☉安徽省五河第二中學(xué) 劉瑞美 張永輝
在當(dāng)今積極推進(jìn)新課程理念過程中,倡導(dǎo)積極主動(dòng)、勇于探索的學(xué)習(xí)方式,要求學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)不應(yīng)只限于接受、記憶、模仿和聯(lián)系,高中數(shù)學(xué)課程還應(yīng)倡導(dǎo)主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)踐、合作交流、閱讀自學(xué)等學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方式.這些方式有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為在教師引導(dǎo)下的“再創(chuàng)造”過程.鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,養(yǎng)成獨(dú)立思考、積極探索的習(xí)慣.同時(shí)高中數(shù)學(xué)課程還力求通過各種不同形式的自主學(xué)習(xí)、探究活動(dòng),讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,發(fā)展他們的創(chuàng)新意識.
下面是筆者隨行聽取的高三復(fù)習(xí)課中的“函數(shù)圖像變換”專題中的第一課時(shí),授課老師通過學(xué)生自主探究與合作學(xué)習(xí)探究平移變換和伸縮變換的規(guī)律,師生配合默契,整個(gè)教學(xué)過程在愉快的情境下完成.聽完本節(jié)課后筆者感觸頗深,現(xiàn)摘錄課堂探究片段,并就此談幾點(diǎn)感悟,不到之處,還望各位賜教.
教學(xué)片段1:函數(shù)圖像平移變換1
師:我們來研究由函數(shù)y=f(x)的圖像通過怎樣的變換可以得到函數(shù)y=f(x+a)的圖像.按照從特殊到一般的原則,首先考慮下列函數(shù),請每組同學(xué)從中選擇一種(各組不同)合作探究.
經(jīng)過學(xué)生的自主探究和合作交流,并在教師的巡視指導(dǎo)下,讓學(xué)生交流探究結(jié)果,提出猜想:函數(shù)y=f(x)的圖像向左平移(a>0)|a|個(gè)單位,或向右平移(a<0)|a|個(gè)單位就可以得到函數(shù)y=f(x+a)的圖像.這就是我們通常所說的:左加右減原則.
師:如何驗(yàn)證猜想?
學(xué)生繼續(xù)分組探究,證明后教師演示函數(shù)圖像左右平移變換動(dòng)畫課件.
師:剛才我們在研究函數(shù)圖像左右變化的規(guī)律時(shí),大家都采用了什么方法?請同學(xué)們猜猜老師選擇這些特殊函數(shù)的意圖.(留給學(xué)生思考和再探索的空間).
教學(xué)片段2:函數(shù)圖像平移變換2
師:上面我們研究了函數(shù)圖像左右平移的變化規(guī)律,下面再來研究一下由函數(shù)y=f(x)的圖像通過怎樣的變化可以得到函數(shù)y=f(x)+b的圖像.仿照上面的方法,請同學(xué)們還是按照從特殊到一般的原則,請每組同學(xué)從冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)選擇一種(各組不同)合作交流.
學(xué)生分組探究,教師巡視指導(dǎo),學(xué)生概括并交流探究結(jié)果,提出猜想:函數(shù)y=f(x)的圖像向上平移(b>0)|b|個(gè)單位,或向下平移(b<0)|b|個(gè)單位就可以得到函數(shù)y=f(x)+b的圖像.
師:這就是我們通常所說的:上加下減原則.驗(yàn)證猜想后,教師演示函數(shù)圖像上下平移變換動(dòng)畫課件.
如果教學(xué)目標(biāo)僅僅是掌握函數(shù)圖像平移變換和伸縮變換的規(guī)律,那么比較高效的設(shè)計(jì)就是老師先給出示范規(guī)律并演示動(dòng)畫課件,然后通過幾個(gè)例題來解釋說明,最后練習(xí)鞏固小結(jié)即可.然而這位老師并沒有這樣做,本節(jié)課不僅關(guān)注學(xué)生掌握函數(shù)圖像平移變換和伸縮變換的規(guī)律這一結(jié)果,而且關(guān)注學(xué)生能力的提高,即通過觀察、比較、歸納猜想、驗(yàn)證,探究平移變換和伸縮變換的規(guī)律,體驗(yàn)從特殊到一般的合情推理思想,在教學(xué)過程中注重滲透數(shù)形結(jié)合和分類討論等重要的數(shù)學(xué)思想方法,注重對學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)踐能力和數(shù)學(xué)探究能力的培養(yǎng).
