《函數(shù)單調(diào)性》的教學(xué)案例剖析
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1、 《函數(shù)單調(diào)性》教學(xué)案例 1. 【案例背景】 “函數(shù)的單調(diào)性 ”是新課標(biāo)人教版《數(shù)學(xué) 1》第一章第三節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。 “課標(biāo) ” 規(guī)定兩個(gè)課時(shí),所選案例為第一課時(shí)。 函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)的一條基本性質(zhì),從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看,函數(shù)的單調(diào)性既是函數(shù)概念的延續(xù)和拓展,又是后續(xù)研究基本初等函數(shù)、三角函數(shù)等內(nèi)容的基礎(chǔ)。在這之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)函數(shù)的定義,函數(shù)的表示,學(xué)習(xí)過(guò)一次函數(shù),二次函數(shù),反比 例函數(shù)等,函數(shù)單調(diào)性是學(xué)生研究函數(shù)整體性質(zhì)的開(kāi)始, 之后還有奇偶性周期性等,所以本節(jié)內(nèi)容承前啟后,不僅要用到以前學(xué)過(guò)的函數(shù)知識(shí),還要由這些知識(shí)出發(fā)獲 得函數(shù)自身的更深人的認(rèn)識(shí)
2、,并由這些認(rèn)識(shí)解決有關(guān)的函數(shù)問(wèn)題,這一節(jié)學(xué)好了,學(xué)生獲得的知識(shí)就會(huì)對(duì)后面幾節(jié)的知識(shí)產(chǎn)生正遷移作用。 2. 【教學(xué)內(nèi)容分析】 首先,從單調(diào)性知識(shí)本身來(lái)講 .學(xué)生對(duì)于函數(shù)單調(diào)性的學(xué)習(xí)共分為三個(gè)階段, 第一階段是在初中學(xué)習(xí)了一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)圖象的基礎(chǔ)上對(duì)增減性有 一個(gè)初步的感性認(rèn)識(shí);第二階段是在高一進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)單調(diào)性的嚴(yán)格定義,從數(shù)和形兩個(gè)方面理解單調(diào)性的概念;第三階段則是在高三利用導(dǎo)數(shù)為工具研究函數(shù)的 單調(diào)性 .高一單調(diào)性的學(xué)習(xí),既是初中學(xué)習(xí)的延續(xù)和深化, 又為高三的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).其次,從函數(shù)角度來(lái)講 . 函數(shù)的單調(diào)性是學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)概念后學(xué)習(xí)的第一個(gè)函數(shù)
3、性質(zhì),也是第一個(gè)用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)的概念 .函數(shù)的單調(diào)性與函數(shù)的奇偶性、周期性一樣,都是研究自變量變化時(shí),函數(shù)值的變化規(guī)律;學(xué)生對(duì)于這些概念的認(rèn)識(shí),都經(jīng)歷了直觀感受、文字描述和嚴(yán)格定義三個(gè)階段,即都從圖象觀察,以函數(shù)解析式為依據(jù),經(jīng)歷用符號(hào)語(yǔ)言刻畫(huà)圖形語(yǔ)言,用定量分析解釋定性結(jié)果的過(guò)程因此,函數(shù)單調(diào)性的學(xué)習(xí)為進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)的其它性質(zhì)提供了方法依據(jù) . . 最后,從學(xué)科角度來(lái)講 .函數(shù)的單調(diào)性是學(xué)習(xí)不等式、極限、 導(dǎo)數(shù)等其它數(shù)學(xué)知識(shí)的重要基礎(chǔ),是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的常用工具,也是培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和滲透數(shù)
4、形結(jié)合思想的重要素材 . 3. 【學(xué)情分析】 高一的學(xué)生正處于經(jīng)驗(yàn)邏輯思維發(fā)展階段,具備了一定的邏輯思維但要想 使學(xué)生“以一系列的行動(dòng)隊(duì)一系列的條件作出反應(yīng)”卻需要很大的努力的。函數(shù)單 調(diào)性的本質(zhì)是利用定量的方法來(lái)研究函數(shù)圖象的性質(zhì),如何將圖形特征用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù) 學(xué)語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)是本節(jié)課的難點(diǎn)之一.另一難點(diǎn)是學(xué)生在高中階段第一次接觸代數(shù)證 明,如何進(jìn)行嚴(yán)格的推理論證并完成規(guī)范的書(shū)面表達(dá). 因此首先要重視學(xué)生的親身體驗(yàn):將新知識(shí)與學(xué)生的已有知識(shí)建立了聯(lián) 系.如:學(xué)生對(duì)一次函數(shù)、二次函數(shù)和反比例函數(shù)的認(rèn)識(shí)。運(yùn)用新知識(shí)嘗試解決新 問(wèn)題
