構(gòu)建高效的數(shù)學(xué)課堂不僅落實(shí)了新課標(biāo)的要求,還滿足了學(xué)生的自我發(fā)展需求。在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂中,教師不厭其煩地向?qū)W生講述知識,使學(xué)生完全處在被動的狀態(tài),缺少自主思考與探究,進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率始終得不到提升。為了改變這一現(xiàn)狀,本文以人教版“函數(shù)的基本性質(zhì)”一課為例,從做好教學(xué)準(zhǔn)備,為高效課堂構(gòu)建提供保障;優(yōu)化課堂教學(xué),為高效課堂的構(gòu)建提供多方面的支持;組織習(xí)題訓(xùn)練,開啟高效數(shù)學(xué)課堂之門;做好教學(xué)評價(jià),夯實(shí)高效課堂的根基;復(fù)盤教學(xué),為高效課堂注入“活水”等開展了分析。
一、教材分析
“函數(shù)的基本性質(zhì)\"是高中數(shù)學(xué)必修一第三章第二節(jié)的內(nèi)容,這是學(xué)生繼初中函數(shù)概念學(xué)習(xí)之后,對函數(shù)內(nèi)容的進(jìn)一步研究。函數(shù)作為高中階段的一個(gè)重要數(shù)學(xué)概念,貫穿學(xué)生高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)生涯的始末,而函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、最值等性質(zhì)是函數(shù)學(xué)習(xí)最為核心的部分,是學(xué)生探究各類函數(shù)的基礎(chǔ)。人教版數(shù)學(xué)教材內(nèi)容首先引入了函數(shù)單調(diào)性的概念,借助直觀化的圖象引導(dǎo)學(xué)生思考自變量與函數(shù)值之間的變化關(guān)系,再從代數(shù)的角度對函數(shù)的定義進(jìn)行介紹,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的上升。接著,教材按照“奇偶性一對稱性一代數(shù)表達(dá)式驗(yàn)證”的思路開展教學(xué),能夠讓學(xué)生從理論與實(shí)踐的雙重角度吃透這部分知識,同時(shí)讓學(xué)生把握知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,有助于提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。此外,教材還為學(xué)生安排了相關(guān)例題和習(xí)題,試圖讓學(xué)生在做題中掌握運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)解決問題的方法,進(jìn)而幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識體系。
二、學(xué)情分析
在高中階段,學(xué)生在前面章節(jié)已經(jīng)掌握了集合、函數(shù)的概念,其抽象與邏輯思維能力有一定的提升,為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。另外,高中生處在形象思維向抽象思維的過渡階段,他們對直觀事物有著濃厚的探究興趣,對未知事物有著一定的探究熱情,會主動參與課堂交流和討論,但面對抽象概念、復(fù)雜邏輯時(shí)易出現(xiàn)畏難情緒,主要表現(xiàn)為:部分學(xué)生基礎(chǔ)能力弱,自我學(xué)習(xí)意識不強(qiáng),習(xí)慣了依賴教師;學(xué)生之間的基礎(chǔ)、水平差異較大,需要教師關(guān)注到學(xué)生之間的差異并因材施教;函數(shù)性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng),學(xué)生容易出現(xiàn)混淆;學(xué)生的知識遷移能力較弱,無法綜合所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題。如上的種種都是學(xué)生面臨的巨大挑戰(zhàn)。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.了解函數(shù)單調(diào)性、奇偶性的定義,運(yùn)用數(shù)學(xué)符號、語言對函數(shù)單調(diào)性、奇偶性的判定條件進(jìn)行描述。2.觀察函數(shù)圖象,總結(jié)函數(shù)單調(diào)性、奇偶性的基本特征;在運(yùn)用定義法證明函數(shù)基本性質(zhì)的過程中,體會從具體到抽象的思想方法。
四、教學(xué)過程
(一)情境導(dǎo)人,溫故知新
情境教學(xué)是各學(xué)科教師常用的一種教學(xué)方法,它在數(shù)學(xué)課堂新知識導(dǎo)人中的應(yīng)用,可以將學(xué)生的注意力快速轉(zhuǎn)移到課堂中來。為了發(fā)揮情境教學(xué)的作用,教師必須在把握數(shù)學(xué)內(nèi)容、基本學(xué)情的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)情境。
教師:在集合知識的學(xué)習(xí)中,我們學(xué)會了如何運(yùn)用集合語言為函數(shù)下定義,從而把握了在 y=f(x) 這一函數(shù)中,自變量 x 與值 y 的對應(yīng)關(guān)系。在等式和不等式性質(zhì)的學(xué)習(xí)中,大家掌握了從運(yùn)算的不變性、規(guī)律性對其進(jìn)行探究,其實(shí)函數(shù)的本質(zhì)為變化中的不變。那么,請同學(xué)們結(jié)合所學(xué)的知識回答下面的問題。
問題1:對于函數(shù)性質(zhì)的研究,我們有哪些角度?
