【教學(xué)目標(biāo)】
1.讓學(xué)生經(jīng)歷用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象對(duì)稱(chēng)性的過(guò)程,了解函數(shù)奇偶性的概念和圖象特征。
2.讓學(xué)生會(huì)根據(jù)圖象特征和奇偶性定義來(lái)判斷一些簡(jiǎn)單函數(shù)的奇偶性。
【教學(xué)重點(diǎn)】
用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性。
【教學(xué)難點(diǎn)】
如何引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)發(fā)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)之間坐標(biāo)的數(shù)量關(guān)系過(guò)渡到用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性。
【教學(xué)過(guò)程】
一、直觀感知函數(shù)圖象對(duì)稱(chēng)特性
師:同學(xué)們,函數(shù)的單調(diào)性是研究函數(shù)圖象在某一個(gè)區(qū)間上的變化趨勢(shì),即是“上升”還是“下降”的,今天我們從研究函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性開(kāi)始。
(回顧單調(diào)性——從圖形特征和數(shù)量刻畫(huà)兩個(gè)方面表示圖象“上升”還是“下降”,為通過(guò)圖形特征和數(shù)量刻畫(huà)來(lái)研究函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性做一些思想方法上的準(zhǔn)備。)
師:你能舉出1至2個(gè)例子嗎?
師:你判斷軸對(duì)稱(chēng)圖形和中心對(duì)稱(chēng)圖形的依據(jù)是什么?
生:軸對(duì)稱(chēng)圖形或中心對(duì)稱(chēng)圖形,可以通過(guò)折疊或旋轉(zhuǎn)看它是否重合來(lái)判斷。
(說(shuō)明圖象的對(duì)稱(chēng)性是圖象的整體特征,它不同于單調(diào)性,單調(diào)性是研究圖象在某一個(gè)區(qū)間上的變化趨勢(shì)。)
學(xué)生邊說(shuō)邊畫(huà)二次函數(shù)y=x2的圖象,圖象畫(huà)好后,借助圖形演示圖象是關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的。
師:在演示中,我們注意到x∈R,如果把x∈R改為x∈[-1,3],圖象還關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)嗎?
生:橫坐標(biāo)為3的點(diǎn)在圖象上,而橫坐標(biāo)為-3的點(diǎn)不在圖象上,所以不對(duì)稱(chēng)。
師:綜上所述,我們可以用“折”的辦法判斷圖象是否是對(duì)稱(chēng)圖形,用特殊點(diǎn)來(lái)說(shuō)明圖象不是對(duì)稱(chēng)圖形??梢?jiàn),函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性是函數(shù)圖象的整體特性。
剛才,我們從函數(shù)圖象的角度直觀感知圖形的對(duì)稱(chēng)性,其實(shí),在日常生活中,我們也觀察到許多對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象。比如美麗的蝴蝶、盛開(kāi)的花朵、六角形的雪花等等(投影顯示圖片)。
你還能舉幾個(gè)日常生活中的例子嗎?
(讓學(xué)生從已有的數(shù)學(xué)知識(shí)回到現(xiàn)實(shí)生活中,感受現(xiàn)實(shí)生活中充滿(mǎn)著對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象。讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí)生活,數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)象的自然學(xué)科,體會(huì)數(shù)學(xué)不是“憑空想象”產(chǎn)生的。)
生:摩天輪、楓樹(shù)葉、鐘的表面等。
師:由此可見(jiàn),研究對(duì)稱(chēng)性具有實(shí)際意義。
已知函數(shù)y=f(x)的圖象是關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的,如圖,是y=f(x)在y軸右邊的圖象,請(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出它在y軸左邊的圖象。(生畫(huà)圖,師巡視)
師:你是怎樣畫(huà)出來(lái)的?
生:在y軸右邊的圖象上取幾個(gè)特殊點(diǎn),作出它們關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),再用光滑的曲線(xiàn)把它們連起來(lái)。
師:事實(shí)上,圖象是滿(mǎn)足一定條件的點(diǎn)的集合!你能通過(guò)1個(gè)、2個(gè)甚至于若干個(gè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)明圖象是關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的嗎?
生:不能!
師:怎么辦?
思考后,有學(xué)生回答:只要把“若干個(gè)點(diǎn)”改為“任意個(gè)點(diǎn)”就可以了。也就是說(shuō),如果函數(shù)y=f(x)的圖象上任意一點(diǎn)P關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)也在圖象上,那么函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。(此時(shí)教室里一片掌聲。)
師:這樣的思考方式我們有過(guò)嗎?