5、.其次重視學(xué)生發(fā)現(xiàn)的過(guò)程.充分展現(xiàn)學(xué)生將函數(shù)圖象(形)的特征轉(zhuǎn)化為函 數(shù)值(數(shù))的特征的思維過(guò)程。充分展現(xiàn)在正、反兩個(gè)方面探討活動(dòng)中,學(xué)生認(rèn)知 結(jié)構(gòu)升華、發(fā)現(xiàn)的過(guò)程. 最后重視學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程.通過(guò)對(duì)定義的解讀、鞏 固,讓學(xué)生動(dòng)手去實(shí)踐運(yùn)用定義. 4. 【教學(xué)過(guò)程】 一、創(chuàng)設(shè)情境,引入課題 課前布置任務(wù): (1) 由于某種原因, 2008 年北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式時(shí)間由原定的 7 月 25 日推遲到 8 月 8 日,請(qǐng)查閱資料說(shuō)明做出這個(gè)決定的主要原因 . (2) 通過(guò)查閱歷史
6、資料研究北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式當(dāng)天氣溫變化情況 . 課上通過(guò)交流,可以了解到開(kāi)幕式推遲主要是天氣的原因,北京的天氣到 8 月 中旬,平均氣溫、平均降雨量和平均降雨天數(shù)等均開(kāi)始下降,比較適宜大型國(guó)際體 育賽事 . 下圖是北京市今年 8 月 8 日一天 24 小時(shí)內(nèi)氣溫隨時(shí)間變化的曲線圖 . 引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖,捕捉信息,啟發(fā)學(xué)生思考. 問(wèn)題 1:請(qǐng)同學(xué)們觀察圖,指出該天的氣溫在如何變化?(學(xué)生獨(dú)立思考)【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)生活實(shí)例,讓學(xué)生對(duì)圖象的上升和下降有一個(gè)初步的感性認(rèn) 識(shí),讓
7、學(xué)生感受到函數(shù)的單調(diào)性和我們的生活密切相關(guān),進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的興趣,引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的好奇心。 生 1(主動(dòng)回答): 0~4 時(shí),溫度下降, 4~14 時(shí)溫度上升, 14~ 24 時(shí)溫度 下降。 問(wèn)題 2:還能舉出生活中其他的數(shù)據(jù)變化情況嗎?預(yù)案:水位高低、燃油價(jià)格、股票價(jià)格等. 歸納:用函數(shù)觀點(diǎn)看,其實(shí)就是隨著自變量的變化,函數(shù)值是變大還是變?。? 〖設(shè)計(jì)意圖〗 由生活情境引入新課,激發(fā)興趣. 二.借助圖象,直觀感知 問(wèn)題 3:觀畫(huà)出 y=x 和 y x2 的函數(shù)圖象,回答下面兩個(gè)問(wèn)題: ⑴分別指出上面兩個(gè)函數(shù)的圖象在哪個(gè)區(qū)間是上升
8、的,在哪個(gè)區(qū)間是下降的? 【設(shè)計(jì)意圖】順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 (小組合作探求) 生 1:一次函數(shù) y=x 其定義域上是上升的,二次函數(shù) y x2 是先下降后上 升。 師:這樣回答準(zhǔn)確嗎? 生 2:一次函數(shù) y=x 在區(qū)間(-∞,+∞) 上是 “上升 ”的;二次函數(shù) y=x2 在區(qū)間( -∞, 0)上是 “下降 ”的,( 0,-∞)上是 “上升”的。 ⑵同學(xué)們能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言把這兩個(gè)函數(shù)圖象 “上升 ”或 “下降 ”的特征描述出來(lái)嗎? 【設(shè)計(jì)意圖】 有感性上升到理性。(給學(xué)生適當(dāng)?shù)乃伎紩r(shí)間) 這時(shí)學(xué)生們思維較為混亂,無(wú)從下手。教師及時(shí)通過(guò) "
9、幾何畫(huà)板 "展示 y=x 圖象 上 A 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,讓學(xué)生觀察 x, y 值的變化。 師(及時(shí)提問(wèn)):同學(xué)們能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言把 y=x 圖象 "上升 "的特征描述出來(lái)嗎? 生 3:該函數(shù)隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。師(面向全體學(xué)生):大家同意生 4 的回答嗎? 生 4:老師,我有補(bǔ)充,應(yīng)該說(shuō):該函數(shù)在區(qū)間( -∞,+∞)上隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。 師:生 5 補(bǔ)充的很好,明確提出了函數(shù)變量在對(duì)應(yīng)區(qū)間上的變化情況,那么函 數(shù) y x2 呢? 生 5:函數(shù) y x2 在區(qū)間( -∞,0)上隨著 x 的值增
10、大, y 的值相應(yīng)的減??;在 區(qū)間( 0, +∞)上是隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。 師:在數(shù)學(xué)上,我們把 y 隨著 x 的增大而增大,稱為增函數(shù);把 y 隨著 x 的增 大而減小,稱為減函數(shù)。 三.探究規(guī)律,理性認(rèn)識(shí) 問(wèn)題 4:如何從解析式的角度說(shuō)明 f ( x) x 2 在 [ 0, ) 為增函數(shù)? 生 6:因?yàn)?1<2, f (1) f (2) ,所以 f ( x) x 2 在 [ 0, ) 為增函數(shù).