問題2:我們可以采用什么方法來探究函數(shù)的性質(zhì)呢?
(教師為學(xué)生提供思考的時(shí)間,然后學(xué)生回答。)
學(xué)生:單調(diào)性,如一次函數(shù)和反比例函數(shù),可以根據(jù) kgt;0 或 klt;0 的情況,分析函數(shù)值 y 與自變量 x 的關(guān)系,從而分析函數(shù)式單調(diào)遞增還是單調(diào)遞減。
教師:隨著自變量的逐漸增大,函數(shù)的值是變小還是增大呢?是否存在最大值或最小值,此時(shí)的函數(shù)圖象有怎樣的特征?
學(xué)生:借助函數(shù)圖象我們可以一目了然地看到它的特點(diǎn),并通過對特點(diǎn)的分析探尋其性質(zhì)。
(二)講解數(shù)學(xué)概念,強(qiáng)化學(xué)生的理解
1.增函數(shù)、減函數(shù)的概念
“函數(shù)\"是一個(gè)非常抽象的數(shù)學(xué)概念,單靠教師的語言講述,學(xué)生難以真正地把握。因此,教師要借助直觀化的圖象引導(dǎo)學(xué)生分析,從而總結(jié)出函數(shù)的基本性質(zhì)。
教師:認(rèn)真觀察下面三個(gè)函數(shù)圖象(見圖1),你可以分析出函數(shù)的哪些基本性質(zhì)?
學(xué)生:圖(1)是從左向右上升的。
學(xué)生:圖(2)的圖象是一個(gè)先升再降又升又降低的過程,出現(xiàn)了兩個(gè)最高點(diǎn)。
學(xué)生:圖(3)的圖象是一個(gè)先降后升再降再升的過程,出現(xiàn)了兩個(gè)最低點(diǎn),而且關(guān)于 y 軸對稱。
教師 的圖象在 y 軸的左側(cè)部分是從左到右下降的,你能夠運(yùn)用自變量與函數(shù)值的數(shù)量關(guān)系,對這一現(xiàn)象進(jìn)行刻畫嗎?請?jiān)诩埳袭嫵銎鋱D象并進(jìn)行描述。
學(xué)生:函數(shù)圖象是從左到右下降的,那么可以說自變量 x 是不斷增大的,下降表示的是函數(shù)值 y 在減小,所以當(dāng) xlt;0 時(shí), ??y 會隨著 x 的增大而減小。
教師:自變量從 x1 增大到 x2 ,有 x12 ,函數(shù)值由f(x1) 減小到 f(x2) ,大家可以從中得到什么數(shù)學(xué)結(jié)論?
學(xué)生: ?x1..x2 屬于 ,當(dāng) x12 時(shí),都有 f(x1) gt;f(x2) 。
對于學(xué)生的回答,教師給予肯定和鼓勵(lì),并與學(xué)生一起總結(jié)函數(shù)在區(qū)間 D 上的單調(diào)性。
知識總結(jié):如若 ?x1,x2∈D ,那么當(dāng) x12 時(shí),都存在 f(x1)2) ,所以我們就稱函數(shù) f(x) 在 D 區(qū)間上單調(diào)遞增。那么反過來,如若 ?x1,x2∈D 時(shí),都有f(x1)gt;f(x2) 存在,我們就稱 f(x) 這一函數(shù)在 D 區(qū)間上單調(diào)遞減。
2.函數(shù)的最大值與最小值
教師:經(jīng)過對上面的圖象分析,我們可以看到函數(shù)有最高點(diǎn)或最低點(diǎn)。下面,請大家認(rèn)真觀察函數(shù)圖象(多媒體展示),請找出函數(shù)圖象的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)的坐標(biāo)。
(學(xué)生認(rèn)真觀察,自主活動。)
教師:如何用數(shù)學(xué)語言對函數(shù)圖象中的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)進(jìn)行描述?
