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问题(苏科版九年级数学下册2006年10月第1版):正常水位时,抛物线拱桥下的水面宽为20m,水面上升3m达到该地警戒水位时,桥下水面宽为10m。
(1)在恰当的平面直角坐标系中求水面到桥孔顶部的
距离y(m)与水面宽x (m)之间的函数关系式;
(2)如果水面以0.2m/h的速度持续上涨,那么达到警戒水位后,再过多长时间此桥孔将被淹没?
学生典型解答: 建立如图1所示的直角坐标系,设函数关系式为y=ax2,则当x=10时,y=100a;当x=5时,y=25a,因为水位上升了3m,所以25a-100a=3, ,求得函数关系式为 。
解答应该来自于课外书籍,似乎很完满,这个答案与《教师教学用书》给出的参考答案是一致的。但是笔者对此有不同的看法,并认为透过此解答有几点值得我们思考:
思考一:本题的解答方法是否最优化
坐标系的建立恰当与否,对求函数关系式有非常大的影响。求二次函数关系式时,如果顶点在原点,且关于y轴对称,则设函数关系式为y=ax2,确实最简单。但在本题中却未必是最简单的,因为条件中缺少一对具体的x、y的对应值。但是,如果以正常水位为x轴,过拱顶且与x轴垂直的直线为y轴,建立如图2所示的直角坐标系,则可设函数关系式为y=ax2+c,由已知条件可得抛物线上两点A 、B的坐标分别是
(10,0)和(5,3)。则有 解得,
于是 ,这是求函数关系式的一般方法,比较自然一些,也更容易理解。
思考二:上面求出的结果真的就是问题⑴的答案吗
无论是教辅资料,还是《教师教学用书》,所给出的答案都是 。但是,我们只要认真进行解题反思,就可发现:首先在 中,y非正数,与y 表示“水面到桥孔顶部的距离”不符,这是明显的错误。其次当水位下降时,水面宽x的值增大,而水面到桥孔顶部的距离y也在增大。 当水位上升时,水面宽x的值减小,而水面到桥孔顶部的距离y也在减小。 y随x的变化是单调的。
在图1中,如果水面到桥孔顶部的距离与水面宽分别是h和l,那么有 ,y=-h,代入 得,化简得 。因此,如果设水面到桥孔顶部的距离y(m),水面宽为x(m),那么问题(1)的答案应该是。而
反映的只是桥拱抛物线的函数关系。从图1或图2可以看出,随着水位的下降,水面到桥孔顶部的距离y(m)随水面宽x (m)的增大而增大。(图像如图3所示)且这种关系只与抛物线的具体形状有关,而与求桥拱抛物线的函数关系式时建立的坐标系无关。
思考三:自主命题能力是教师必备的基本功之一
教学过程中,教师不可避免地会根据教学需要进行命题。然而,在命题过程中,有些教师往往特别注重方法的运用,而忽视对题目本身科学性的审查,导致问题的产生。这在一些教辅资料中并不鲜见。
例如:已知a+b=3,ab=5,求a2+b2的值。
这是学习了乘法公式(a+b)2=a2+2ab+b2后,灵活运用公式解决问题,然而由于命题时的疏忽,学生求出的结果是a2+b2=-1,超出了学生的认知范围,应该属于错题。
再如:已知最简二次根式√a+1与√3-2a是同类二次根式,求a的值。
根据同类二次根式的定义,由a+1=3-2a解出, 似乎顺理成章。然而,虽然√a+1与√3-2a都是最简二次根式,但是当字母赋值后√a+1与√3-2a都是 ,并不是最简二次根式!而本题又恰好要考虑a的赋值。
数学的语言既要简洁明了,又要准确,否则就会出现这样那样的问题。
比如:用代数式表示x与y的平方的差时理解成x与y2的差x-y2,还是x与y的“平方的差”即x2-y2呢?容易产生歧义,不如说成x与y的平方差。
再如:八年级(上)补充习题:在5×7的正方形网格中,已有两个小正方形涂上了颜色,请再将两个小正方形涂颜色,使整个图形(包括颜色)有四条对称轴。
这里,“整个图形”指的是什么?包含正方形网格吗?若包括,则不可能有四条对称轴,若不包括,则应该说“着色正方形组成的图形”才准确。原题的说法让人无所适从。对于本文开始的问题,从参考答案来看,原意如果是求桥拱抛物线的函数关系式,则表达不当。而如果按原题意理解,则将问题难度提得过高,不太合适。
思考四:教参、教辅资料的使用
《教师教学用书》也好,其他资料也罢,都有一定的错误或不合理的存在,教师要在备课中发现问题并将之解决。在日常教学中,有时会看到,有的教师全盘照搬《教师教学用书》,或者只是简单的抄录,没有针对性地进行深加工。事实上,《教师教学用书》与教师的备课笔记是两码事,不能等
同。《教师教学用书》是指导性参考用书,用来帮助教师分析教材难点、把握教材的深度,提供处理教材的方法,起宏观指导的作用,面对的是全体教师和学生。而教师个人的备课教案是教学的微观落实,面对的是具体班级的学生。只有把宏观指导与微观落实统一起来,才能取得好的教学效果。教师应根据自己的理论水平、学生实际情况来对教学内容进行整合,精心设计教案,把知识传授和能力培养具体落实到每节课。
有些老师在选择练习或者检测时,习惯于随手找一份现成的试卷复印。在这些试卷中经常会出现不合适的内容,有些还是新课程中已经明确删去的,教师从不对试卷进行任何加工。有时直到学生发现错题时,才来进行修改,或者将其删除。其实,别人的东西未必适合于你。教师既要具备较强的专业知识和业务素质,又要具有强烈的责任心,不断地进行自我反思,才能逐步提高。
(1)在恰当的平面直角坐标系中求水面到桥孔顶部的
距离y(m)与水面宽x (m)之间的函数关系式;
(2)如果水面以0.2m/h的速度持续上涨,那么达到警戒水位后,再过多长时间此桥孔将被淹没?
