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我国新一轮数学课程明确提出:要重视对学生应用意识的培养,强调学数学的目的就是用数学,能用数学知识解决日常生活中的问题。为实施新课程标准,在讲“一次函数与二元方程(组)”‘人教版’这一课时,我选择了与学生生活较贴近的电话收费问题,以教科书第45页的练习作为例子。我以为,这样学生不仅感受到数学就在自己身边,也存在于周围的世界,函数其实可以“随处可见”,也“摸得着”,而且对于“数学模型”也有进一步的理解。然而,课堂上却发生了让我意外的一幕……
例题:在一元一次方程一章中,我们曾考虑过下面两种移动电话计费方式:
用函数方法解答如何选择计费方式更省钱。问题一提出来,马上就有学生举手回答。
学生1:电话费与所用的时间有关。由于通话时间不知道,可以设成X分钟,这样,用全球通的费用为Y1=50+0.40X,用神州行的费用为Y2=0.60X,哪种更省钱的关键是看Y1和Y2的大小。
教师:怎样比较Y1和Y2的大小呢?
学生2:用作差法比较它们的大小
Y1-Y2=(50+0.40X)-0.60X=50-0.20X
教师:(50-0.20X)是正数还是负数呢?
学生3:不一定。
教师:为什么?
学生3:还要看X的取值范围,具体地说,有以下三种情况:
令50-0.20X>0,即X<250时,Y1-Y2>0,选择神州行省钱。
令50-0.20X>0,即X>250时,Y1-Y2<0,选择全球通省钱。
令50-0.20X=0,即X=250时。Y1-Y2=0,神州行和全球通收费相同。
教师:刚才,通过列式和作差法解决了怎样选择电话计费方式省钱的问题,还有没有其它方法?
学生4:前半部分和前面同学的解法一样,但后半部分我是用作图的方法解的。
我将学生的图象画在黑板上,如图:
同学们觉得不可思议:你怎样知道这两条射线交点的横坐标是250呢?
学生4:其实,250也是令Y1=Y2求出的,因为两直线的交点,坐标直接看不出来,实质上是联立两个方程,将它们组成方程组求解,这样做的目的是从图形可以直观地看出结果,通话时间小于250分钟,神州行省钱;如果通话时间恰为250分钟,两种都一样:如果通话时间大于250分钟,则选全球通省钱。
大家都为学生4的解法鼓起了掌,以肯定学生4的回答。
教师:同学们对问题分析得很好,如果将两位同学的做法合在一起更好,体现了数学中非常重要的数形结合的思想,以前提到的“数学建模”中的“模”并不是指实物,实质是一个当X取非负实数时的一次函数……
我的话还未完,思维一向很严谨的学生5站了起来。
学生5:我觉得刚才解决问题的方法有问题。
他的话引起了大家的震惊一一怎么会呢?但我冷静下来,想听听他的想法。
教师:你能否给大家谈谈这么认为的原因?
学生5:因为电话费不足一分钱仍按一分钟收取,并不是打半分钟只收一半的钱。
我一下明白了学生5的意思,按实际列式,电话费应为一个分段函数而非一个连续函数,我们的处理把问题理想化了,并不是按实际来处理的。
教师:按电信局的收费标准,学生5的说话是正确的,函数的确有问题,但这里并没有说明是按电信局的收费标准来解决这个问题,所以,就解题并没有错,只是不符合实际而已。
学生5:但是,老师您经常说要用所学的知识来解决实际问题的。
其他同学也在小声讨论:是呀,不根据实际情况来解决问题,怎么称得上是解决实际问题呢?
