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1、
高一函數(shù)單調(diào)性的教學(xué)設(shè)計
一、設(shè)計思想:
要全面提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,真正實現(xiàn)“減負增效”,就必須從根本上改變“三多三少”即課內(nèi)灌的多,課后作業(yè)多,題型背的多;學(xué)生思考時間少,自主探究活動少,暴露思維過程少的現(xiàn)狀,就必須對陳腐落后的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)方法(模式)進行徹底改革。所以,筆者按照特級教師丁平設(shè)計的一種新的課堂教學(xué)模式:SR教學(xué)法---高中數(shù)學(xué)自主探究設(shè)計本節(jié)課。
二、教材分析:
函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)的重要性質(zhì)。從知識結(jié)構(gòu)上看,函數(shù)的單調(diào)性既是函數(shù)的概念的延續(xù)和拓展,又是后續(xù)研究指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)的單調(diào)性等內(nèi)容的基礎(chǔ),在研究各種具體函數(shù)的性質(zhì),解決各種問題中都有著廣泛的
2、應(yīng)用。在函數(shù)單調(diào)性概念的建立過程中蘊涵諸多數(shù)學(xué)思想方法,這對于進一步探索、研究函數(shù)的其他性質(zhì)有很強的啟發(fā)與示范作用。
三、學(xué)情分析:
1. 認知結(jié)構(gòu)分析:學(xué)生對函數(shù)的概念已經(jīng)有了一定程度的理解,也了解構(gòu)成
函數(shù)的三要素,以及函數(shù)的表示方法,所以對于本節(jié)課的知識目標(biāo)可以達到。
2. 能力結(jié)構(gòu)分析:學(xué)生已經(jīng)具備了一定的運算能力,邏輯推理能力,討論交
流能力,但是對抽象概括能力,解題后反思能力,數(shù)學(xué)符號語言表達能力,以及創(chuàng)新能力還有待于進一步加強。所以在探究函數(shù)單調(diào)性定義過程中,需要教師不斷地點撥、指導(dǎo)才能完成。
3. 情感結(jié)構(gòu)分析:學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣濃厚,樂于合作討論交流,同伴互
3、助,逐步養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。
四、教學(xué)目標(biāo):
根據(jù)函數(shù)單調(diào)性在整個教材內(nèi)容中的地位與作用,本節(jié)課教學(xué)應(yīng)實現(xiàn)如下教學(xué)目標(biāo):
函數(shù)單調(diào)性的研究經(jīng)歷了從直觀到抽象,從圖形語言到數(shù)學(xué)語言的過程,在這個過程中,學(xué)生通過自主探究活動,體驗數(shù)學(xué)概念的形成過程,理解函數(shù)單調(diào)性的概念,同時學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)思考的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,初步掌握判別函數(shù)單調(diào)性的方法。感受探究的樂趣,獲得發(fā)現(xiàn)的成就感,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的科學(xué)價值和應(yīng)用價值,逐步養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。
五、重點難點:
根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo),本節(jié)課的教學(xué)重點是函數(shù)單調(diào)性的概念的形成和初步運用。雖然高一學(xué)生已經(jīng)有一定的抽象思維能力,但函數(shù)單調(diào)性的
4、概念對他們來說還是比較抽象的。因此,本節(jié)課的學(xué)習(xí)難點是形成增、減函數(shù)概念的過程中,如何從圖象升降的直觀認識過渡到用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言刻畫單調(diào)性的數(shù)學(xué)本質(zhì)。
六、教學(xué)策略和手段:
運用SR教學(xué)法——高中數(shù)學(xué)自主探究,簡稱SR教學(xué)法(SR是Self_independent Research(自主探究)的縮寫)。本節(jié)課主要是以學(xué)生自主探究活動為主體,以教師點撥為主導(dǎo),目的在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和能力(包含合情推理,發(fā)現(xiàn),創(chuàng)新能力)。
七、課前準(zhǔn)備:
1、學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:復(fù)習(xí)函數(shù)的定義及表示方法;比較的大小。學(xué)生不預(yù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容(根據(jù)預(yù)習(xí)先行組織者)。
2、教師的教學(xué)準(zhǔn)備:設(shè)想在課堂上可能
5、會發(fā)生的所有情況,配備幾套方案,以備不時之需。
3、教學(xué)環(huán)境的設(shè)計與布置:全班分成12組,每組4人,每組中盡量都有敢于發(fā)言,勤于思考的學(xué)生。
4、教學(xué)用具的設(shè)計和準(zhǔn)備:用電腦放映天氣預(yù)報的播放實況。
八、教學(xué)過程:
創(chuàng)設(shè)問題情境:(播放寧波電視臺天氣預(yù)報的音樂)下圖為北侖區(qū)(開課那一天)一天24小時內(nèi)的氣溫變化圖。觀察這個氣溫變化圖。
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t/h
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問問題1:說出氣溫在哪段
時間內(nèi)是
6、逐步升高的?(生易回答)
問題2:怎樣用數(shù)學(xué)語言刻畫上述時段內(nèi)“隨著時間的增大氣溫逐漸升高”這一特征?(問題2對于學(xué)生來說較抽象,不易回答)
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積極討論交流:
師:先觀察圖象,對“時,時,”這一情形進行描述。
生1:在8時的氣溫比在2時的氣溫高。
追問:能從函數(shù)的角度說明嗎?(若生未答出,教師提示從自變量和函數(shù)值的角度說明)
生1:自變量時,對應(yīng)的函數(shù)值。
問題3:請你用自己的語言描述“在區(qū)間[2,12]上氣溫隨著時間的增大而增大”這一情形。
生2:可以畫一個表格,當(dāng)時間的值分別為2,8,12,相應(yīng)的氣溫函數(shù)值為-2,4,6是
7、逐漸增大的。
生3:這是個特例,能代表在區(qū)間[2,12]上的每一個自變量對應(yīng)的函數(shù)值均成立嗎?