生:在用數(shù)學(xué)語(yǔ)言刻畫(huà)函數(shù)單調(diào)性時(shí),我們通過(guò)“任意的兩個(gè)值x1,x2,當(dāng)x1 二、用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性 師:函數(shù)y=x3+x的圖象是對(duì)稱(chēng)圖形嗎? 生:我取了7個(gè)點(diǎn):(0,0),(1,2),(-1,-2),(2,10),(-2,-10),(3,30),(-3,-30),觀察發(fā)現(xiàn)它們關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。所以,我認(rèn)為它的圖象是關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的。 (回顧“描點(diǎn)法”作圖,更重要的是想說(shuō)明“特殊”與“一般”及“存在”與“任意”的關(guān)系,為“若干個(gè)點(diǎn)”到“任意一個(gè)點(diǎn)”做鋪墊。) 師:由特殊到一般是基本的數(shù)學(xué)思想方法,得到的結(jié)論是否正確,還需要驗(yàn)證或證明?,F(xiàn)在,我們借助幾何畫(huà)板畫(huà)出函數(shù)y=x3+x的圖象,觀察它的圖象是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。 (學(xué)習(xí)上遇到困難時(shí),想想可否借助于現(xiàn)代教育技術(shù)?同時(shí),也是從“圖形直觀感知”到“數(shù)量刻畫(huà)”的銜接,是本節(jié)課思想方法上的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。) 我們還需要“跳出”幾何圖形,從代數(shù)方法上去尋找,即用代數(shù)方法來(lái)研究幾何圖形! 請(qǐng)寫(xiě)出點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q的坐標(biāo),關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)R的坐標(biāo)。 生:點(diǎn)Q的坐標(biāo)是Q(-x0,-y0),點(diǎn)R的坐標(biāo)是R(-x0,y0)。當(dāng)點(diǎn)P(x0,y0)在函數(shù)y=f(x)的圖象上時(shí),有y0=f(x0),如果函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),那么點(diǎn)Q(-x0,-y0)也在函數(shù)y=f(x)的圖象上,得-y0=f(-x0),所以f(-x0)=-f(x0)。反之,由f(x0)=-f(-x0)也能得到函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。 師:函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的代數(shù)特征:f(-x0)=-f(x0),其中x0是函數(shù)f(x)定義域中的任意一個(gè)值。如果函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),類(lèi)比可得:f(-x0)=f(x0)。 從一個(gè)特殊點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于原點(diǎn)、y軸對(duì)稱(chēng)時(shí)橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)之間的關(guān)系,類(lèi)比得到函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)、y軸對(duì)稱(chēng)的“代數(shù)特征”,就形成了函數(shù)奇偶性的概念。 三、構(gòu)建函數(shù)奇偶性的概念 師:一般地,設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳。如果對(duì)于任意的x∈A,都有f(-x)=-f(x),那么稱(chēng)函數(shù)y=f(x)是奇函數(shù);如果對(duì)于任意的x∈A,都有f(-x)=f(x),那么稱(chēng)函數(shù)y=f(x)是偶函數(shù)。如果函數(shù)f(x)是奇函數(shù)或偶函數(shù),我們就說(shuō)函數(shù)f(x)具有奇偶性。奇函數(shù)圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),偶函數(shù)圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。 四、深化函數(shù)奇偶性的認(rèn)識(shí) 1.判斷下列函數(shù)是否為奇函數(shù)或偶函數(shù)。 (1)f(x)=x2-1;(2)f(x)=2x;(3)f(x)=(x-1)2。 生:可以用函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)特征或函數(shù)奇偶性定義來(lái)判斷函數(shù)是否具有奇偶性。(1)是偶函數(shù);(2)是奇函數(shù);(3)圖象關(guān)于直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),不關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),也不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),所以它不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)。 生:可以用特殊值來(lái)說(shuō)明,因?yàn)閒(1)=0,f(-1)=4,所以(3)不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)。 2.試判斷函數(shù)f(x)=x2+x(其中x∈[-1,2])是否具有奇偶性。 生:同上題, f(2)=6,而-2不在定義域內(nèi),所以它不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)。 師:具有奇偶性的函數(shù),其定義域有什么特征? 生:由第2題我發(fā)現(xiàn),2和-2都必須在定義域內(nèi)時(shí),才有奇偶性。所以,我認(rèn)為a是定義域內(nèi)任意一個(gè)值,-a也應(yīng)該是定義域內(nèi)一個(gè)值。具有奇偶性的函數(shù),其定義域A關(guān)于數(shù)“0”對(duì)稱(chēng)。定義域關(guān)于數(shù)“0”對(duì)稱(chēng)是函數(shù)具有奇偶性的前提條件。 師:能給出判斷函數(shù)f(x)是否具有奇偶性的一般步驟嗎? 生:第1步,求出定義域。如果定義域不關(guān)于數(shù)“0”對(duì)稱(chēng),則函數(shù)f(x)不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù);如果定義域是關(guān)于數(shù)“0”對(duì)稱(chēng)的,則進(jìn)行第2步;第2步,觀察f(-x)與f(x)的關(guān)系,再根據(jù)函數(shù)奇偶性的定義,判斷出奇偶性。 3.已知函數(shù)f(x)=x2-2x-1,試判斷函數(shù)f(x)的奇偶性,并畫(huà)出函數(shù)的圖象。 生:函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,又f(-x)=(-x)2-2-x-1=x2-2x-1=f(x),所以函數(shù)f(x)是偶函數(shù)。