本人在教授人民教育出版社全日制普通高中教科书(必修)数学第一册上第二章《函数的表示方法》课本例题3时遇到学生无法理解的牵强尴尬境地。例题如下:21世纪游乐园要建造一个直径为20m的圆形喷水池。计划在喷水池的周边靠近水面的位置安装一圈喷水头,使喷出的水注在离池中心4m处达到最高,高度为6m,另外还要在喷水池的中心设计一个装饰物。使各个方向喷来的水柱在此汇合,这个装饰物的高度如何设计?
教材直接解答如下:
解:过水池的中心任意选取一个截面,如图所示,由物理学知识可知,喷出的水注轨迹是抛物线型,建立如图所示的直角坐标系,由已知条件知,水柱上任意一个点距中心的水平距离 与此点的高度 之间的函数关系是
所以装饰物的高度为103m。这是一个应用性极强的函数解析式与函数图像互化的一个应用问题,高一的学生大部分对这种应用问题,尤其是抽象函数的图像再通过图像来拟合函数解析式,通过解析式来解决实际问题的问题。学生首先是感觉特别抽象,其次是感觉特别牵强。经过本人长期的教学研究发现,如果教师不注重这种问题的降阶处理,学生在学习过程中感觉知识的形成过程特别生硬并无法理解,无形的给学生造成学习障碍及学习压力,并且这种学习障碍多了以后会挫伤学生的学习积极性,给学生的数学学习造成负面影响。
结合本人近年来的教学实际及对教材的深刻研究,本人是这样处理的,在引领学生学习完函数的三种表示法后,插入一节《函数的解析表示法与函数的图像表示法互化》的习题课。通过回忆初中学习的正比例、反比例、一次函数、二次函数的图像实际例子,再来求函数的解析式等问题,搭建学生认知阶梯,如本人在我校B层次班教学中设计了如下问题。
例 画出函数y=x2-2|x|的图像。
先板演引领学生分析完成
(1)列表
(2)描点,(3)连线:如下图
另外。可以通过初中学习的二次函数图像的画法画出y=x2+2 ; 与y=x2-2x;的图像在定义域上截取得到,找对称轴x=-22=-1,找顶点(-1,-1),交点(0,0),(-2,0)定开口(向上)得到左边的图像,同理得到右边的图像,在本人引领学生做完图像后,在黑板上擦掉前面的函数解析式及所列表格,只剩下图像。
师:同学们,你们能够根据左边的函数图像写出函数的解析式吗?
生:能,y=x2-2|x|;
师:(又重新将刚才学生写出的解析式写在黑板上)
师:那么,现在要是请你们说出是怎样求出函数的解析式,能吗?
(学生陷入了一片沉思,有学生讲是二次函数?)
师:是二次函数吗?那么又怎么求这函数的解析式呢?
生1:先设f(x)=ax2+bx+c;(因为他们比较熟悉二次函数的一般表示式)
师:根据你们的假设求解一下解析式试试;同学们迅速算出了a=1;b=2;c=0或a=1;b=-2;c=0;
师:还有其他的解决方式吗?
生2:二次函数的表示式还有顶点式、两点式;
那么现在要你来选择求解这个问题的方式,你喜欢选择那一种表达方式呢?你选择试试看:
有学生选择顶点式,因为
当x≥0;知道顶点是(1,-1),图像过(2,0)解得y=x2-2x;
当x≤0;知道顶点是(-1,-1),图像过(-2,0)解得y=x2+2x;
有学生选择两点式,因为
结合以上学生学习的经验,我在处理课本例题,21世纪游乐园要建造一个直径为20m的圆形喷水池。计划在喷水池的周边靠近水面的位置安装一圈喷水头,使喷出的水注在离池中心4处达到最高,高度为6,另外还要在喷水池的中心设计一个装饰物。使各个方向喷来的水柱在此汇合,这个装饰物的高度如何设计?
时是这样做的。先阅读题目分析由物理学知识知道是抛物线,选取一个纵截面得出图形。
通过图形及前节课所学知识,由学生完善以上函数的解析式的求法,并用三种表达式求出结果,从而达到较好的完成课本例题的拓宽拓深的便式教学的目的。
通过以上教学实例及本人对课堂教学的思考认为,任何学生都有极强的学习欲望和强烈的学习积极性,由于学生的认知经验的适应性。再加上我们教师上课难于照顾全局学生的认知水平,尤其是搭建学生的认知平台方面,难于与学生的最近发展状况协调一致,从而难于激发学生的学习兴趣。所以,课堂教学必须巧妙的搭建学生成长的阶梯,引领学生自由攀登。