……
由于第一次接觸用數(shù)學(xué)語言描述一個概念,學(xué)生覺得無從下手。所以教師給了下面的提示:
師:有句俗語:“退一步海闊天空”,研究問題也是如此。先把這個問題分解:(1)“在區(qū)間[2,12]上”如何描述?(2)“的增大”如何描述?(3)“隨著的增大而增大”怎么描述?
學(xué)生開始研究,經(jīng)過幾分鐘的討論,教師參與其中,但是大多數(shù)學(xué)生還是感覺很迷惘,教師繼續(xù)引導(dǎo)。再退一步,把定義域由無限集改成有限集呢?
生4:時間從小到大排列起來,對應(yīng)的氣溫函數(shù)值自然排列起來。
師:很好。我有一個疑問,那
8、么多的數(shù)你是根據(jù)什么把它們從小到大排列起來的?(學(xué)生笑了,認為這個很簡單,直接觀察)繼續(xù)追問:如果這幾個數(shù)分別是從小到大怎么排列?為什么?(說出你的思維過程---暴露思維)
生4:,因為所以3小,所以3小,而大約是2.9又比3小,所以它最小。其它類推。
師:如果再多幾個數(shù)應(yīng)該怎么辦呢?
生(同):把現(xiàn)在最小的數(shù)和剩下的數(shù)一一比較就可得出最小數(shù),其它類推。
生5:這種方法適用于所有數(shù)的大小比較嗎?(已經(jīng)會給自己提問題了,很主動,大家不妨討論一下)
組11:如果想排列一組數(shù),那么先隨便拿出兩個數(shù),比較大小,取出小的數(shù),再和其它的每一個數(shù)進行比較,得出最小數(shù),再依次類推。
組12:只要把
9、這組數(shù)中的每兩個數(shù)都進行比較,就可得出排列順序。
師:既然每兩個數(shù)都要比較大小,不妨這樣說:“任意”兩個數(shù)都要比較大小。那么如果把有限集再改回?zé)o限集呢?
學(xué)生開始積極討論
組5:“在區(qū)間上”是;“的增大”是設(shè)兩個變量;“隨著的增大而增大”是當(dāng)時,。
對于不同的學(xué)生的表述進行分析、歸類,引導(dǎo)學(xué)生得出關(guān)鍵詞“區(qū)間內(nèi)”、“任意”、“當(dāng)時,都有”,師生共同定義滿足上述條件的函數(shù)為增函數(shù)。然后,由學(xué)生給出單調(diào)遞增函數(shù)的概念(教師板書)。
問題4:類比單調(diào)遞增函數(shù)的概念,你能給出單調(diào)遞減函數(shù)的概念嗎?(接著完成單調(diào)性和單調(diào)區(qū)間的數(shù)學(xué)語言描述)
熱烈的討論,高漲的情緒,充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,
10、有效地促使學(xué)生加深對單調(diào)性定義的理解和認識,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和能力(包括合情推理、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新能力)。
自主編題與總結(jié):
(為了理解函數(shù)單調(diào)性的概念,及時的進行運用是十分必要的。)
問題5:(1)指出氣溫圖中的單調(diào)遞增區(qū)間和單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)請畫出你比較熟悉的函數(shù)的圖象并寫出其單調(diào)區(qū)間。
組7:氣溫圖中單調(diào)遞增區(qū)間是(2,12),單調(diào)遞減區(qū)間是[0,2][12,24]。
組4:我組認為遞減區(qū)間不正確,應(yīng)該分開寫。因為他們對并集理解有錯誤,并集包含三個方面,除了兩個元素均在[0,2]上,均在[12,24]上,還可以在[0,2]上取一個,在[12,24]上取一個,
11、且,但此時有可能正確,由此可知非減函數(shù),當(dāng)然亦非增函數(shù),所以我們認為在[0,2][12,24]上不具有單調(diào)性。
師:這組同學(xué)對單調(diào)性的概念理解很深刻,尤其是對定義中的“任意性”理解的很好。在寫兩個或多個單調(diào)遞增(遞減)區(qū)間時用“和”或“,”連接,一般不把單調(diào)區(qū)間用并集的形式表示,除非特殊情況下,那么什么情況下可以呢?請同學(xué)們課下研究此問題。
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組3:
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x
o
x
