異質(zhì)的特點(diǎn),組員在合作研討時(shí)互幫互助,分享自己的想法和疑問(wèn),再通過(guò)小組合作,組員發(fā)揮各自的解決問(wèn)題能力和創(chuàng)造力,在組內(nèi)合力解決問(wèn)題.
問(wèn)題6 如圖3,連接BC,BD,CD,試判定ΔBCD的形狀,請(qǐng)說(shuō)明理由.
變式 ΔBCD與ΔCOA是否相似?請(qǐng)說(shuō)明理由.
設(shè)計(jì)意圖 將三角形問(wèn)題置于二次函數(shù)中,利用勾股定理及其逆定理求線段的長(zhǎng)并判斷三角形的形狀,變式中出現(xiàn)了三角形相似問(wèn)題,函數(shù)與幾何融合逐步走向縱深.
師生活動(dòng) 教師先讓學(xué)生回顧判定直角三角形的方法,再計(jì)算ΔBCD三邊的長(zhǎng),判定出它的形狀;變式題讓學(xué)生獨(dú)立完成,教師簡(jiǎn)單評(píng)講.
問(wèn)題7 如圖4,在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)H,使ΔHAC是等腰三角形?如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)H的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
設(shè)計(jì)意圖 將等腰三角形置于二次函數(shù)中,等腰三角形兩邊相等,利用勾股定理可表示線段長(zhǎng),再用分類討論與方程思想求解.在分析題目過(guò)程中教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的基本策略和方法,培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性.
師生活動(dòng) 學(xué)生動(dòng)手操作容易畫(huà)出圖形,但學(xué)生不易想出計(jì)算方法,需要教師引導(dǎo),最后的計(jì)算留給學(xué)生完成.
問(wèn)題8 點(diǎn)M為x軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),使M,N,C,B構(gòu)成平行四邊形時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo).
設(shè)計(jì)意圖 將平行四邊形置于二次函數(shù)中,分類討論可能出現(xiàn)的情況,利用平行四邊形邊及對(duì)角線的性質(zhì),通過(guò)平移的方法求點(diǎn)的坐標(biāo).要引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)形結(jié)合思想的指引下,逐步完善原有知識(shí)網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)行有效遷移和應(yīng)用.
師生活動(dòng) 回顧平行四邊形的性質(zhì),教師先分析其中的一種情況,剩余的情況由學(xué)生合作探究,教師協(xié)助各小組并進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo),最后點(diǎn)評(píng)兩個(gè)小組的成果.
問(wèn)題9 如圖6,點(diǎn)E是線段AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A,B重合),EF//BC交AC于點(diǎn)F,當(dāng)ΔECF面積最大時(shí),求動(dòng)點(diǎn)E的坐標(biāo).
設(shè)計(jì)意圖 將幾何復(fù)合知識(shí)置于二次函數(shù)中,平行可得相似,利用相似三角形的面積方面的性質(zhì)重構(gòu)二次函數(shù)求解.通過(guò)動(dòng)態(tài)探究,讓學(xué)生進(jìn)一步感受到幾何圖形與函數(shù)圖象的內(nèi)在聯(lián)系,增加學(xué)生思考的深度和廣度.
師生活動(dòng) 教師沿著平行→相似→面積的思路,和學(xué)生合作思考,不斷尋找合適的解決問(wèn)題思路,從尋找解決問(wèn)題方法過(guò)程中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維和能力,最后由學(xué)生對(duì)解法進(jìn)行總結(jié)反思.