先畫(huà)出x>0時(shí)函數(shù)f(x)的圖象,再利用圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),得到x<0時(shí)函數(shù)f(x)的圖象,進(jìn)而得到整個(gè)函數(shù)f(x)的圖象。 4.課堂鞏固練習(xí)。 五、課時(shí)小結(jié) 函數(shù)還有哪些簡(jiǎn)單性質(zhì)呢?以后再學(xué)習(xí)討論,從某種程度上說(shuō),其實(shí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程是一個(gè)知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程。我們不僅要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),更重要的是要學(xué)會(huì)如何去建構(gòu)知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 【教學(xué)反思】 在教學(xué)“函數(shù)的奇偶性”時(shí),我從學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生熟悉的生活的現(xiàn)象兩個(gè)角度進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),按“直觀感知函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)特性”、“用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性”、“構(gòu)建函數(shù)奇偶性的概念”和“深化對(duì)函數(shù)奇偶性概念的認(rèn)識(shí)”四個(gè)環(huán)節(jié)循序漸進(jìn)地組織教學(xué),并且借助幾何畫(huà)板幫助學(xué)生正確理解函數(shù)奇偶性的概念。 教育的本真在于促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。高中數(shù)學(xué)除了它的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性外,在幫助學(xué)生形成理性思維、發(fā)展智力和創(chuàng)新意識(shí)等方面也具有積極作用。因而,數(shù)學(xué)教學(xué)不等同于數(shù)學(xué)知識(shí)的教學(xué),而是通過(guò)揭示、探究數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值?!敖獭钡年P(guān)鍵在于立足學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平和認(rèn)知能力,促進(jìn)學(xué)生的“學(xué)”,更重要的是通過(guò)教師的啟迪、引導(dǎo)、促進(jìn)和幫扶,讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。 筆者基于對(duì)教材內(nèi)容的把握和對(duì)學(xué)情的了解,精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程,精編數(shù)學(xué)問(wèn)題,以數(shù)學(xué)問(wèn)題串激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和探索,師生思維互動(dòng),情感交流,為實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教育價(jià)值打下扎實(shí)基礎(chǔ)。 1.突出學(xué)生主體地位,激發(fā)學(xué)生探索精神。 在一節(jié)課中,學(xué)生的發(fā)展水平來(lái)自于其自身的積極思考與主動(dòng)探索,取決于知識(shí)生成、發(fā)展進(jìn)程中參與的深度與廣度。本節(jié)課中,設(shè)置的問(wèn)題鏈符合“最近發(fā)展區(qū)”理念,激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性,在四個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)都能積極思考、踴躍回答。在問(wèn)題的不斷解決且深化過(guò)程中形成了熱烈的師生互動(dòng)氛圍,學(xué)生在數(shù)學(xué)活動(dòng)過(guò)程中,感受到愉悅,體驗(yàn)著探究。同時(shí),學(xué)會(huì)將數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)化為自己的學(xué)識(shí),學(xué)會(huì)構(gòu)建自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。 2.重視知識(shí)生成過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。 本節(jié)課以“直觀感知函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)特性”為開(kāi)篇,回顧“用‘折’過(guò)去看它是否重合”來(lái)判斷二次函數(shù)、反比例函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性,結(jié)合“學(xué)生熟悉的生活中的現(xiàn)象”,從“若干個(gè)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)”到“任意個(gè)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)”,經(jīng)歷“用數(shù)量關(guān)系刻畫(huà)函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)性”的過(guò)程,形成了“函數(shù)奇偶性”的概念,概念的形成經(jīng)歷了歸納、辨析、概括、類(lèi)比的過(guò)程。教學(xué)中每個(gè)問(wèn)題的解決都是在學(xué)生積極思考、分析的情境下,經(jīng)師生進(jìn)一步完善形成的結(jié)論,所以,本節(jié)課中學(xué)生思維量大、采用方法多,突出了數(shù)學(xué)思維。學(xué)生的思維能力在遞進(jìn)問(wèn)題的探索中得到發(fā)展,情感在互動(dòng)交流中得以升華,知識(shí)在一步步思考中得以豐富。 3.尊重教材,但不囿于教材,重視教材的再處理,拓寬學(xué)生知識(shí)視野。 《標(biāo)準(zhǔn)》是綱要,講什么,講到什么程度,要在課標(biāo)中尋找答案;教材是藍(lán)本,學(xué)生的具體內(nèi)容就在其中。但教材沒(méi)有考慮到具體學(xué)情,沒(méi)有指出具體的教學(xué)方法,其選例與習(xí)題配備也并非盡善盡美。因而,備課時(shí)教師要根據(jù)學(xué)情、自身教學(xué)風(fēng)格和擬使用的教法,對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行必要的加工,以使預(yù)設(shè)的問(wèn)題和教學(xué)思路更加符合實(shí)際,使學(xué)生能夠得到最大程度的發(fā)展。本節(jié)課沒(méi)有完全采用教材中的例題和習(xí)題,也沒(méi)有采用教材中的知識(shí)形成過(guò)程,而是對(duì)其進(jìn)行了一定的增刪和變化,使學(xué)生概念的形成更加自然,對(duì)知識(shí)的認(rèn)知更加深刻,思維更加流暢。 (作者單位:江蘇省張家港市沙洲中學(xué))