遞減區(qū)間 遞減區(qū)間 遞減區(qū)間如下:
遞增區(qū)間
板書證明函數(shù)
12、在是單調(diào)遞增函數(shù)。規(guī)范書寫格式。學(xué)生自己歸納證明函數(shù)單調(diào)性的一般方法:取值作差變形定號判斷。
(生舉手示意)
組8:通過定義及題目,總結(jié)出一個規(guī)律:如果函數(shù)單調(diào)遞增,隨著值的增大,函數(shù)值也增大;當(dāng)然如果函數(shù)單調(diào)遞減,函數(shù)值減小。用數(shù)學(xué)符號表示如下:
單調(diào)遞增 單調(diào)遞減,這是定義。
繼續(xù)推廣:
(聽到這組同學(xué)所表示的結(jié)果,全班學(xué)生的注意力被牢牢的吸引住了。)這時發(fā)言的同學(xué)也很高興,接著總結(jié)起來,(也令筆者頗感吃驚)在一題中,如果給出以下條件,就可以得出下列結(jié)論:
師:總結(jié)的很好!那么這組同學(xué)后兩種表示的總結(jié)一定正確嗎?能用學(xué)過的知識給予
13、證明嗎?如果正確,你能編出相應(yīng)的例子嗎?請大家在課后繼續(xù)探索吧!
至此課堂又達到了另一個高潮,這樣處理最大限度的挖掘了學(xué)生的智力因素,不僅使他們加深了對函數(shù)概念中的“任意性”的理解,通過自主編題與總結(jié)使得他們對單調(diào)性的認識更深刻。而且讓他們感受到自主討論,自主發(fā)現(xiàn)的樂趣,體現(xiàn)集體力量,同時也讓他們在以后的學(xué)習(xí)中,互相幫助,互相長進,更能激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣,這也體現(xiàn)了當(dāng)代建構(gòu)主義教學(xué)觀。
九、板書設(shè)計:
1.單調(diào)性定義:“區(qū)間內(nèi),任意,當(dāng)時,都有”
2.用“和”或“,”表示單調(diào)區(qū)間。(當(dāng)單調(diào)區(qū)間是多個部分構(gòu)成時)
3.證明函數(shù)在是單調(diào)遞增函數(shù)。(過程略)
4.證明函數(shù)單調(diào)
14、性的一般方法:取值作差變形定號判斷
十、作業(yè)設(shè)計:
必做:(1)閱讀作業(yè):第32頁到第33頁例2(2)書寫作業(yè):第43頁第2題(2)
選做:二次函數(shù)上是單調(diào)遞減函數(shù),滿足上述條件的實數(shù)的值唯一嗎?若唯一請說明理由;若不唯一請求出的取值范圍。
探究:函數(shù)在定義域內(nèi)是減函數(shù),在定義域內(nèi)有兩個單調(diào)遞減區(qū)間,那么由這兩個函數(shù)構(gòu)成的函數(shù)的單調(diào)性如何?如果改成,單調(diào)性又如何呢?請證明你的結(jié)論。
問題研討:
本節(jié)課按照SR教學(xué)法設(shè)計課堂教學(xué),在教學(xué)中放開手讓學(xué)生自己去做,去思考,提出問題,解決問題…,而我們有很多教師往往在課堂中當(dāng)學(xué)生反映時間長一點時就自己進行,我認為,多給學(xué)生時間思考,探索,可
15、能在這節(jié)課時間是長了一點,但是,漫漫的學(xué)生就會出現(xiàn)一些令你意想不到的驚喜,達到課堂目標(biāo),提高課堂效率,例如,本節(jié)課的幾種總結(jié)就是如此。所以,我認為數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)多留點思考時間給學(xué)生,這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣及提高學(xué)生的探究問題的能力。
但在這個過程中,也有少數(shù)學(xué)生沒有獨立思考,魚目混珠,等著別人思考完告
訴他,或是想好了不敢發(fā)言,怕自己講錯……對于這樣的學(xué)生,教師要及時引導(dǎo)、溝通,以達到良好效果。但有時在課上,教師也參與討論之中,往往是顧此失彼,難能兩全,如何做才能達到“共同富裕”的目的,才是真正完美的作法呢?這也是在今后的工作中值得深思的問題。
參考文獻:1.丁平:高中數(shù)學(xué)SR七步教學(xué)法的實驗,浙江教育科學(xué),2001(5)。
2. 張萍,溫建紅:預(yù)習(xí)先行組織者-------數(shù)學(xué)預(yù)習(xí)的一個新視角,中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考 2006 (10)