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《指数函数》是学生进入高中以后遇到的第一个系统研究的函数,对高中阶段研究对数函数、三角函数等完整的函数知识,初步培养函数的应用意识打下了良好的学习基础。另外,指数函数的知识与我们的日常生产、生活和科学研究有着紧密的联系,尤其体现在细胞分裂、贷款利率的计算和考古中的年代测算等方面,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。本节内容的特点之一是概念性强,特点之二是凸显了数学图形在研究函数性质时的重要作用。所以借助计算机深刻认识函数图像,对本节课的掌握起到至关重要的作用。本节课笔者初次尝试带领学生在机房中完成。
一、教学片断描述
研究指数函数的图像和性质。
⑴指导同学如何利用几何画板软件画指数函数 的图像。
⑵请同学利用几何画板在同一坐标系中画出函数
, , , 的图像。如图1所示:
图1
[师]:好,下面我请两个同学用几何画板分别作出 , 和 , 的函数图象.
问题1:通过这四个指数函数的图象,你能观察出指数函数具有哪些性质?(填表)
[生1]:函数的定义域都是一切实数 ,而且函数的图象都位于 轴上方.
问题2:函数的图象都位于 轴上方与 有没有交点?随着自变量 的取值函数值的图象与 轴是什么关系?
[生1]:没有.随着自变量 的取值函数的图象与 轴无限靠近.
[师]:即函数的值域是: .那么还有没有别的性质?
[生2]:函数 、 是减函数,函数 、 是增函数.
[师]:同学们觉的他这种说法有没有问题啊?(有)函数的单调性是在某个区间上的,因此要说明是在哪个范围内.又 , 那么上述的结论猜想为:
[生2]:当 时,函数 在 上是减函数,当 时,函数 在 上是增函数.
[师]:那么下面我们通过电脑让底数a的值变化起来,观察以上猜想是否成立?(指导学生作底数变化的指数函数图像(图2))
问题3:(提问[生3])当底数a变化时,你发现了什么性质?(让学生操作电脑,观察发现)
[生3]:图像都经过点(0,1)。
问题4: 你能从函数表达式角度作出解释吗?
[生3]:当自变量取值为0时, .
[师]:也就是说指数函数恒过点 ,和底 的取值没有关系.
[师]:在作图的过程中,你还发现了指数函数的其它性质吗?
[生1]:图像好像在做广播操(学生大笑),底数越大,函数翘起的一边越接近y轴。
[师]:说得很好,的确像在做广播操,但他说的对吗?
[生2]:不对,当 时,正确。当 时,相反。
[师]:对,我们可以把它们归纳为在第一象限内,沿逆时针方向越接近y轴底数越大(图3)。
图2 图3
二、教学反思:
本节课中学生提出了“做广播操”的说法,给学生留下了深刻的印象,课后有同学饶有兴致的给指数函数取了一个外号——“廣播操函数”。
本节课是信息技术服务于学科教学的生动课例,本节课的教学过程借助于计算机绘图,让学生亲自动手作图,直观感受指数函数图像的特征,并通过图像总结出性质。这是以往黑板尺规所不能比拟的。初次尝试一人一机的教学方式,让学生亲自动手实践,学生的学习兴趣和学习热情都很高。本节课有两点是需要注意:
1、主机与子机的切换,掌控好学生自主探究的度。
2、设计好问题串引导学生自主探究学习。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
一、教学片断描述
研究指数函数的图像和性质。
⑴指导同学如何利用几何画板软件画指数函数 的图像。
⑵请同学利用几何画板在同一坐标系中画出函数
, , , 的图像。如图1所示:
图1
[师]:好,下面我请两个同学用几何画板分别作出 , 和 , 的函数图象.
问题1:通过这四个指数函数的图象,你能观察出指数函数具有哪些性质?(填表)
[生1]:函数的定义域都是一切实数 ,而且函数的图象都位于 轴上方.
问题2:函数的图象都位于 轴上方与 有没有交点?随着自变量 的取值函数值的图象与 轴是什么关系?
[生1]:没有.随着自变量 的取值函数的图象与 轴无限靠近.
[师]:即函数的值域是: .那么还有没有别的性质?
[生2]:函数 、 是减函数,函数 、 是增函数.
[师]:同学们觉的他这种说法有没有问题啊?(有)函数的单调性是在某个区间上的,因此要说明是在哪个范围内.又 , 那么上述的结论猜想为:
[生2]:当 时,函数 在 上是减函数,当 时,函数 在 上是增函数.
[师]:那么下面我们通过电脑让底数a的值变化起来,观察以上猜想是否成立?(指导学生作底数变化的指数函数图像(图2))
问题3:(提问[生3])当底数a变化时,你发现了什么性质?(让学生操作电脑,观察发现)
[生3]:图像都经过点(0,1)。
问题4: 你能从函数表达式角度作出解释吗?
[生3]:当自变量取值为0时, .
[师]:也就是说指数函数恒过点 ,和底 的取值没有关系.
[师]:在作图的过程中,你还发现了指数函数的其它性质吗?
[生1]:图像好像在做广播操(学生大笑),底数越大,函数翘起的一边越接近y轴。
[师]:说得很好,的确像在做广播操,但他说的对吗?
[生2]:不对,当 时,正确。当 时,相反。
[师]:对,我们可以把它们归纳为在第一象限内,沿逆时针方向越接近y轴底数越大(图3)。
图2 图3
二、教学反思:
本节课中学生提出了“做广播操”的说法,给学生留下了深刻的印象,课后有同学饶有兴致的给指数函数取了一个外号——“廣播操函数”。
本节课是信息技术服务于学科教学的生动课例,本节课的教学过程借助于计算机绘图,让学生亲自动手作图,直观感受指数函数图像的特征,并通过图像总结出性质。这是以往黑板尺规所不能比拟的。初次尝试一人一机的教学方式,让学生亲自动手实践,学生的学习兴趣和学习热情都很高。本节课有两点是需要注意:
1、主机与子机的切换,掌控好学生自主探究的度。
2、设计好问题串引导学生自主探究学习。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。