智慧教室的336 教学模式在高中数学复习课中的应用
——以《基于直观想象的函数零点问题》为例

2021-05-08 01:44徐劭毅
福建教育学院学报 2021年3期
关键词:交点零点函数

徐劭毅

(福州市屏东中学,福建 福州 350003)

传统复习课的教学,重数量轻质量;重教师讲轻学生思。由此造成的后果是:教师讲得累,学生陷入天天刷题不能自拔。[1]因此,高三第一轮复习时,学生综合运用能力的提升需要在教师的引导下,建立知识与方法之间应有的联系,以达到在知识系统中能熟练检索,提取和运用知识,灵活选择方法。根据笔者的教学经验以及福州市屏东中学学生的实际情况,发现学生主要存在以下问题:学生基础不牢固,容易犯一些低级错误,又有点眼高手低;学生思维定势现象比较严重,遇到一个问题,往往想到的是如何用套路解决,而忽视了题目的本质;高三复习课时间比较紧,学生缺少独立思考探索的时间。

336 互动教学模式是从“教师、网络、学生”三个维度、“课前、课中、课后”三个阶段、“自主学习、检测反馈(诊断性检测)、释疑拓展、检测反馈(形成性检测)、归纳总结、云端补救”六个环节,对教师的教学行为、学生的学习行为和教学评价数据,做到实时互动、及时反馈、智能诊断。笔者发现,336 互动教学模式比较符合福州市屏东中学学生学情,能够在一定程度上解决学生存在的以上问题。[2]下文,笔者阐述在智慧教室336 互动教学模式下的本节课的教学过程。

一、课前自主学习、检测反馈(诊断性检测)

利用UMU 互动教学平台,对学生上节课的内容进行及时评价,通过数据分析,把握学生答题情况,为后面的教学安排把握教学起点。为此,教师在平台上布置以下六道作业:

设计意图:以上问题①到问题⑤既要通过函数图像的角度分析,也需要从代数的角度进行计算,为接下来的课埋下伏笔。而问题⑥更是使学生了解本节复习课需要掌握的基础内容,并根据自身存在的问题听复习课,从而提高课堂效率。

二、课中释疑拓展、检测反馈(形成性检测)、归纳总结

(一)释疑拓展

1.承上启下,构建新知

师:挑选一位同学,说说函数零点的常用判断有哪些方法?

生1:(1)解方程法;(2)零点存在性定理法;(3)数形结合法。

师:函数零点的判断方法主要体现了哪些数学思想?

生1:转化与数形结合的思想。

师:转化实际上是转化与化归。数形结合大致可分为两种情形:或者以形助数,或者以数助形。

设计意图:利用一位学生做的规范解答,引导学生一起归纳建构上节课的知识,对上节课的内容一起复习。运用umu 互动教学平台能呈现全班学生的答题情况,能及时了解学生对上节复习课的掌握理解情况。

2.思维碰撞,拓展新知

师:上节课课后老师布置了6 道题作业,看下同学们的完成情况,通过umu 统计,我们发现前3 题的正确率都在90%以上,个别做错的同学可以思考下自己的错因。

师:第4 题全班有81.5%的同学选了C 选项,老师挑一位选B 选项的同学说说她的思路。

(屏幕呈现)区间[0,3π]上的函数y=sin 2x的图像与y=cosx的图像的交点个数()

A.5 B.6 C.7 D.8

生2:画图。

师:拍照并利用希沃授课助手上传该生画的图。图对吗?

生3:点的位置有错。

师:具体哪些点的位置?

师:请该同学根据其他同学的意见修改图像。

师:从这幅修改图,可以发现交点个数有7 个,同时7 也是这道题的正确答案。那么同学们,这道题除了画图直观感知外,还有没有其他方法?老师请一位选C 的同学。

生4:解方程:sin 2x=cosx,然后利用二倍角公式。可以解出两个解:sinx=-,cosx=0。

师:但交点指的是x的值。

师:刚才两位同学对这个问题进行了两个不同的解法。第一位同学利用两个函数图像交点的个数进行判断;第二位同学把交点的个数转化成方程根的个数问题,得到了相同的结果。

师:第5 题全班有85.2%的同学选了B(10 个)选项,挑一位选C 选项(12 个)的同学说说思路。

(屏幕呈现)函数f(x)=+2 cos πx在区间[-4,6 ]上的零点个数为()

A.8 B.10 C.12 D.14

生5:这道题用的是第三种方法:转化成两个函数图像的交点。

师:教师拍照并利用希沃授课助手上传该生画的图。问:图像对吗?

