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数学是自然科学中的一门基础学科,它是其他学科的奠基石,是一门非常重要的学科。然而由于数学课上有大量的推理与运算,因而有许多学生认为数学课堂枯燥无味、机械重复,因而对数学学习没有兴趣。而推理与运算是数学课堂的特点,这是不能改变的。那如何让数学课堂活起来、动起来,大大提高学生对数学的学习兴趣呢?我认为在课堂教学中充分运用几何画板软件,就能让课堂活起来、动起来,几何画板是一款适用于几何教学的软件,它有强大的计算和作图功能,且能为我们提供观察和研究几何图形中的点、线、面等位置关系和数量关系的环境,其最大的特点是“动态性”。本文结合教学实际,现谈谈几何画板在课堂教学中的运用。
一、研究几何画板在函数性质中的运用
1.几何画板在学习函数性质中的应用
学生在初学函数性质时,通常会对其中因变量的变化而得到的性质混淆不清,若利用几何画板软件,则既形象又直观。如研究指数函数 y=ax的性质时,对a的变化得到的性质及为什么对a要有a>0且a≠1的要求不理解。这些通过几何画板的演示,就能让学生体会对底数的要求。如图1中,当a<0时,没有图像;当a=0时,图像是一个点;当01时,y=ax为增函数。
2.几何画板在比较函数性质中的应用
学生除了会混淆同类函数的性质,也容易混淆不同函数之间的性质。这时可通过几何画板在同一坐标系上作出图像进行对比,寻找它们之间的区别与联系。如要区分同底的对数函数y=logax与指数函数y=ax的性质,通过作图可得出以下两种情形(如图2)。
从图可得:y=logax的图像与 y=ax的图像关于直线y=x对称,且a=1单调性相同。
3.几何画板在探究函数性质中的应用
除了教材上的幂、指数、对数、三角函数,我们还要利用研究函数的一般方法去探究其他函数的性质。如双勾函数:y=x+a/x(a>0)与它的姐妹函数:y=x-a/x(a>0),用几何画板作出两个函数的图像(如图3)。
由图可以看出:y=x+a/x(a>0)與y=x-a/x(a>0)的渐近线都是y=x与x=0,图像都关于原点对称。但y=x+a/x(a>0)有四个单调区间,而y=x-a/x(a>0)只有两个增区间。图像给人以直观感。再利用函数与导数的有关知识来研究和验证这些函数的单调区间、极值等特征,就有了学习方向。
二、研究图像中的运用
1.几何画板在验证函数图像的正确性
利用作出函数的图像来解决问题是高中数学学习中必备的一项技能,要了解所作的图像是否正确,可利用几何画板来验证,并找出错误所在,进行修正。作函数的图像最主要的是先要求出函数的定义域、单调区间、极值点、与坐标轴的交点等,再来作图。但学生经常做错,大多数学生是想当然地作图。如学生在作f(x)=x/ex的图像时,作成了下图4,而实际上利用几何画板作出的是图5,是什么原因呢?原来学生在作图时没考虑到当x>0时,f(x)>0,这说明x>0时f(x)的图像一定在x轴的上方,只是在上方无限接近x轴。
2.探究图像中定点或定值的存在性
在解析几何问题中有许多有关定点或定值问题,用几何画板来研究,可节省许多课堂时间,且直观有效,特别是在探究问题中,可指明解决问题的方向,同时为加大课堂容量提供了有效保障。在学习直线方程时,经常会碰到直线过定点的问题。如直线y=k(x-1)+2必过定点(1,2)有许多学生不理解为什么。除了解释令k的系数x-1=0,则x=1,y=2,得定点(1,2)的方法之外,还可用几何画板画出直线的图像,从k的变化过程中验证结论的正确性(如图6)。又如我们在研究抛物线焦点弦的性质时,有如下结论:若AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,则1/|AF|+1/|BF|=2/P(定值)。类比抛物线的这条结论,我们可利用几何画板验证椭圆和双曲线也有相同的结论:1/|AF|+1/|BF|为定值。通过深入研究,可得这个定值都是4/P的通径。
三、研究动点轨迹中的运用
轨迹问题在高中数学中是一个难点,若课堂上用几何画板中追踪点的功能,则能形象直观地看到动点的轨迹,为验证结论的正确性带来方便。
如图7,已知A是圆x2+y2=1上的一个动点,B(3,0),若P是线段AB的中点,求点P的轨迹方程。用相关点法不难求出点P的轨迹方程为(x-3/2)2 +y2=1/4。用几何画板追踪出点P的轨迹(如图)是一个以(3/2,0)为圓心,半径为1/2的圆,可见结论是正确的。
数学教学中运用几何画板,能让数学图形活起来,让数据活起来。通过展示图形寻找不变的几何结论,从而去感知数学图形中的规律性,使学生积累几何学习经验。运用几何画板可以增加课堂容量,减少作图的时间。同时运用动态教学,能大大提高学生学习数学的兴趣,也体现了现代数学教学与信息技术的完美结合。
参考文献:
[1]舒昌勇.对分形几何初步进入普通高中数学课程的思考[J].数学通报,2002(3).
