新的《國家數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求注意信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的整合,要使計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)備成為學(xué)生學(xué)習(xí)和探索知識(shí)的有力工具.在指數(shù)函數(shù)性質(zhì)教學(xué)時(shí),利用《幾何畫板》將教學(xué)內(nèi)容制作成課件(多媒體課件),可使學(xué)生視聽感官的刺激更為強(qiáng)烈,教學(xué)效果也將更為明顯.下面是我對此的幾點(diǎn)做法,不足之處敬請廣大讀者不吝指出.
一、再現(xiàn)教材內(nèi)容,增強(qiáng)教材內(nèi)容的科學(xué)性
?。?)定義域:R.(2)值域(0,+∞).(3)過點(diǎn)(0,1).(4)a>1時(shí)在R上是增函數(shù);0<a<1時(shí)是減函數(shù).(如圖1)指數(shù)函數(shù)y=a(a>0,且a≠1)的圖像與性質(zhì)(《數(shù)學(xué)》必修1 P62):(1)、(2)、(3)條性質(zhì)是指數(shù)函數(shù)y=()和y=2所共有的,(4)是a的不同取值范圍時(shí)在單調(diào)性方面的區(qū)別.
很明顯:這4條性質(zhì)的給出用的是不完全歸納法.不完全歸納法不能作為一種論證方法,所得到的結(jié)論并不能保證它成立,還可能有的學(xué)生對此結(jié)論產(chǎn)生疑問.對此問題可用《幾何畫板》來動(dòng)態(tài)演示出a的不同取值時(shí)指數(shù)函數(shù)圖像:在射線AA1上繪制動(dòng)點(diǎn)C,AA1=1,以AC的長度為底數(shù)a建立指數(shù)函數(shù)y=(AC).可動(dòng)畫點(diǎn)C也可手動(dòng)點(diǎn)C在射線AA1滑動(dòng),同時(shí)追蹤y=(AC)的圖像.容易看出:指數(shù)函數(shù)的共性(1)、(2)、(3)和差異性(4)即:當(dāng)點(diǎn)C在AA1間滑動(dòng)即0<AC<1時(shí),指數(shù)函數(shù)的圖像是下降的,為減函數(shù);當(dāng)點(diǎn)C在A1的右邊沿射線AA1滑動(dòng)即AC>1時(shí),指數(shù)函數(shù)的圖像是上升的,為增函數(shù)(如圖2).這樣指數(shù)函數(shù)0<a<1及a>1時(shí)的圖像和性質(zhì)在《幾何畫板》的動(dòng)態(tài)演示中就一目了然了.這必然會(huì)加深學(xué)生的印象,又能增強(qiáng)教材內(nèi)容的說服力.
二、創(chuàng)設(shè)問題情境,通過做數(shù)學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力
做數(shù)學(xué)(doing mathemtics)是數(shù)學(xué)教育的一個(gè)重要觀點(diǎn),它強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)、理解反思的過程,它認(rèn)為學(xué)生的思考、實(shí)踐與探索數(shù)學(xué)是學(xué)生理解數(shù)學(xué)的重要條件.學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)應(yīng)是一個(gè)做數(shù)學(xué)的過程,不應(yīng)該是單純地記數(shù)學(xué)、背數(shù)學(xué)、練數(shù)學(xué)、考數(shù)學(xué)的過程.所以,我們必須重視學(xué)生的主體活動(dòng)來創(chuàng)設(shè)問題情境,使學(xué)生通過猜測、觀察和操作等方式來做數(shù)學(xué),給學(xué)生提供自主探索、合作交流、積極思考和操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),使學(xué)生成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主人.
在圖1、2的演示中我們加設(shè)問題:
?。?)當(dāng)a即AC取0,1時(shí)指數(shù)函數(shù)圖像什么?
?。?)f(x)=2和g(x)=()的圖像有什么關(guān)系?由此可得什么結(jié)論?