学生典型解答: 建立如图1所示的直角坐标系,设函数关系式为y=ax2,则当x=10时,y=100a;当x=5时,y=25a,因为水位上升了3m,所以25a-100a=3, ,求得函数关系式为 。
解答应该来自于课外书籍,似乎很完满,这个答案与《教师教学用书》给出的参考答案是一致的。但是笔者对此有不同的看法,并认为透过此解答有几点值得我们思考:
思考一:本题的解答方法是否最优化
坐标系的建立恰当与否,对求函数关系式有非常大的影响。求二次函数关系式时,如果顶点在原点,且关于y轴对称,则设函数关系式为y=ax2,确实最简单。但在本题中却未必是最简单的,因为条件中缺少一对具体的x、y的对应值。但是,如果以正常水位为x轴,过拱顶且与x轴垂直的直线为y轴,建立如图2所示的直角坐标系,则可设函数关系式为y=ax2+c,由已知条件可得抛物线上两点A 、B的坐标分别是
(10,0)和(5,3)。则有 解得,
于是 ,这是求函数关系式的一般方法,比较自然一些,也更容易理解。
思考二:上面求出的结果真的就是问题⑴的答案吗
无论是教辅资料,还是《教师教学用书》,所给出的答案都是 。但是,我们只要认真进行解题反思,就可发现:首先在 中,y非正数,与y 表示“水面到桥孔顶部的距离”不符,这是明显的错误。其次当水位下降时,水面宽x的值增大,而水面到桥孔顶部的距离y也在增大。 当水位上升时,水面宽x的值减小,而水面到桥孔顶部的距离y也在减小。 y随x的变化是单调的。
在图1中,如果水面到桥孔顶部的距离与水面宽分别是h和l,那么有 ,y=-h,代入 得,化简得 。因此,如果设水面到桥孔顶部的距离y(m),水面宽为x(m),那么问题(1)的答案应该是。而
反映的只是桥拱抛物线的函数关系。从图1或图2可以看出,随着水位的下降,水面到桥孔顶部的距离y(m)随水面宽x (m)的增大而增大。(图像如图3所示)且这种关系只与抛物线的具体形状有关,而与求桥拱抛物线的函数关系式时建立的坐标系无关。
思考三:自主命题能力是教师必备的基本功之一
教学过程中,教师不可避免地会根据教学需要进行命题。然而,在命题过程中,有些教师往往特别注重方法的运用,而忽视对题目本身科学性的审查,导致问题的产生。这在一些教辅资料中并不鲜见。
例如:已知a+b=3,ab=5,求a2+b2的值。
这是学习了乘法公式(a+b)2=a2+2ab+b2后,灵活运用公式解决问题,然而由于命题时的疏忽,学生求出的结果是a2+b2=-1,超出了学生的认知范围,应该属于错题。
再如:已知最简二次根式√a+1与√3-2a是同类二次根式,求a的值。
根据同类二次根式的定义,由a+1=3-2a解出, 似乎顺理成章。然而,虽然√a+1与√3-2a都是最简二次根式,但是当字母赋值后√a+1与√3-2a都是 ,并不是最简二次根式!而本题又恰好要考虑a的赋值。
数学的语言既要简洁明了,又要准确,否则就会出现这样那样的问题。
比如:用代数式表示x与y的平方的差时理解成x与y2的差x-y2,还是x与y的“平方的差”即x2-y2呢?容易产生歧义,不如说成x与y的平方差。
再如:八年级(上)补充习题:在5×7的正方形网格中,已有两个小正方形涂上了颜色,请再将两个小正方形涂颜色,使整个图形(包括颜色)有四条对称轴。
这里,“整个图形”指的是什么?包含正方形网格吗?若包括,则不可能有四条对称轴,若不包括,则应该说“着色正方形组成的图形”才准确。原题的说法让人无所适从。对于本文开始的问题,从参考答案来看,原意如果是求桥拱抛物线的函数关系式,则表达不当。而如果按原题意理解,则将问题难度提得过高,不太合适。
思考四:教参、教辅资料的使用
《教师教学用书》也好,其他资料也罢,都有一定的错误或不合理的存在,教师要在备课中发现问题并将之解决。在日常教学中,有时会看到,有的教师全盘照搬《教师教学用书》,或者只是简单的抄录,没有针对性地进行深加工。事实上,《教师教学用书》与教师的备课笔记是两码事,不能等
同。《教师教学用书》是指导性参考用书,用来帮助教师分析教材难点、把握教材的深度,提供处理教材的方法,起宏观指导的作用,面对的是全体教师和学生。而教师个人的备课教案是教学的微观落实,面对的是具体班级的学生。只有把宏观指导与微观落实统一起来,才能取得好的教学效果。教师应根据自己的理论水平、学生实际情况来对教学内容进行整合,精心设计教案,把知识传授和能力培养具体落实到每节课。
有些老师在选择练习或者检测时,习惯于随手找一份现成的试卷复印。在这些试卷中经常会出现不合适的内容,有些还是新课程中已经明确删去的,教师从不对试卷进行任何加工。有时直到学生发现错题时,才来进行修改,或者将其删除。其实,别人的东西未必适合于你。教师既要具备较强的专业知识和业务素质,又要具有强烈的责任心,不断地进行自我反思,才能逐步提高。