[2]王 铸.几何画板在高中数学几何教学中的应用研究[J].考试周刊,2012(55).
一、研究几何画板在函数性质中的运用
1.几何画板在学习函数性质中的应用
学生在初学函数性质时,通常会对其中因变量的变化而得到的性质混淆不清,若利用几何画板软件,则既形象又直观。如研究指数函数 y=ax的性质时,对a的变化得到的性质及为什么对a要有a>0且a≠1的要求不理解。这些通过几何画板的演示,就能让学生体会对底数的要求。如图1中,当a<0时,没有图像;当a=0时,图像是一个点;当01时,y=ax为增函数。
2.几何画板在比较函数性质中的应用
学生除了会混淆同类函数的性质,也容易混淆不同函数之间的性质。这时可通过几何画板在同一坐标系上作出图像进行对比,寻找它们之间的区别与联系。如要区分同底的对数函数y=logax与指数函数y=ax的性质,通过作图可得出以下两种情形(如图2)。
从图可得:y=logax的图像与 y=ax的图像关于直线y=x对称,且a=1单调性相同。
3.几何画板在探究函数性质中的应用
除了教材上的幂、指数、对数、三角函数,我们还要利用研究函数的一般方法去探究其他函数的性质。如双勾函数:y=x+a/x(a>0)与它的姐妹函数:y=x-a/x(a>0),用几何画板作出两个函数的图像(如图3)。
由图可以看出:y=x+a/x(a>0)與y=x-a/x(a>0)的渐近线都是y=x与x=0,图像都关于原点对称。但y=x+a/x(a>0)有四个单调区间,而y=x-a/x(a>0)只有两个增区间。图像给人以直观感。再利用函数与导数的有关知识来研究和验证这些函数的单调区间、极值等特征,就有了学习方向。
二、研究图像中的运用
1.几何画板在验证函数图像的正确性
利用作出函数的图像来解决问题是高中数学学习中必备的一项技能,要了解所作的图像是否正确,可利用几何画板来验证,并找出错误所在,进行修正。作函数的图像最主要的是先要求出函数的定义域、单调区间、极值点、与坐标轴的交点等,再来作图。但学生经常做错,大多数学生是想当然地作图。如学生在作f(x)=x/ex的图像时,作成了下图4,而实际上利用几何画板作出的是图5,是什么原因呢?原来学生在作图时没考虑到当x>0时,f(x)>0,这说明x>0时f(x)的图像一定在x轴的上方,只是在上方无限接近x轴。
2.探究图像中定点或定值的存在性
在解析几何问题中有许多有关定点或定值问题,用几何画板来研究,可节省许多课堂时间,且直观有效,特别是在探究问题中,可指明解决问题的方向,同时为加大课堂容量提供了有效保障。在学习直线方程时,经常会碰到直线过定点的问题。如直线y=k(x-1)+2必过定点(1,2)有许多学生不理解为什么。除了解释令k的系数x-1=0,则x=1,y=2,得定点(1,2)的方法之外,还可用几何画板画出直线的图像,从k的变化过程中验证结论的正确性(如图6)。又如我们在研究抛物线焦点弦的性质时,有如下结论:若AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,则1/|AF|+1/|BF|=2/P(定值)。类比抛物线的这条结论,我们可利用几何画板验证椭圆和双曲线也有相同的结论:1/|AF|+1/|BF|为定值。通过深入研究,可得这个定值都是4/P的通径。
三、研究动点轨迹中的运用
轨迹问题在高中数学中是一个难点,若课堂上用几何画板中追踪点的功能,则能形象直观地看到动点的轨迹,为验证结论的正确性带来方便。
如图7,已知A是圆x2+y2=1上的一个动点,B(3,0),若P是线段AB的中点,求点P的轨迹方程。用相关点法不难求出点P的轨迹方程为(x-3/2)2 +y2=1/4。用几何画板追踪出点P的轨迹(如图)是一个以(3/2,0)为圓心,半径为1/2的圆,可见结论是正确的。
数学教学中运用几何画板,能让数学图形活起来,让数据活起来。通过展示图形寻找不变的几何结论,从而去感知数学图形中的规律性,使学生积累几何学习经验。运用几何画板可以增加课堂容量,减少作图的时间。同时运用动态教学,能大大提高学生学习数学的兴趣,也体现了现代数学教学与信息技术的完美结合。
参考文献:
[1]舒昌勇.对分形几何初步进入普通高中数学课程的思考[J].数学通报,2002(3).
[2]王 铸.几何画板在高中数学几何教学中的应用研究[J].考试周刊,2012(55).