對于問題(1)學(xué)生可以作出y=0(x>0,x取零及負(fù)數(shù)沒有意義)及y=1的圖像,它們分別是y=0及y=1的兩條直線.問題(2)提出后要求學(xué)生觀察圖1進(jìn)行猜測,并自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn).在此過程中教師可啟發(fā)學(xué)生分析f(x)與g(x)中底數(shù)2與的關(guān)系.可在圖2的基礎(chǔ)上再作出y=()的圖像來與y=a得圖像進(jìn)行比較,動(dòng)化點(diǎn)C就會(huì)得出y=a與y=()的圖像關(guān)于y軸對稱的結(jié)論.(如圖3)
另外還可以再設(shè)置一些探索性的問題,如底數(shù)不同時(shí)冪值的大小比較:
?。?)0<a<a<1時(shí),a與a的大小比較;
(2)1<a<a時(shí),a與a的大小比較;
?。?)0<a<1,1<a時(shí),a與a的大小比較.
這些問題會(huì)成為學(xué)生主動(dòng)地從事觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)的主要素材.這樣他們在探索的過程中就會(huì)真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)技能、數(shù)學(xué)思想方法,同時(shí)獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).
三、展示數(shù)學(xué)美感,陶冶審美情操的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生的智力發(fā)展
古代哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家普羅克拉斯說:“哪里有數(shù),哪里就有美?!苯鷶?shù)學(xué)家哈代則認(rèn)為數(shù)學(xué)家是用概念造型的藝術(shù)家。數(shù)學(xué)是美麗的,數(shù)學(xué)的美感給其自身以無窮的魅力,同時(shí)也給人以難得的啟迪。
如要學(xué)生來觀察在圖3上的指數(shù)函數(shù)的圖像,引導(dǎo)他們進(jìn)行豐富的想象,看看它們像什么?美感好的學(xué)生就會(huì)想象到一朵花的形象。再用《幾何畫板》作出幾個(gè)關(guān)于y軸對稱的指數(shù)函數(shù)圖像,將函數(shù)的圖像設(shè)成紅顏色,把坐標(biāo)軸設(shè)成綠顏色,這時(shí)一朵花的形象就更加明顯了。
還可以將圖3中的圖像再關(guān)于y=x這條直線對稱過去,得到另一組圖像(對稱函數(shù)的圖像)。這也是一朵花的形象,而且這還可以引入下一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容《對數(shù)函數(shù)》。教學(xué)中能充分挖掘出數(shù)學(xué)內(nèi)容中美的因素,給學(xué)生以美的感受而使其產(chǎn)生愉悅的情感體驗(yàn)。由情感體驗(yàn)而產(chǎn)生對對象豐富意蘊(yùn)的深刻領(lǐng)悟,造成情景交融師生共鳴的課堂氣氛,讓學(xué)生置身于美的創(chuàng)造和美的欣賞之中,使學(xué)生的智力因素和非智力因素充分協(xié)調(diào)交互作用,這無疑有利于發(fā)展智力和培養(yǎng)能力。
《幾何畫板》為我們創(chuàng)設(shè)了一個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,提供了一個(gè)理想的做數(shù)學(xué)的環(huán)境。有局域網(wǎng)的學(xué)校,還可以把教師上課用的課件和問題放在服務(wù)器上或教師主機(jī)上,把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成人機(jī)互動(dòng)的形式,讓學(xué)生在課下可以反復(fù)讀取,進(jìn)行個(gè)別化學(xué)習(xí)。并對視頻、音頻進(jìn)行處理,讓學(xué)生邊做、邊看、邊聽,當(dāng)遇到困難時(shí)可按“幫助”按鈕獲得幫助,從而進(jìn)一步消化和鞏固所學(xué)內(nèi)容。這樣,使學(xué)生獲得知識(shí)的來源更加多元,從“聽”數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤白觥睌?shù)學(xué),即以研究者的方式,參與包括發(fā)現(xiàn)、探索在內(nèi)的獲得知識(shí)的全過程。這無疑極大地增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也增加了數(shù)學(xué)教學(xué)技術(shù)含量,提高了教學(xué)效率。
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”