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重视函数变化过程的教学,对于培养学生分析问题的能力有着重要的意义。
一、研究函数变化过程的重要性
函数是初中数学重要内容之一,也是初中数学教学难点,学好函数对学好数学起着关键作用。
函数的本质,是变量x、y之间的动态对应,只有研究它运动变化的全过程,才能深刻认识“状态”的性质和“状态”的原因,从而全面深刻地认识函数。所以函数教学应该从静的研究过渡到“过程”的动的研究。
从心理学观点来看,初中阶段的学生处于以形象思维为主,并开始从形象思维向逻辑思维转化的阶段。在这一阶段中,直觉的形象思维是知识体系建立的基础,例如,函数的性质都是从量的变化过程出发,运用从特殊到一般的归纳方法,数形结合地分析得出的。函数的变化过程对理解函数概念和性质就起着十分重要的作用,所以初中函数教学的重点应当是研究函数变化过程。
在教学过程中发现,许多学生之所以遇到稍微复杂一点的 函数问题就束手无策,也是因为他们对函数的变化过程缺乏深刻的理解和认识,这也给我们提出了加强函数变化过程教学的要求。
二、以点的运动研究函数变化过程
初中阶段,由于平面直角坐标系的引人和函数自变量取值范围的讨论,集合概念初步渗透,变量x和y统一于点(x,y)的坐标之中,为函数的变化过程提供了具体的模型:以动点在运动过程中形成的轨迹——函数图象,来研究变量变化的过程。
为了以点的运动来揭示函数变化过程,展现在学生面前的应该是动的图象的形成过程,教师应该避免课前预先画好图象,让学生看到“死”的图形,只记住它的形状;而应当引导学生通过大量作图,从观察图象的变化过程去“发现”函数的性质。
例如,正比例函数图象,是学生接触的第一个函数图象,一般的教学过程是:列表——描点——观察、归纳、指出它的图象是直线——运用直线性质,找作图规律:二是定一条直线。
若问:取孤立的若干点能否保证结论成立?学生就会对它的图象为什么是直线产生怀疑。因此,只有用运动的点的研究代替孤立的点的研究才能解决这个问题。即:揭示点的运动过程,反映函数的变化过程。
正比例函数y=kx(k≠0),当x=0时y=0,x≠0时由■=k(k≠0)可知,变量y与x之比为常数是函数在变化过程中的本质所在,点(x,y)在运动过程中坐标必遵从这一本质规律,这样,当满足条件的点运动到除原点外任意二点M1(x1,y1),M2(x2,y2)时可有■=■=k那么Rt△M1ON1∽Rt△M2ON2,所以∠M1ON1=∠M2ON2,由O、N1、N2共线不难得出O、M1、M2共线。(如图1)。由此既得:凡符合此运动规律的点都在过原点的一条直线上运动。理解了这一过程,状态的结论是不难记住的。
■
以后的反比例函数,一次、二次函数都应加强对x,y对应关系的认识,以描点法作图理解点 的运动规律,从而理解函数的变化过程,达到对函数性质及其形成原因的深刻认识。
三、用过程教学突破函数教学的难点
二次函数,它的性质以及与二次方程的综合运用,是初中函数教学的难点,突出函数变化过程的教学可以较好地突破难点。
例如,通过对比y=■x2,y=■(x+3)2,y=■(x+3)2-2三个函数图象的性质,归纳到一般情形,得出函数y=ax2+bx+c(a≠0)与y=ax2(a≠0)形状相同,只是位置不同,且可以由y=ax2(a≠0)的图象在平面直角坐标系上平移得到y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,进而得出二次函数的性质,至于平移规律,是由观察得到的。
如果把图象平移看作点的运动,在平移之中,图象上各点间的相对位置不变,可以任取图象上一点为代表来研究图象的运动,最简便的是取y=ax2(a≠0)上的点(0,0),它是抛物线的顶点,由它的运动可以产生一切形为y=ax2+bx+c(a≠0)的函数的图像的抛物线的顶点,由它的运动后的位置:点(-■,■)决定了函数y=ax2+bx+c(a≠0)的性质:最大、(小)值,增减区间等。所以从点(0,0)的运动过程可以看到函数y=ax2+bx+c(a≠0)的一切状态性质。对点(0,0)的运动过程的研究,也有助于理解二次函数与二次方程的性质。这一逆向思维过程,由于感性知识的增强,避免了学生只靠记忆判别式来解决问题的单向思维,适合初中学生的思维规律,可以加强正向思维效果,使教学难点顺利突破。
