过程中体验,探索中发现

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  “经历”、“过程”、“探索”、“发现”是新课标中出现频率最多的词,在“经历----过程”中,学生必然要以探索者的身份出现,而探索是发现问题的温床,是培养学生创新意识、创新能力的土壤。但在数学课堂教学中,暴露和展现数学思维过程,让学生从“经历---过程”到发现,并非易事,因此,本文以“反比例函数的图像和性质的教学”这一实例深入探讨。
  1.实际操作,探索图像
  利用函数图像来探讨函数的性质是重要的数学的思想方法。首先与学生重温画函数图像三步曲。
  师:若画反比例函数 的图像,第一步做什么?
  生:列表,选取适当的自变量值,算出对应的函数值。
  我在巡视中发现有的学生只选取了正值,有的选取的数值没有对称性等。我立即追问:怎样的数值才为适当?同学们对解析式初步梳理后,选取了自变量-3,-2,-1,1,2,3,都能自觉地避开0。但在描点连线时,有不少学生连成折线,图像“起角”,短、断,没有无限伸展的形象,有的同学甚至将(-1,-2)和(1,2)两点也连了起来。
  由于直线的负迁移,干扰画反比例函数图象,学生陷入思维误区,出现各种错误实不足为奇,这些典型的错误,也是展现思维过程的良机,教师要灵活机智抓住机会去引导,让学生“经历---过程”,实现认识上的升华。
  师:图象(指图1)的走向、趋势明显吗?为什么会这样?
  生:不明显,因为描的点太少。
  在教师的引导下,学生经观察得:当自变量取值的绝对值越来越大时,描出的点越来越靠近 轴;反之,描出的点越来越靠近 轴。
  师:点的走向明确了,那么函数的图象就是这两条折线吗?(学生在思考,停顿片刻)。
  师:如果将自变量1、2的距离折半,算出对应值后描出的对应点在哪里?
  生1:可以验证一下,经过点(1,2)与(2,1)的折线段所在的函数表达式是 ,折半后的对应点A( , )在函数 的图象上,但不在折线段 上,所以,这条折线(图2)肯定不是反比例函数 的图象。
  生2:那将这三点连起来不就行了吗?
  师:如果顺次连结此三点,会是什么形状?
  生3:依然是折线。
  师:是否就是反比例函数图象真面目?
  生:不是,仍有函数对应点落在折线外。
  师:那可否一网打尽呢?
  生:描的点之间的间隔小点再小点。
  师:对了!如果我们将自变量1至2间的距离不断折半,即 , , ,……,计算出相应的函数值,由此描出的点相隔就很紧密,将它们连起来,同学们想象一下,变为什么?(图3)。
  “平滑曲线”,同学们异口同声地说。(他们联想到了正多边形过渡到圆的情形)。“平滑曲线”终在一翻经历后生成。
  请同学们画出函数 的图象。
  这次虽有平滑效果,但新毛病来了:图象卷尾、翘起、与坐标轴相交,表面上看是由于粗心描点造成的偏差,实际上病根在 “数理”未理通,故而缺乏对图象走势的宏观把握。这时必须引领学生从“数”这一根本点出发去经历这一核心变化过程,方能入微。类似的误解还有:双曲线与坐标轴永不相交,它们必在很远的地方平行。的确,单靠描点、手绘在技术上很难避免在很远的地方平行的嫌疑,不能单靠“形”解决问题,需回归到“数”,经历数形结合是必不可少的。
  2.探索特征,发现性质
  认识和掌握图形的性质,也要让学生“经历……过程”,探索、发现特征,体验快乐。
  师:请同学们仔细观察双曲线,能发现它的其它特征吗?
  生4:双曲线是关于原点对称的中心对称图形。
  师:你是怎样发现的?能否论证它?
  生4:我是看图形估计的。
  生5:我能论证,在表中,发现点(3, )与(-3, ),(2,1)与(-2,-1),(1,2)与(-1,-2)都是关于原点对称的。
  生6:点( , )和( , )都在函数 的图象上,它们关于原点对称。
  师:对,那么其它双曲线是否也有此对称?它们都在第一、三象限吗?
  在探究反比例函数性质的过程中,让学生观察图形必不可少,但不能将对函数的认识完全等价于对其图形的认识,教师应引领学生以“数”与“形”的转化为途径,把两者结合起来,经历分析、探究、归纳、概括的认知过程。最后,同学们顺利总结出: 图象 >0时在第一、三象限, <0时在第二、四象限。
  3. 激发情智,深入探索
  为了培养学生不畏艰难的思维品质和勇于探索的精神,我继续引导,提出问题,激发学生去探索发现。
  师:正比例函数 和一次函数 中的系数 都是有几何意义,反比例函数 中的 是否也有几何意义呢?
  生:从函数 , 的图象可看出, 的值较大,图象接近坐标轴的速度就较慢。
  师:说得好!那 取负值时,也是这样吗?
  生:| |越大,图象逼近横坐标轴的速度越慢,反之越快。
  师:说得没错,还有更直观具体的表现吗?
  学生出现了思维盲点。此时,教师该出手点拨一下,帮助学生构建“悟场”,把学生的思维引向连接点。
  师:反比例函数的表达式 通过变形会有什么发现呢?
  学生经过分析思考,终于回话了。
  生:将表达式变形为 ,表明图象上任一点的横坐标与纵坐标的积是一个常数。
  师:两个数的积,让我们联想到平面图形的面积。这个常数 能否用图形面积表示?
  生:从图象上任一点作两坐标轴的垂线段,两者与两坐标轴围成的矩形面积就是 。
  师:若 是负数呢?
  生(顿悟):应是| |。师:同学们真了不起,挖掘出了课本没有提到的 的几何意义。
  “经历......过程”,必然伴随着探索,两者是孪生姊妹,密不可分。探索是数学教学的生命线,肯探索必然有发现!数学课堂教学只有让学生经历探索发现的过程,才能更有效地使学生获得数学知识、技能以及对数学思维的全面理解和体验。
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