4 教學(xué)反思
4.1 把握學(xué)情,尋找關(guān)聯(lián)點(diǎn)
在教學(xué)過(guò)程中,深入了解學(xué)生的學(xué)情是至關(guān)重要的.只有準(zhǔn)確分析學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和學(xué)習(xí)需求,才能夠?yàn)樗麄兲峁└佑行У慕虒W(xué).因此,在備課之初,教師應(yīng)該精準(zhǔn)地了解所任教班級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況,以便根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì).一圖一專題教學(xué)設(shè)計(jì)的核心思想,即要以學(xué)生為主體,以發(fā)展他們的數(shù)學(xué)思維為導(dǎo)向,根據(jù)不同學(xué)生的需求尋找關(guān)聯(lián)點(diǎn).通過(guò)將瑣碎零散的知識(shí)點(diǎn)整合為一圖一專題的形式,以便可以使教學(xué)更加精于心、簡(jiǎn)于形,避免無(wú)效勞動(dòng)和重復(fù)勞動(dòng).這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅可以減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),還可以幫助他們從“題海戰(zhàn)術(shù)”中跳出來(lái),走向充滿張力、優(yōu)質(zhì)的高效課堂[1].
本文結(jié)合二次函數(shù)特點(diǎn),采用“一圖一專題”的形式,篩選一個(gè)綜合性較強(qiáng)的典型二次函數(shù)圖象為主線,從線段、角、三角形、四邊形等一系列知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)中逐步過(guò)渡到數(shù)學(xué)思想方法的歸納提升.讓學(xué)生在知識(shí)體系升華中提升思維,體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的關(guān)聯(lián),提高教學(xué)效率.
4.2 精心選圖,發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)點(diǎn)
選圖應(yīng)以學(xué)生為主體,以促進(jìn)他們數(shù)學(xué)思維的發(fā)展為導(dǎo)向,并以不同學(xué)生獲得不同發(fā)展為目標(biāo).因此,在選圖時(shí)注重質(zhì)而非量,遵循深入淺出的原則.一圖一專題的關(guān)鍵在于選圖,選取具有典型性、綜合性和延伸性的圖,可以以圖引題,以題引知識(shí)點(diǎn)和方法[2].
本文以二次函數(shù)圖象為出發(fā)點(diǎn),融入了多個(gè)幾何知識(shí)點(diǎn),如飲馬問(wèn)題、線段長(zhǎng)度、三角形的周長(zhǎng)和面積等,滲透了數(shù)形結(jié)合思想和“化斜為直”的方法.通過(guò)精心選圖,引導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)梳理的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)程和方法的提煉,從而真正達(dá)到既概括知識(shí)又總結(jié)數(shù)學(xué)思想的目的.
4.3 適當(dāng)變式,緊扣目標(biāo)點(diǎn)
變式問(wèn)題的設(shè)計(jì)應(yīng)促進(jìn)問(wèn)題的細(xì)化,讓學(xué)生更深層次地理解學(xué)習(xí)目標(biāo),同時(shí)也鍛煉他們自主尋找解題方法的能力,增強(qiáng)他們的思維素質(zhì).然而,變式問(wèn)題的設(shè)置必須服務(wù)于教學(xué)目標(biāo),不能停留在簡(jiǎn)單變式上循環(huán),以免導(dǎo)致課堂乏味.因此,需要在教學(xué)設(shè)計(jì)中合理地進(jìn)行問(wèn)題的變式,使其更有針對(duì)性、更具挑戰(zhàn)性,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)他們的思維發(fā)展,從而更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo).
本文設(shè)計(jì)了一系列變式題目,如求三角形的周長(zhǎng)、面積等,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決更復(fù)雜的問(wèn)題,提高了他們的解決問(wèn)題能力.這些變式題目既豐富了教學(xué)內(nèi)容,又使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷提升自己的數(shù)學(xué)能力.
參考文獻(xiàn)
[1]朱露璐.大單元視角下函數(shù)復(fù)習(xí)課的教學(xué)實(shí)踐與思考——以“二次函數(shù)圖象性質(zhì)及簡(jiǎn)單的幾何綜合”為例[J].?dāng)?shù)學(xué)通訊,2023(23):56-60
[2]蔡勇.以圖促教,以圖促學(xué):“一圖一課”的教學(xué)案例[J].中學(xué)數(shù)學(xué),2023(20):30-31