我一时陷入了尴尬的境地,我们经常给学生讲的是要用所学的数学知识解决日常生活中的问题,而现在只是说一句“不符合实际而已”就回避学生提出的问题,不是自相矛盾吗?于是,还是选定先解决这个问题再说。教师:同学们对问题实事求是的态度值得表扬。下面,我们一起按实际收费的标准来解决这个问题,首先看神州行电话费与时间的关系式怎样表示。
同学们开始发表目己的见解。
学生6:打电话的时间不超过一分钟算成一分钟,如时间取0.1、0.5分和0.9分以至在不超过一分钟话费都是Y=O.60×1(元),时间在大于一分钟而不超过二分钟算成二分钟,此时话费Y=O.60×2(元),以此类推,表达式应该是Y=O.60n(元)
学生7:不对,因为求的是Y与X的关系,而不是Y与n的关系
学生8:当X是非负整数时Y=O.60X,但X不是整数时,就不知该怎样表示
教师:同学们能领会其中的意思,只是还不知怎么用式子将其表示出来。我们可以这样来考虑:当时间恰好是非负整数时,可以表示为Y=O.60X,而当X不是非负整数时,如X=1.8时,不是直接用1.8进行计算,而是用2进行计算,即可以看成先将X的小数部分舍去,再加上所得的数。这时我们引进一个记号——[x],[x]表示的整数部分,如1.8的整数部分是1,故[1.8] =1,所以,当X不是整数时,费用Y=O.60([X]+1)综上所述,费用Y关于时间的函数可以表示成:
Y2=0.60X(当X是非负整数时):Y2=O.60([X]+1)(当X>0,且是非整数时)。
大家觉得比较奇怪:怎么不是一个式子而分开了呢?
教师:这种形式的函数叫分段函数,即自变量X的取值范围不同时,函数的表达式也不一样,下面我们来研究一下它的图形怎么作。
由于有刚才的分析,所以和同学们一起很快将其图象作了出来(图象略)
教师:同理,请同学们自己写出全球通的函数并画出它的图象:
Y1=0.40X+50(当X是非负整数时);Y1=0.40([X]+1)+50(当X>0,且是非整数时)。
教师:综上所述,只要将原来的结果稍作改变是可以得到正确答案的,即在考虑实际收费的情况下.也可用原来的方法。只要改变自变量的取值范围即可,大家课后思考一下这样做的道理。
我们平时让学生解决的“实际问题”,有多少是真正的实际问题呢?在学生心里,我们的数学究竟是什么?又能用来做什么?我带着复杂的心情走出了教室
(作者单位:408200重庆市丰都县第二中学)
例题:在一元一次方程一章中,我们曾考虑过下面两种移动电话计费方式:
用函数方法解答如何选择计费方式更省钱。问题一提出来,马上就有学生举手回答。
学生1:电话费与所用的时间有关。由于通话时间不知道,可以设成X分钟,这样,用全球通的费用为Y1=50+0.40X,用神州行的费用为Y2=0.60X,哪种更省钱的关键是看Y1和Y2的大小。
教师:怎样比较Y1和Y2的大小呢?
学生2:用作差法比较它们的大小
Y1-Y2=(50+0.40X)-0.60X=50-0.20X
教师:(50-0.20X)是正数还是负数呢?
学生3:不一定。
教师:为什么?
学生3:还要看X的取值范围,具体地说,有以下三种情况:
令50-0.20X>0,即X<250时,Y1-Y2>0,选择神州行省钱。
令50-0.20X>0,即X>250时,Y1-Y2<0,选择全球通省钱。
令50-0.20X=0,即X=250时。Y1-Y2=0,神州行和全球通收费相同。
教师:刚才,通过列式和作差法解决了怎样选择电话计费方式省钱的问题,还有没有其它方法?
学生4:前半部分和前面同学的解法一样,但后半部分我是用作图的方法解的。
我将学生的图象画在黑板上,如图:
同学们觉得不可思议:你怎样知道这两条射线交点的横坐标是250呢?
