王先義 (四川省雙流中學(xué) 610200)
復(fù)習(xí)課作為高中數(shù)學(xué)課的課型之一,通過對已有知識(shí)的回顧,幫助學(xué)生重構(gòu)和完善高中數(shù)學(xué)知識(shí)體系,培養(yǎng)和提高學(xué)生的“四基四能”,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).微專題復(fù)習(xí)課作為一種新型的復(fù)習(xí)課形式,它立足于學(xué)情和考情,選擇考試“高頻點(diǎn)”、學(xué)習(xí)“困難點(diǎn)”、能力“增長點(diǎn)”和“易錯(cuò)易混點(diǎn)”作為學(xué)習(xí)內(nèi)容,它既小又準(zhǔn),既精又透,是促進(jìn)學(xué)生深度復(fù)習(xí)的重要方式[1].鑒于高一階段學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備不足,結(jié)合微專題復(fù)習(xí)課的特點(diǎn),微專題復(fù)習(xí)課可以作為高一數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的重要教學(xué)方式,是學(xué)生知識(shí)的升華、方法的總結(jié)、能力的提升、思維的培養(yǎng)和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的重要陣地.“一題一課”是一種課堂教學(xué)模式,是教師通過對一道題或一個(gè)材料的深入研究,挖掘其中的學(xué)習(xí)線索與數(shù)學(xué)本質(zhì),基于學(xué)情,科學(xué)、合理、有序地組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)探索活動(dòng),從而完成一節(jié)課的教學(xué)任務(wù),以此達(dá)成多維目標(biāo)的過程[2].
學(xué)為主體、以生為本是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的基本理念,微專題復(fù)習(xí)課是單元、期中、期末和高考等復(fù)習(xí)中必不可少的課型,“一題一課”作為一種很有特色的教學(xué)模式,與微專題復(fù)習(xí)課的初衷和理念不謀而合.筆者基于“生本”理念設(shè)計(jì)了一節(jié)微專題復(fù)習(xí)課,旨在拓寬學(xué)生的思維廣度,延展學(xué)生的思維厚度,提高學(xué)生的思維效度,豐富學(xué)生的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),升華學(xué)生的知識(shí)體系,滲透數(shù)學(xué)思想方法,在發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析和解決問題的過程中不斷提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
本節(jié)課是人教A版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)(必修1)》第三章《函數(shù)與方程》的章末微專題復(fù)習(xí)課,是對函數(shù)零點(diǎn)與方程根之間關(guān)系的進(jìn)一步研究,也是高三利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點(diǎn)問題的重要基礎(chǔ).此前,學(xué)生已經(jīng)建構(gòu)函數(shù)零點(diǎn)與方程根之間的聯(lián)系,能結(jié)合兩者之間的關(guān)系分析簡單含參函數(shù)零點(diǎn)問題.該問題一直是高考命題的熱點(diǎn),總體呈現(xiàn)出“入易出難,路多口小,層層設(shè)卡,步步有難”的特點(diǎn),因此高考命題者也常將含參函數(shù)零點(diǎn)問題作為壓軸題.基于“生本”理念,采取“一題一課”的教學(xué)模式,組織學(xué)生對一道例題深入研究,通過解法探究、變式訓(xùn)練、鏈接應(yīng)用、思想升華,讓學(xué)生變中求進(jìn)、舉一反三,在數(shù)學(xué)活動(dòng)中經(jīng)歷、體驗(yàn)、內(nèi)化學(xué)習(xí),積累基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、建構(gòu)方法體系、實(shí)現(xiàn)思維升華,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)了解函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)零點(diǎn)定義以及方程的根與函數(shù)零點(diǎn)之間的關(guān)系,并能利用這些知識(shí)處理簡單的函數(shù)零點(diǎn)問題;對于形式復(fù)雜、綜合性強(qiáng)的含參函數(shù)零點(diǎn)問題(如分段函數(shù)等),學(xué)生目前處理起來較為困難,總體表現(xiàn)出做題時(shí)思維混亂、方法選取不當(dāng)、推理不嚴(yán)謹(jǐn)和運(yùn)算錯(cuò)誤等.通過“一題一課”微專題的復(fù)習(xí),以點(diǎn)帶面,聚焦關(guān)鍵內(nèi)容,幫助學(xué)生完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò),感悟數(shù)學(xué)思想和方法,實(shí)現(xiàn)由“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”的轉(zhuǎn)變.