通過學(xué)生自身的活動(dòng),按照從特殊到一般的規(guī)律,從不同的途徑獲得結(jié)論.從這位老師的課堂教學(xué)預(yù)設(shè)中,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)探究的目的并不是為了得到一個(gè)確定的結(jié)論,而是強(qiáng)調(diào)一種主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣.在教學(xué)中這位老師做到了以下幾點(diǎn):
1.加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的教學(xué),使學(xué)生能接近數(shù)學(xué).數(shù)學(xué)并不神秘,數(shù)學(xué)就在我們周圍,我們時(shí)時(shí)刻刻都離不開數(shù)學(xué).
2.引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的直觀.讓學(xué)生以研究者的身份,參與包括探索、發(fā)現(xiàn)在內(nèi)的獲取知識的全過程,使其體會到通過自己的努力取得成功的快樂,從而產(chǎn)生濃厚的興趣和求知欲.
3.鼓勵(lì)攻克數(shù)學(xué),使其在發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造中享受成功的喜悅.激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,培養(yǎng)了學(xué)生自主探究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)生學(xué)習(xí)樂在其中,培養(yǎng)了學(xué)生不斷探索的欲望.
在進(jìn)行數(shù)學(xué)活動(dòng)時(shí),讓學(xué)生真正的“活動(dòng)”起來,在活動(dòng)的過程中作出合情推理的猜想念頭.因此,這位老師在教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)难娱L學(xué)生探究的時(shí)間,給學(xué)生探究的結(jié)果進(jìn)行一次再展示的機(jī)會,讓學(xué)生體會到成功的喜悅,這樣適當(dāng)?shù)难娱L探究的時(shí)間意義重大,讓學(xué)生經(jīng)歷從無到有、從有到優(yōu)的親身體會,使學(xué)生從中真正賞析了數(shù)學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系,感悟到數(shù)學(xué)之美.這位老師通過自主學(xué)習(xí)和合作探究,讓學(xué)生在一個(gè)較寬松的環(huán)境下進(jìn)行自我學(xué)習(xí),并通過對兩類平移變換的探究,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們的變換規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系,并使用幾何畫板讓他們感受到幾何直觀.
教學(xué)片段3:函數(shù)圖像平移變換3
師:通過上面的探究,請同學(xué)來看函數(shù)y=f(x)的圖像通過怎樣的變化可獲得函數(shù)y=f(x+a)+b的圖像呢?
學(xué)生經(jīng)過獨(dú)立思考后分組探究驗(yàn)證,可以有兩種途徑得到結(jié)論:即可先左右平移,再上下平移;也可以先上下平移,再左右平移.最后老師演示函數(shù)圖像平移變換動(dòng)畫課件,驗(yàn)證同學(xué)們的探究成果,并給同學(xué)們以鼓勵(lì),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)情趣和勇于探索的精神.
動(dòng)態(tài)的課堂生成是基于師生互動(dòng)的創(chuàng)造,因此教師要有足夠的耐心善待和寬容學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的不足和錯(cuò)誤,教師應(yīng)成為課堂智慧的引領(lǐng)者,給予學(xué)生有效地價(jià)值引導(dǎo)和點(diǎn)撥,讓課堂生成更有活力.這位老師把左右平移變換和上下平移變換綜合起來,并通過幾何畫板進(jìn)行演示,使學(xué)生對平移變換既有理論上的認(rèn)識,又有直觀上的感知,以形助數(shù),為后面的伸縮變化奠定了基礎(chǔ).
教學(xué)片段4:函數(shù)圖像伸縮變換
以上我們共同探究了函數(shù)圖像的平移變換,下面我們再來研究一下函數(shù)圖像的伸縮變換.
師:下面我們來研究函數(shù)y=f(x)的圖像通過怎樣變換可以得到函數(shù)y=f(ωx);y=Af(x);y=Af(ωx)(A>0,A≠1,ω>0,ω≠1)的圖像.咱們還是按照從特殊到一般的原則,請每組同學(xué)從冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)選擇一種(各組不同)合作交流.
學(xué)生經(jīng)過自主學(xué)習(xí)和分組探究,在教師的巡視指導(dǎo)下,學(xué)生概括并交流研究成果,提出猜想:
函數(shù)y=f(x)的圖像上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短(ω>1),或伸長(0<ω<1)到原來的倍(縱坐標(biāo)不變),就得到函數(shù)y=(fωx)的圖像.這就是我們通常所說的周期變換.