學(xué)生:在一個(gè)函數(shù)圖象中,通過觀察發(fā)現(xiàn)某個(gè)點(diǎn)是最高點(diǎn),就可以說在這一函數(shù)的定義域上,這個(gè)點(diǎn)是函數(shù)最大值。
學(xué)生:以 f(x)=-x2 這一函數(shù)舉例來講,如若在這一函數(shù)中定義域中隨意取一個(gè) x ,都存在 f(x)
教師:同學(xué)們觀察得非常認(rèn)真,總結(jié)得也非常全面。一般情況下,函數(shù)的最大值對應(yīng)的就是圖象中的最高點(diǎn),最小值對應(yīng)的就是圖象中的最低點(diǎn),但是它們有時(shí)候并非只有一個(gè)。大家在日后做題中一定要特別注意。
3.函數(shù)的奇偶性(1)偶函數(shù)
教師:大家認(rèn)真想一想并在紙上畫一畫關(guān)于 y 軸和原點(diǎn)對稱的函數(shù)。
(學(xué)生在黑板上演示。)
教師:對于函數(shù) f(x)=x2 和 g(x)=2-|x| 的圖象,大家可以發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)函數(shù)的共同特征嗎?
有了教師的指導(dǎo),學(xué)生便開始根據(jù)教師提供的表格,采用描點(diǎn)、連線的方式畫圖。為了讓學(xué)生后續(xù)的探究更有方向性,教師根據(jù)學(xué)生的畫圖過程進(jìn)行提問。
教師:大家認(rèn)真觀察 g(x) 解析式的特點(diǎn),自變量的哪個(gè)值是必須取的?如何取點(diǎn)才能將這一函數(shù)的特征反映出來?
學(xué)生:必須取的點(diǎn)是 x=0 。
學(xué)生:互為相反數(shù)的兩個(gè)自變量的值也應(yīng)該取上。
通過自我操作、對函數(shù)圖象的認(rèn)真分析,學(xué)生總結(jié)出 f(x)=x2 和 g(x)=2-|x| 這兩個(gè)函數(shù)的共同特征,即關(guān)于 y 軸對稱。
教師:大家可以根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,運(yùn)用數(shù)學(xué)語言對關(guān)于 y 軸對稱的函數(shù)的特征進(jìn)行詳細(xì)描述嗎?
為了幫助學(xué)生更好地總結(jié)出這一特征,教師為學(xué)生展示畫圖的表格(見表1)。
教師:上述的結(jié)論對于定義域內(nèi)的任意 x 都成立嗎?以 f(x=)x2 為例,說明具體的理由。
學(xué)生:對于 ?x∈R ,都有 f(-x)=(-x)2=x2=f(x) 。
學(xué)生:從表1我們可以看出, x=-3 和3時(shí) I(x)= x2=9;x=-2 和2時(shí) f(x)=x2=4;x=-1 和1時(shí) I(x)=x2=1 。
教師:大家分析得非常準(zhǔn)確。當(dāng) ?x∈R ,都有 f(-x) =(-x)2=x2=f(x) 時(shí),我們將其稱之為偶函數(shù),所以我們說對于定義域內(nèi)的任意一個(gè) x ,都有 ,那么 f(x) 被稱為偶函數(shù)。
(2)奇函數(shù)
教師:類比上述偶函數(shù)概念的建構(gòu)過程,大家認(rèn)真觀察 f(x)=x 和 的圖象,它們兩個(gè)有什么共同特征,你可以用數(shù)學(xué)符號語言對其進(jìn)行描繪嗎?
