简而不凡的数学课堂

2022-02-23 02:42贾帅
初中生世界 2022年4期
关键词:过点反比例方程组

■贾帅

“数学是一种思想,它的特点在于它的简洁与和谐。它把最复杂的东西用最简单的语言来表示,而且表达的过程是那样的赏心悦目,那样的让人神往,简直是人间最美的艺术。”简而不凡的数学课堂需要教师对一些典型问题或某个素材深度挖掘,找出内在的学习线索,科学合理地组织学生开展数学活动,从而完成多维教学目标。这样的课堂不是简简单单的数学课堂,而是经过不断思考、打磨、精练的,需要用简明的设计、简练的提问、简洁的题目引导学生思考,是真正训练思维的不凡课堂。

一、简明的设计

笔者认为,一节好的数学课,其教学设计应是简明的。教师要设计简单有效的教学活动,以实践为抓手,将教学内容的本质呈现出来,让每个学生都能参与进来,并在数学活动中自主探索和思考。下面,笔者以“反比例函数复习”为例,谈谈简明的教学设计。

教学片段:

【活动1】从图1中,你能得到哪些信息?

图1

生2:反比例函数图像是双曲线,图1的两支,一支在第一象限,一支在第三象限。

生3:两支曲线关于原点对称,在每个象限中,y随x的增大而减小,函数图像无限接近x轴、y轴,但不相交。

生4:当k<0时,反比例函数图像在第二、四象限,两支曲线关于原点对称。在每个象限中,y随x的增大而增大,函数图像无限接近x轴、y轴,但不相交。

师:哪位同学能说一说,为什么描述反比例函数的增减性时要加“在某个象限内”?

生5:因为反比例函数的自变量x≠0。

【活动2】(1)如图2,若曲线经过点A(1,2),你能提出什么问题?

图2

生6:我提出的问题是,该反比例函数的表达式是什么?我们可以用待定系数法,设函数表达式为因为点A(1,2)在反比例函数上,所以

生7:我提出的问题是,当x≥1时,求y的取值范围。我们可以过点(1,0)作一条直线垂直于x轴,当x≥1时,y的值是不断减小的,但大于0,所以0<y≤2。

生8:我提出的问题是,若y<2,求x的取值范围。我们可以过点(0,2)作一条直线垂直于y轴,当y<2时,从第一象限的图像来看,x>1,从第三象限来看,y的值都是小于2的,所以x<0。综上所述,x的取值范围是x<0或x>1。我还发现,过点A作x、y轴的垂线,与x轴、y轴围成的长方形面积为2。

师:如果我们不知道k的值,长方形的面积是多少?

生8:k的绝对值。

师:大家提出的问题都很好,也很好地解决了。现在,大家看一看老师给出的问题。若点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)在反比例函数图像上且x1<0<x2<x3,求y1,y2,y3的大小关系。

生9:可以用特殊值法,也可以根据图像来看,得出y2>y3>0>y1。

(2)如图3,作直线AO,交另一支曲线于点B,你又能得到哪些信息?

图3

生10:可以求出过点A和点B的正比例函数表达式。设y=kx,因为点A(1,2)在正比例函数图像上,所以2=k·1,解得k=2,故y=2x。也可以求出点B的坐标,把y=2x和联立,得出x=1或-1,因为点B在第三象限,所以点B的坐标为(-1,-2)。

师:还有其他办法求出B点的坐标吗?

生11:也可以利用反比例函数图像的对称性,A点和B点关于原点对称,所以B点坐标为(-1,-2)。

师:还能提出其他问题吗?

生12:我的问题是,什么时候反比例函数的值大于正比例函数的值?我们可以作辅助线,在第一象限内,反比例函数在正比例函数的上方时,0<x<1;在第三象限内,反比例函数在正比例函数的上方时,x<-1。所以0<x<1或x<-1。

师:还有其他想法吗?

生12:我们可以再添加一条直线,这样我们可以得到更多信息,也可以提出更多问题。

图4

生13:可以求出点C、D的坐标。把和联立,得x=2或-2。所以点C、D的坐标分别为(2,1)和(-2,-1)。

生14:可以求出经过A、C两点的一次函数的表达式。设一次函数表达式为y=kx+b,将A(1,2)、C(2,1)代入,得y=-x+3。还可以求出其图像与x轴和y轴的交点。分别令x=0和y=0,可以得到点I的坐标为(3,0),点K的坐标为(0,3)。

生15:还可以求出△OAC的面积,S△OAC=

师:还有其他方法吗?