函數(shù)y=f(x)的圖像上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)伸長(A>1),或縮短(0 師:因此,要從函數(shù)y=f(x)的圖像獲得函數(shù)y=Af(ωx)(A>0,A≠1,ω>0,ω≠1)的圖像也有兩種途徑:即先周期變換,再振幅變換,或先振幅變換,再周期變換.盡管這兩種變換的順序不同,但變換的結(jié)果是一樣的(限于篇幅,不再贅述). 學(xué)生驗(yàn)證猜想后,教師演示函數(shù)圖像伸縮變換動(dòng)畫課件. 在探究平移變換和伸縮變換的規(guī)律時(shí),教師合理地選擇合作探究學(xué)習(xí)的策略.其合理性表現(xiàn)在: 第一,合作探究的問題有價(jià)值,有意義,而且是學(xué)生短時(shí)間獨(dú)立完成困難的,但又是在學(xué)生力所能及范圍內(nèi)的具有挑戰(zhàn)性的問題,合作探究是必需的. 第二,在合作探究前,給學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間,讓學(xué)生帶著自己的觀點(diǎn)或觀點(diǎn)雛形參與到合作學(xué)習(xí)中,他(她)們才能真正體驗(yàn)到討論帶來的挑戰(zhàn)性以及與他人分享成功的快樂. 第三,既重視教師的適度引導(dǎo),也注重學(xué)生自主充分發(fā)揮,保證學(xué)生合作探究學(xué)習(xí)的時(shí)間. 第四,合作探究學(xué)習(xí)形式多樣,既有組間的小組合作,也有組內(nèi)的小組合作. 第五,小組成員之間明確責(zé)任分工,注重聽取組內(nèi)和組外不同的建議和意見,形成良好的合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣. 許多老師認(rèn)為這樣的上課形式固然很好,但太耽誤時(shí)間,不如老師把結(jié)論演示一下再展示給學(xué)生,這樣既省時(shí),又省力.然而我們應(yīng)該知道學(xué)生是一個(gè)靈動(dòng)的主體,是一個(gè)個(gè)活生生的人,蘊(yùn)藏著巨大的能量,思考著同一個(gè)問題,不同的主體之間由于思維方式的不同、知識結(jié)構(gòu)的差異,往往能迸發(fā)出許多出人意料的思考方法.教學(xué)過程中教師一定要充分相信學(xué)生,努力為他們創(chuàng)設(shè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境和資助探究的時(shí)空,讓他們各顯神通,讓他們的思維碰撞出更絢麗多彩的火花.本節(jié)課這位老師不惜時(shí)間,學(xué)生在老師的引領(lǐng)下,通過自主探究與合作探究掌握了由函數(shù)y=f(x)的圖像如何到函數(shù)y=f(ωx)的圖像以及由函數(shù)y=f(x)的圖像如何獲得函數(shù)y=Af(x)的圖像的操作方法,并借助于幾何畫板完美呈現(xiàn)了伸縮變換,通過圖形直觀誘發(fā)直覺,讓難點(diǎn)問題易如反掌.但應(yīng)當(dāng)注意的是,數(shù)學(xué)總是圍繞著數(shù)與形展開的,雖然本節(jié)課是研究函數(shù)圖像變換的,但還應(yīng)在數(shù)上多花點(diǎn)時(shí)間.我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生說過“數(shù)缺少形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休”.這節(jié)課研究的“形”較多,還應(yīng)在“數(shù)”上多做文章為好. 教學(xué)片段5:函數(shù)圖像平移變換與伸縮變換的比較 師:上面我們已經(jīng)共同研究了函數(shù)圖像的平移變換和伸縮變換,得到了它們的變換規(guī)律.現(xiàn)在我們再來探究它們的異同點(diǎn). 學(xué)生自主學(xué)習(xí)后分組探究,師生共同歸納: 平移和伸縮變換都有左右或上下變換,都是x或y在變. 左右平移、左右伸縮是x在變化,變化的規(guī)律與一般習(xí)慣相悖. 當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)y=f(x)的圖像向左平移a個(gè)單位,得到函數(shù)y=f(x+a)的圖像; 函數(shù)y=f(x)的圖像向右平移a個(gè)單位,得到函數(shù)y=f(x-a)的圖像. 當(dāng)ω>1時(shí),函數(shù)y=(fx)各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來的倍,得到函數(shù)y=f(ωx)的圖像; 當(dāng)0<ω<1時(shí),函數(shù)y=(fx)各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的倍,得到函數(shù)y=f(ωx)的圖像. 上下平移、上下伸縮是y在變化,變化的規(guī)律與一般習(xí)慣相符. 當(dāng)b>0時(shí),函數(shù)y=f(x)的圖像向上平移b個(gè)單位,得到函數(shù)y=f(x)+b的圖像; 函數(shù)y=f(x)的圖像向下平移b個(gè)單位,得到函數(shù)y=f(x)-b的圖像. 當(dāng)A>1時(shí),函數(shù)y=f(x)的圖像各點(diǎn)縱坐標(biāo)伸長到原來的A倍,得到函數(shù)y=Af(x)的圖像;感悟二:采用合作探究的學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識