(教師運(yùn)用多媒體展示函數(shù)圖象,引導(dǎo)學(xué)生觀察。)
學(xué)生:兩個(gè)函數(shù)圖象都關(guān)于原點(diǎn)成中心對稱。
教師:你能為奇函數(shù)下一個(gè)定義嗎?
(學(xué)生對照教材描述并不斷完善。)
(三)歸納新知,建立系統(tǒng)知識體系
教師:經(jīng)歷上述知識的學(xué)習(xí),大家對函數(shù)的單調(diào)性、最值、奇偶性等基本性質(zhì)有了整體的把握。請同學(xué)們以小組為單位,總結(jié)這些知識點(diǎn)。
(教師為學(xué)生留出足夠的時(shí)間,讓學(xué)生歸納所學(xué)的知識點(diǎn)。)
教師:哪個(gè)小組可以向我們展示自己的成果呢?請各小組選出一名代表,帶著你們的作品,用自己的話向大家詳細(xì)地介紹一下。
? 小組1:函數(shù)的增減性
概念:如若函數(shù) f(x) 的定義域?yàn)?A ,區(qū)間 D?A 。在 D 區(qū)間內(nèi)隨意取 x1,x2 ,那么當(dāng) x12 時(shí),都存在 f(x1) 2) ,就可以稱 f(x) 在 D 區(qū)間上是增函數(shù);如若在D 區(qū)間內(nèi)隨意取 x1,x2 ,當(dāng) x12 時(shí),都存在 f′(x1)gt;f′(x2) 我們就可以稱 f(x) 在 D 區(qū)間上是減函數(shù)。
單調(diào)性與單調(diào)區(qū)間:單調(diào)性是通過判斷函數(shù)值變化與自變量變化方向是否一致來分析函數(shù)性質(zhì)的一種方式;單調(diào)區(qū)間可以是整個(gè)函數(shù)的定義域,也可以是定義域的一部分,即真子集。
① 小組2:函數(shù)的最大值或最小值
函數(shù)最大值:在函數(shù) y=f(x) 中,其定義域?yàn)?D 如若 x0∈D,f(x)=M ,使得對于定義的 x∈D ,都有 f(x)?M ,我們就記 M 是函數(shù) y=f(x) 的最大值,即當(dāng)x=x0 時(shí) ?I(x0) 時(shí)函數(shù) y=f(x) 的最大值,記作 ymax=f(x0) 。
函數(shù)最小值:在函數(shù) y=f(x) 之中,其定義域?yàn)镈 ,如若有 x0∈D,f(x)=M ,使得對于定義的 x∈D ,都有 f(x)≥M ,我們就記 M 是函數(shù) y=f(x) 的最小值,即當(dāng) x=x0 時(shí) ?I(x0) 時(shí)函數(shù) y=f(x) 的最小值,記作 ymax= f(x0) 。
我們還可以通過觀察函數(shù)圖象來分析最大值或最小值,一般函數(shù)最大值對應(yīng)的是圖象上的最高點(diǎn),最小值對應(yīng)的是圖象上的最低點(diǎn),而且不止一個(gè)。
? 小組3:函數(shù)的奇偶性
偶函數(shù):在函數(shù)定義域之中,隨便取一個(gè) x ,都有f(-x)=f(x) ,那么該函數(shù)就是偶函數(shù) °f(-x)=f(x) 的等價(jià)形式為 為0]。
奇函數(shù):在函數(shù)定義域之中,隨便取一個(gè) x ,都有f(-x)=-f(x) ,那么該函數(shù)就被稱作奇函數(shù)。 f(-x)= -f(x) 的等價(jià)形式為 不為0]。
具有奇偶性的函數(shù),定義域一定關(guān)于原點(diǎn)對稱;根據(jù)定義可以看出,如若一個(gè)函數(shù)是奇函數(shù)而且在原點(diǎn)有定義,那么就有 f(0)=0 。
(四)習(xí)題訓(xùn)練,開啟高效數(shù)學(xué)課堂之門
教師:經(jīng)過上面新知識的學(xué)習(xí)和大家的總結(jié),想必同學(xué)們對函數(shù)基本性質(zhì)這節(jié)內(nèi)容有了一定的了解。為了幫助大家鞏固課堂知識,老師精選了相關(guān)的例題。
1.判斷正誤題
(1)函數(shù) y=x2 在 上是增函數(shù)。
(2)函數(shù) 在 (-∞,0)U(0,∞) 上是減函數(shù)。
一
(3)函數(shù) y=x2 和函數(shù) y=|x| 的單調(diào)性相同。(
2.證明題
(1)已知函數(shù) ,判斷函數(shù) f(x) 在
上的單調(diào)性并證明。(2)已知函數(shù)
過點(diǎn)(1,2),求函數(shù) f(x) 在區(qū)間[2,7]上的最大值與最小值。(3)已知函數(shù)
,點(diǎn) A(1,5),B(2,4) 是函數(shù) f(x) 圖象上的兩個(gè)點(diǎn),判斷該函數(shù)的奇偶性并說明理由。