一、研究函数变化过程的重要性
函数是初中数学重要内容之一,也是初中数学教学难点,学好函数对学好数学起着关键作用。
函数的本质,是变量x、y之间的动态对应,只有研究它运动变化的全过程,才能深刻认识“状态”的性质和“状态”的原因,从而全面深刻地认识函数。所以函数教学应该从静的研究过渡到“过程”的动的研究。
从心理学观点来看,初中阶段的学生处于以形象思维为主,并开始从形象思维向逻辑思维转化的阶段。在这一阶段中,直觉的形象思维是知识体系建立的基础,例如,函数的性质都是从量的变化过程出发,运用从特殊到一般的归纳方法,数形结合地分析得出的。函数的变化过程对理解函数概念和性质就起着十分重要的作用,所以初中函数教学的重点应当是研究函数变化过程。
在教学过程中发现,许多学生之所以遇到稍微复杂一点的 函数问题就束手无策,也是因为他们对函数的变化过程缺乏深刻的理解和认识,这也给我们提出了加强函数变化过程教学的要求。
二、以点的运动研究函数变化过程
初中阶段,由于平面直角坐标系的引人和函数自变量取值范围的讨论,集合概念初步渗透,变量x和y统一于点(x,y)的坐标之中,为函数的变化过程提供了具体的模型:以动点在运动过程中形成的轨迹——函数图象,来研究变量变化的过程。
为了以点的运动来揭示函数变化过程,展现在学生面前的应该是动的图象的形成过程,教师应该避免课前预先画好图象,让学生看到“死”的图形,只记住它的形状;而应当引导学生通过大量作图,从观察图象的变化过程去“发现”函数的性质。
例如,正比例函数图象,是学生接触的第一个函数图象,一般的教学过程是:列表——描点——观察、归纳、指出它的图象是直线——运用直线性质,找作图规律:二是定一条直线。
若问:取孤立的若干点能否保证结论成立?学生就会对它的图象为什么是直线产生怀疑。因此,只有用运动的点的研究代替孤立的点的研究才能解决这个问题。即:揭示点的运动过程,反映函数的变化过程。
正比例函数y=kx(k≠0),当x=0时y=0,x≠0时由■=k(k≠0)可知,变量y与x之比为常数是函数在变化过程中的本质所在,点(x,y)在运动过程中坐标必遵从这一本质规律,这样,当满足条件的点运动到除原点外任意二点M1(x1,y1),M2(x2,y2)时可有■=■=k那么Rt△M1ON1∽Rt△M2ON2,所以∠M1ON1=∠M2ON2,由O、N1、N2共线不难得出O、M1、M2共线。(如图1)。由此既得:凡符合此运动规律的点都在过原点的一条直线上运动。理解了这一过程,状态的结论是不难记住的。
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以后的反比例函数,一次、二次函数都应加强对x,y对应关系的认识,以描点法作图理解点 的运动规律,从而理解函数的变化过程,达到对函数性质及其形成原因的深刻认识。
三、用过程教学突破函数教学的难点
二次函数,它的性质以及与二次方程的综合运用,是初中函数教学的难点,突出函数变化过程的教学可以较好地突破难点。
例如,通过对比y=■x2,y=■(x+3)2,y=■(x+3)2-2三个函数图象的性质,归纳到一般情形,得出函数y=ax2+bx+c(a≠0)与y=ax2(a≠0)形状相同,只是位置不同,且可以由y=ax2(a≠0)的图象在平面直角坐标系上平移得到y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,进而得出二次函数的性质,至于平移规律,是由观察得到的。
如果把图象平移看作点的运动,在平移之中,图象上各点间的相对位置不变,可以任取图象上一点为代表来研究图象的运动,最简便的是取y=ax2(a≠0)上的点(0,0),它是抛物线的顶点,由它的运动可以产生一切形为y=ax2+bx+c(a≠0)的函数的图像的抛物线的顶点,由它的运动后的位置:点(-■,■)决定了函数y=ax2+bx+c(a≠0)的性质:最大、(小)值,增减区间等。所以从点(0,0)的运动过程可以看到函数y=ax2+bx+c(a≠0)的一切状态性质。对点(0,0)的运动过程的研究,也有助于理解二次函数与二次方程的性质。这一逆向思维过程,由于感性知识的增强,避免了学生只靠记忆判别式来解决问题的单向思维,适合初中学生的思维规律,可以加强正向思维效果,使教学难点顺利突破。