生16:可以过点A作直线l1与x轴平行,与y轴相交于点G,过点C做直线l2与y轴平行,与x轴相交与点F,l1与l2交于点H。S△OAC=S正方形OFHGS△OAG-S△OCF-S△HAC。

生17:还可以用S△OAC=S△OCK-S△OAK这个思路去算;也可以过点C作平行于x轴的辅助线,把△OAC分成两块面积去算;还可以过A点作平行于y轴的辅助线,把△OAC分成两块面积去算。

本节课中,虽然整体来看有若干幅图,但是从数学的本质上看其实就一幅图。我们在一幅图上不断地添加一些条件,去重新认识反比例函数的性质,使得整个教学设计简洁明了,但是每幅图上所包含的信息和结论都是值得学生不断地动脑发掘、思考的。

二、简练的提问

课堂提问是组织教学的中心环节。有效的课堂提问不仅能启发和推动学生思维,提高课堂教学效率,而且对加强师生情感交流、开启学生心灵、增长学生的智力、培养学生思维品质具有十分重要的作用。数学课堂提问应该具有鼓励性、启发性、本质性,这也是“不凡”的数学课堂所追求的。

教学片段:

【问】根据篮球比赛规则,赢一场得2分,输一场得1分。在中学生篮球联赛中,某球队赛了12场,共得20分,该球队赢了几场?输了几场?

这道题笔者给了学生两分钟的思考时间。

师:大家准备怎么解决这个问题?

生1:首先要审题,找出已知量和未知量。这里的已知量是赢一场得2分,输一场得1分,总共赛了12场,共得20分。未知量是该球队赢了几场,输了几场。

师:很好,接下来怎么办?

生1:找等量关系,关键句是“总共赛了12场,共得20分”,可以设赢了x场,输了y场,根据等量关系,列出方程组

师:他刚才的回答非常棒,思路很清晰,用了我们最近学习的二元一次方程组的知识解决了这个问题,还有没有其他的方法?

生2:可以用我们学习过的一元一次方程来解决这个问题。设该球队赢了x场,则输了(12-x)场,可得一元一次方程2x+(12-x)=20。

师:你能把它解出来吗?给你一分钟的时间。

生2:解得x=8。

师:如果我们把列的方程组和一元一次方程放在一起,它们有什么区别和联系?

生3:它们都可以来解决实际问题。用二元一次方程组表示数量关系更简单。一个含有2个未知数,一个含有1个未知数,含有2个未知数的我不会解,但是含有1个未知数的我会解。

师:也就是说,只有一个未知数,你就能把方程解出来了。观察两个方程的结构特点,你能不能把二元一次方程组转化为一元一次方程?

生3:二元一次方程组中2x+y=20和一元一次方程2x+(12-x)=20很相似,唯一不同的是,一个是y,另一个是(12-x)。哦!我明白了,方程组的y可以用(12-x)替换,因为方程组中还有一个方程x+y=12,可以做适当的变形,得到y=12-x。这样再代入2x+y=20中,就可以解了。

师:你的想法很好,你刚才的思路中包含着我们解方程组的重要思想——消元思想。我们一起来按照这个思路解一解这个方程组。

在这里,笔者用了6个提问和学生互动。学生开始不会解二元一次方程组,但经过与一元一次方程的对比,掌握了代入消元法的精髓,做到了从不会到会,从“无序”到“有序”。这6个提问中,有些是鼓励性的提问,有些是启发性的提问,有些是本质性的提问,这些提问都是简练的提问。在学生思考遇到困难时,教师给予适当的提示,能不断引发学生思考,帮助学生解决问题,训练学生的思维。

三、简洁的题目

简而不凡的数学课堂上,题目不应该是复杂的,而应具有代表性和更深刻的思维性。它要能够引发学生思考和交流,让学生积累数学的基本活动经验,体会数学基本思想,发展学生的数学学科素养。

教学片段:

【问】如图5,已知△ABC,求证∠A+∠B+∠C=180°。

图5

师:大家怎么证明?(教室里很安静。)

师:能不能从左边的式子考虑,实现角的相加?

生1:可以作平行线对角进行迁移,我在七年级下学期的时候就学过。

师:从等式右边的180°,你能想到什么?

生2:两直线平行,同旁内角互补,平角为180°。

师:还有吗?

生3:周角的一半,两个直角相加。

师:结合左边式子和右边的结果,你能再想一想怎么证明吗?哪位同学来说一说自己的想法。

生4:先过点A作辅助线与BC平行,然后用平行线的性质就能实现角的移动,再根据平角的定义,就能得到∠B+∠BAC+∠C=180°。

师:好,还有其他做法吗?

生:……

总之,笔者认为,简而不凡的数学课堂,起点、立意要高,教学内容要放至整个数学系统中定位,放至初中数学内容中看作用,放至相关内容中看联系和区别。数学的教学活动是师生积极参与、交往互动、共同发展的过程。对于不同的数学课型,教师作为学习的组织者、参与者,要理解学生,以低视角、低姿态的方式教学,多鼓励,多提问,给学生充分的思考时间,帮助学生理解数学研究的基本思路。同时,教师还应转换教学观念,把学生作为课堂的主人,主动构建简约、和谐的数学课堂,引导学生在探索中发现问题,提出问题,分析问题,解决问题,以此培养学生的自主学习能力,让学生不仅会学习,而且热爱学习。

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