生6:y=的图像画错了。它的图像关于直线x=1 对称。

师:老师也找了另外一个同学的画法,他的画法是完全正确的,我请他来说明。

生7:由于y=-2 cos πx与y=的图像都是关于x=1 对称,所以x=1 的左边有5 个,x=1 的右边也有5 个,所以一共有10 个。

设计意图:在释疑拓展环节,教师从学生的作答中,通过对比及时发现学生学习中存在的问题,并作适当的引导和点拨。利用希沃授课助手将学生中的典型错误以及典型解答及时上传,让学生自己说出错因,产生思维的碰撞,展现错误发生的原因。

在本环节的教学过程中,通过“数”与“形”的横向联系,加强学生的观察能力与逻辑推理能力,为培养学生的数学直观想象与数学运算提供训练思路;通过第4 题的两种思路,为后阶段的变式埋下伏笔,做好铺垫。

3.抓住本质,延伸新知

(屏幕呈现)变式:函数f(x)=在区间[-4,6 ]上的所有零点之和为()

A.8 B.10 C.12 D.14

师:利用IRS 投票系统显示这道题的准确率达93.6%。那么这道变式与原题相比变在哪里?同学们如何处理这个变化?

生8:将零点个数改成零点之和。观察到y=-2 cos πx与y=的图像都是关于x=1 对称,所以图像上与x=1 等距离的两个交点横坐标之和为2。因为有5 对,所以零点之和为10。

师:我们以后处理零点问题,既可以转化成方程的根(这是数的问题),也可以转化成两个函数图像交点的横坐标问题(这是形的问题)。

设计意图:HiTeach 互动教学系统的核心——即时评价功能,即IRS 系统所具有的即时反馈和统计功能,提供实时学习诊断和即时反馈。通过检测,了解学生的掌握情况,着重从函数性质中对称性的角度进行分析,启发学生观察函数的图像,从数的角度寻找形的刻画。

(二)检测反馈(形成性检测)

(屏幕呈现)已知函数f(x)=|2x-2 |-b的两个零点分别为x1,x2(x1>x2),

(1)求b 的取值范围;

(2)下列判断正确的是()

A.1 <x1<2,x1+x2<2 B.x1>1,x1+x2<2

C.1<x1<2,0 <x1+x2<2 D.1<x1<2,x1+x2≤2

师:解决函数零点问题,可以从数与形两个角度入手,那么这道题的(1)问,我们可以从哪个角度入手?

生(齐声回答):数的角度。

师:如何解决?

生9:画出函数f(x)=|2x-2|-b的图像。

师:图像中有参数,有其他方法吗?

生10:画出函数y=|2x-2 |的图像,转化成与y=b的交点个数问题。

师:画出函数y=|2x-2|的图像,强调y=2 是渐近线。所以0 <b<2。

师:对于这道题的(2)问,可以从数与形哪个角度入手?给同学们3 分钟的时间思考。

IRS 显示……,3 人选C。

师:请选C……x1+x2>0?

……

设计意图:这个环节给予学生足够的思考时间,运用IRS 的即时反馈系统中的翻牌操作,不仅达到了解每个学生的答题情况,精准掌握学情的效果,而且激发学生思考问题,回答问题的积极性,使每个学生注意力更加集中。通常解零点的题目是以形助数,通过这两道题,使学生更注重以数助形,数形不分家。

(三)归纳总结

本环节是对所学内容做进一步的梳理概括,归纳和强化,引导学生归纳新知新法,体会感悟数学思想方法,提升数学核心素养,从而构建更高层次的知识结构。本节课在检测反馈后,引导学生思考:我们之前处理函数零点问题主要是以形助数——把函数图像精准地画出来,而今天这节课呢?以数助形,这需要用到函数的性质。同时,让学生体会感悟数学思想:数形结合、转化与化归。

三、课后云端补救

课后,利用智学网推送课后检测习题,学生登录检测,教师及时收集学生的答题数据,了解学生的学习效果,从而为后续的教学制定教学策略,有利于后续的个性化学习。

核心素养背景下的高中数学复习课,要求一线教师要深刻领会数学核心素养的精髓与新课标的理念,在此基础上对课堂教学进行积极大胆的尝试。本节课运用“336 教学模式”,着重围绕“函数零点”问题展开讨论,延伸拓展,突出问题的本质。本节课利用umu 互动学习平台对学生上节课内容进行及时评估,做到以学定教。随后,对于错误率较高的题目进行变式,用数助形研究问题,并利用希沃授课助手与智慧教室IRS 进行及时的数据反馈。然后,教师给出例题,使学生能从数与形结合的角度综合考虑问题。通过这样的教学过程,学生不仅对问题有本质上的认识,并将其内化成能力,培养探究意识,提升数学核心素养,更能改变传统复习课教学中被动接受的不利局面。

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