学生4:其实,250也是令Y1=Y2求出的,因为两直线的交点,坐标直接看不出来,实质上是联立两个方程,将它们组成方程组求解,这样做的目的是从图形可以直观地看出结果,通话时间小于250分钟,神州行省钱;如果通话时间恰为250分钟,两种都一样:如果通话时间大于250分钟,则选全球通省钱。
大家都为学生4的解法鼓起了掌,以肯定学生4的回答。
教师:同学们对问题分析得很好,如果将两位同学的做法合在一起更好,体现了数学中非常重要的数形结合的思想,以前提到的“数学建模”中的“模”并不是指实物,实质是一个当X取非负实数时的一次函数……
我的话还未完,思维一向很严谨的学生5站了起来。
学生5:我觉得刚才解决问题的方法有问题。
他的话引起了大家的震惊一一怎么会呢?但我冷静下来,想听听他的想法。
教师:你能否给大家谈谈这么认为的原因?
学生5:因为电话费不足一分钱仍按一分钟收取,并不是打半分钟只收一半的钱。
我一下明白了学生5的意思,按实际列式,电话费应为一个分段函数而非一个连续函数,我们的处理把问题理想化了,并不是按实际来处理的。
教师:按电信局的收费标准,学生5的说话是正确的,函数的确有问题,但这里并没有说明是按电信局的收费标准来解决这个问题,所以,就解题并没有错,只是不符合实际而已。
学生5:但是,老师您经常说要用所学的知识来解决实际问题的。
其他同学也在小声讨论:是呀,不根据实际情况来解决问题,怎么称得上是解决实际问题呢?
我一时陷入了尴尬的境地,我们经常给学生讲的是要用所学的数学知识解决日常生活中的问题,而现在只是说一句“不符合实际而已”就回避学生提出的问题,不是自相矛盾吗?于是,还是选定先解决这个问题再说。教师:同学们对问题实事求是的态度值得表扬。下面,我们一起按实际收费的标准来解决这个问题,首先看神州行电话费与时间的关系式怎样表示。
同学们开始发表目己的见解。
学生6:打电话的时间不超过一分钟算成一分钟,如时间取0.1、0.5分和0.9分以至在不超过一分钟话费都是Y=O.60×1(元),时间在大于一分钟而不超过二分钟算成二分钟,此时话费Y=O.60×2(元),以此类推,表达式应该是Y=O.60n(元)
学生7:不对,因为求的是Y与X的关系,而不是Y与n的关系
学生8:当X是非负整数时Y=O.60X,但X不是整数时,就不知该怎样表示
教师:同学们能领会其中的意思,只是还不知怎么用式子将其表示出来。我们可以这样来考虑:当时间恰好是非负整数时,可以表示为Y=O.60X,而当X不是非负整数时,如X=1.8时,不是直接用1.8进行计算,而是用2进行计算,即可以看成先将X的小数部分舍去,再加上所得的数。这时我们引进一个记号——[x],[x]表示的整数部分,如1.8的整数部分是1,故[1.8] =1,所以,当X不是整数时,费用Y=O.60([X]+1)综上所述,费用Y关于时间的函数可以表示成:
Y2=0.60X(当X是非负整数时):Y2=O.60([X]+1)(当X>0,且是非整数时)。
大家觉得比较奇怪:怎么不是一个式子而分开了呢?
教师:这种形式的函数叫分段函数,即自变量X的取值范围不同时,函数的表达式也不一样,下面我们来研究一下它的图形怎么作。
由于有刚才的分析,所以和同学们一起很快将其图象作了出来(图象略)
教师:同理,请同学们自己写出全球通的函数并画出它的图象:
Y1=0.40X+50(当X是非负整数时);Y1=0.40([X]+1)+50(当X>0,且是非整数时)。
教师:综上所述,只要将原来的结果稍作改变是可以得到正确答案的,即在考虑实际收费的情况下.也可用原来的方法。只要改变自变量的取值范围即可,大家课后思考一下这样做的道理。
我们平时让学生解决的“实际问题”,有多少是真正的实际问题呢?在学生心里,我们的数学究竟是什么?又能用来做什么?我带着复杂的心情走出了教室
(作者单位:408200重庆市丰都县第二中学)