五、教學(xué)評價(jià)
傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)以學(xué)生是否掌握了課堂知識、能否答對教師布置的訓(xùn)練題為依據(jù),這確實(shí)可以反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,但無法將學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)狀態(tài)反映出來,從而無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)做出合理的指導(dǎo)。所以,健全教學(xué)評價(jià)體系非常重要,教師主要應(yīng)從如下幾個(gè)方面入手:(1)拓寬評價(jià)內(nèi)容。高效數(shù)學(xué)課堂下的評價(jià)內(nèi)容應(yīng)該包含多個(gè)維度,如學(xué)生對知識的理解度、學(xué)生的課堂參與度、學(xué)生能否根據(jù)教師的建議做出改進(jìn)等。(2)評價(jià)方式的多元化。多元化的評價(jià)方式有口頭測驗(yàn)即教師通過與學(xué)生的互動,及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題;根據(jù)學(xué)生參與的實(shí)踐活動,對學(xué)生的合作能力、實(shí)踐能力做出評價(jià);日常測驗(yàn),了解學(xué)生哪方面知識還存在不足,從而對學(xué)生進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)。(3)評價(jià)主體的多元化。教師在對學(xué)生做出綜合評價(jià)之后,要鼓勵(lì)學(xué)生反思自己整個(gè)學(xué)習(xí)過程,從而讓他們把握自我學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢以及知識盲點(diǎn),為學(xué)生接下來的改進(jìn)明確方向;同伴互評,通過同伴互評,學(xué)生彼此之間學(xué)習(xí)他人的優(yōu)勢,彌補(bǔ)自已的不足,促進(jìn)大家的共同進(jìn)步。
六、教學(xué)反思
提問是數(shù)學(xué)課堂的重要一環(huán),它不僅可以讓知識學(xué)習(xí)有序開展,還能讓學(xué)生在解決問題中得到思維的拓展,并主動探索知識。在學(xué)習(xí)抽象概念的環(huán)節(jié)中,教師僅根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性、最大最小值、奇偶性進(jìn)行了提問,其實(shí)還應(yīng)該設(shè)計(jì)其他的問題,如“如何運(yùn)用不等式條件判斷函數(shù)的單調(diào)性?”“函數(shù)基本性質(zhì)與集合存在什么關(guān)系?”用問題引導(dǎo)學(xué)生思考,幫助學(xué)生把握知識之間的關(guān)系,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外,在知識學(xué)習(xí)中,教師鼓勵(lì)學(xué)生以小組的方式開展學(xué)習(xí),可以讓學(xué)生經(jīng)歷分析、判斷、探討、得出結(jié)論這一過程,有助于學(xué)生對新知識的理解。在對新知識展開探究的過程中,教師采用小組合作的方式,打開學(xué)生局限的思維,促使學(xué)生把握知識。比如在函數(shù)基本性質(zhì)的回顧中,教師鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位對其單調(diào)性、最值、奇偶性開展了分析,為學(xué)生輕松掌握本課的重要知識點(diǎn)并熟練應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
作為一名新時(shí)期的高中數(shù)學(xué)教師,我要認(rèn)真審視課堂教學(xué)的不足,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的基本情況做出合理的優(yōu)化,從而完成高效數(shù)學(xué)課堂的構(gòu)建,為學(xué)生更高層次的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
(作者單位:福建省福清第一中學(xué))
編輯:陳鮮艷