(1)回顧函數(shù)零點(diǎn)的定義,梳理方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)的關(guān)系,建立兩者之間的等價(jià)轉(zhuǎn)化形式;
(2)利用函數(shù)零點(diǎn)的定義和方程的根與函數(shù)零點(diǎn)間的關(guān)系求含參函數(shù)零點(diǎn)問題的參數(shù)取值范圍;
(3)在解決含參函數(shù)零點(diǎn)問題的過程中,總結(jié)解題的方法和技巧,凝練函數(shù)與方程、化歸與轉(zhuǎn)化和數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想.
(1)課前自測要求學(xué)生自主完成,并根據(jù)課前自測回顧函數(shù)零點(diǎn)、方程的根與函數(shù)零點(diǎn)之間的關(guān)系和零點(diǎn)存在性定理等知識(shí);
(2)通過典例分析,探究出解決含參函數(shù)零點(diǎn)問題的直接法、分離參數(shù)法和數(shù)形結(jié)合法等方法,并能選擇合適的方法解決變式訓(xùn)練;
(3)通過例題和變式訓(xùn)練的分析,挖掘含參函數(shù)零點(diǎn)問題中所涉及的關(guān)鍵知識(shí),總結(jié)含參函數(shù)零點(diǎn)問題的一般解決方法,同時(shí)提煉各方法中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想.
環(huán)節(jié)1課前自測,知根摸底
(1)已知函數(shù)f(x)=lgx+x-10的零點(diǎn)在區(qū)間(k,k+1)上,k∈Z,則k=.
(2)關(guān)于x的方程mx2+2(m+3)x+2m+ 14=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,且一個(gè)根大于4,一個(gè)根小于4,求m的取值范圍.
師:老師在課前已經(jīng)布置課前學(xué)習(xí)任務(wù),下面有請兩位同學(xué)來分享一下結(jié)果.
生1:k=9,f(x)=lgx+x-10=0?lgx=10-x,再畫出函數(shù)y1=lgx和y2=10-x的圖象,然后取x=9,計(jì)算y1 師:你這里是運(yùn)用什么知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的呢? 生1:函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)?兩函數(shù)圖象交點(diǎn)的橫坐標(biāo). 師:非常好!將函數(shù)零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)的橫坐標(biāo).還有其他的解決方法嗎? 生2:我是計(jì)算得f(9)·f(10)<0. 師:這里f(9)·f(10)<0,那為什么f(x)就有零點(diǎn)呢? 生3:f(x)單調(diào)遞增,根據(jù)零點(diǎn)的存在性定理可以得到. 師:非常好!這兩種方法殊途同歸.第(2)題怎么做呢? 師:這位同學(xué)邏輯嚴(yán)謹(jǐn),思路清晰,大家掌聲送給他.同學(xué)們,在解決這兩題的過程中運(yùn)用了哪些知識(shí)?體現(xiàn)了哪些數(shù)學(xué)思想呢? 生眾:函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根與函數(shù)零點(diǎn)之間的關(guān)系、零點(diǎn)的存在性定理等,解決過程體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合和化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想. 設(shè)計(jì)意圖設(shè)置課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié),目的是先幫助學(xué)生回顧舊知和解決函數(shù)零點(diǎn)問題的基本方法,同時(shí)通過問題對比襯托出含參問題的難度,從而引出今天的學(xué)習(xí)課題. 環(huán)節(jié)2回顧舊知,強(qiáng)化概念 師:首先梳理一下上面問題所涉及的基礎(chǔ)知識(shí),函數(shù)零點(diǎn)的定義是什么? 生眾:把使得f(x)=0的實(shí)數(shù)x叫做函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn). 師:函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)可以等價(jià)轉(zhuǎn)化為什么? 生5:函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)?方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根?函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)?兩個(gè)函數(shù)圖象有交點(diǎn)的橫坐標(biāo). 師:這幾個(gè)等價(jià)關(guān)系是我們解決函數(shù)零點(diǎn)問題的思維導(dǎo)向,請同學(xué)們理解記憶.零點(diǎn)存在性定理是怎么描述的呢? 生6:對于函數(shù)y=f(x)而言,如果f(a)·f(b)<0,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b),使得f(c)=0. 師:這位同學(xué)的回答嚴(yán)謹(jǐn)嗎? 生4:不嚴(yán)謹(jǐn),缺少條件. 師:缺少什么條件? 生4:缺少“函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線”這個(gè)條件. 師:為什么要加這個(gè)條件,不加這個(gè)條件會(huì)出現(xiàn)什么問題? 師:非常棒!僅有f(a)·f(b)<0不一定有零點(diǎn).這位同學(xué)用辯證的思維認(rèn)識(shí)定理中的條件和結(jié)論,這種思維在我們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中非常重要.同時(shí),也要注意函數(shù)f(x)有零點(diǎn)也不一定有f(a)·f(b)<0,如f(x)=ax2+bx+c(a≠0,Δ>0). 設(shè)計(jì)意圖在課前自測的基礎(chǔ)上對基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行回顧,一方面幫助學(xué)生建立本節(jié)知識(shí)的結(jié)構(gòu)和體系,完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu);另一方面辨析概念的易錯(cuò)點(diǎn),幫助學(xué)生理解和記憶. 環(huán)節(jié)3團(tuán)結(jié)協(xié)作,謀定對策 師:下面我們對含參函數(shù)零點(diǎn)問題進(jìn)行分析,請同學(xué)們思考例1,結(jié)合前面的知識(shí),小組合作討論,后面我們請小組代表上臺(tái)展示分享(6分鐘). 師:下面有請第1小組的代表進(jìn)行分享. 師:對這個(gè)式子沒辦法分析的原因是什么? 生7:g(x)的圖象和性質(zhì)不確定. 師:能不能對上述式子變形,使得g(x)的圖象和性質(zhì)確定下來? 學(xué)生搖搖頭示意不會(huì). 師:有哪位同學(xué)知道怎樣變形可以確定它們的性質(zhì)呢? 師:你是怎樣想到這樣變形的呢? 生8:我在前面遇見過類似問題,當(dāng)時(shí)答案解析是將所有參數(shù)形式合并整理. 師:非常棒!大家掌聲送給他.這位同學(xué)借鑒以前的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)分析問題,這說明我們在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中要注重積累,這是我們學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富.函數(shù)y1=(2+a)(1-x),y2=(a+1)(1-x)與x軸都交于點(diǎn)(1,0)且兩函數(shù)有且僅有一個(gè)交點(diǎn),即x=1就是函數(shù)g(x)的零點(diǎn),此時(shí)y1和y2中的參數(shù)a應(yīng)該滿足什么條件呢? 師:非常好!另外,對于y3=(1-a)x+a+1,參數(shù)a應(yīng)該滿足什么條件呢? 生9:我通過畫圖發(fā)現(xiàn)y3的圖象位置與x的系數(shù)有關(guān)(請學(xué)生上臺(tái)展示),若1-a<0,即a>1時(shí),a+1>0,此時(shí)a>1,符合題意;若1-a=0,即a=1時(shí),y3=2,符合題意;若1-a>0,即a<1時(shí),a+1<0,此時(shí)a<-1,符合題意. 師:(掌聲響起)這位同學(xué)思路清晰,對于不確定的問題想到分類討論逐一確定,再運(yùn)用一次函數(shù)中k與圖象之間的關(guān)系求解,非常精彩!這里我們已經(jīng)求出實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2)∪(-2,-1)∪[1,+∞).除此方法之外,其他組還有別的方法嗎? 生10:函數(shù)g(x)=f(x)-ax+a恰有一個(gè)零點(diǎn)?函數(shù)y1=f(x)與y2=ax-a的圖象有且僅有一個(gè)交點(diǎn).因?yàn)楹瘮?shù)y2=ax-a過定點(diǎn)(1,0),所以我們可以作出y1和y2的圖象(圖1),然后通過旋轉(zhuǎn)y2的圖象可以得到參數(shù)a的取值范圍. 圖1 師:怎樣根據(jù)旋轉(zhuǎn)得到a的取值范圍呢? 生10:只要滿足y2與y1不存在第二個(gè)交點(diǎn)就可以,也就是a∈(-∞,-2)∪(-2,-1)∪[1,+∞). 師:非常好!這位同學(xué)方法思路嚴(yán)謹(jǐn),快速便捷,根據(jù)圖形直接秒殺,真的是“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微”.其他小組還有不同的解法嗎? 生4:老師,還有一種不同的解法(學(xué)生們滿臉詫異).我們組是運(yùn)用分離參數(shù)法進(jìn)行求解,考慮x=1和x≠1兩種情況作圖就可以解決. 師:請這位同學(xué)上臺(tái)展示,分享你們組的方法. 圖2