11、 生 7 :因?yàn)? 1 2 3 4 5 f (1) f (2) f (3) f (4) f (5) 所以 f ( x) 2 在 , x [ 0, ) 為增函數(shù). 生 8:不對(duì),以上只在兩個(gè)或有限個(gè)特殊值之間進(jìn)行比較,不能代替所有值。師:很好,所有的都拿出來(lái)比較,能做到嗎?一一列舉行嗎?(意圖:通過(guò)這 一問(wèn)題,讓學(xué)生聯(lián)想到用字母符號(hào)來(lái)表示任意的數(shù)值) 生:拿兩個(gè)就行了。 師:原來(lái)不都是每次拿兩個(gè)來(lái)進(jìn)行比較的嗎?為什么不行? 生(終于明白):任意兩個(gè)。 師:找任意兩個(gè)?怎樣能做到這
12、一點(diǎn)。 生:用字母表示數(shù)字。 師:更清晰一點(diǎn)說(shuō)呢? 生:用 x1 , x2 表示兩個(gè)變量,用 f ( x1 ), f ( x2 ) 表示對(duì)應(yīng)的函數(shù)值。 師:好,請(qǐng)大家回想一下上述過(guò)程,試用 x1, x2 、 f ( x1 ), f (x2 ) 來(lái)刻畫(huà)增函數(shù)的 定義。 學(xué)生嘗試用符號(hào)表達(dá)單調(diào)增函數(shù)的定義,師生共同修正: 任取 x1, x2 [ 0, ), 且 x1 x2 ,因?yàn)? x1 2 x2
13、 2 ( x1 x2 )( x1 x2 ) 0 ,即 x1 2 x2 2 , 所以 f (x) x2 在 [ 0, ) 為增函數(shù). 對(duì)于學(xué)生錯(cuò)誤的回答, 引導(dǎo)學(xué)生分別用圖形語(yǔ)言和文字語(yǔ)言進(jìn)行辨析 ,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的根源在于自變量不可能被窮舉,從而引導(dǎo)學(xué)生在給定的區(qū)間內(nèi)任意取兩個(gè)自變量 x1 , x2 . 〖設(shè)計(jì)意圖〗 把對(duì)單調(diào)性的認(rèn)識(shí)由感性上升到理性認(rèn)識(shí)的高度 , 完成對(duì)概念的 第二次認(rèn)識(shí).事實(shí)上也給出了證明單調(diào)性的方法,為證明單調(diào)性做好鋪墊 .
14、
四.抽象思維,形成概念
問(wèn)題 5:你能用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言表述出增函數(shù)的定義嗎 ?
師生共同探究,得出增函數(shù)嚴(yán)格的定義,然后學(xué)生類比得出減函數(shù)的定義.
板書(shū)定義:
函數(shù)的單調(diào)性:設(shè)函數(shù) f(x) 的定義域?yàn)?I.
如果對(duì)于屬于定義域 I 內(nèi)某個(gè)區(qū)間上的任意兩個(gè)自變量的值 x1,x2, 當(dāng) x1
15、f(x) 在這一區(qū)間上 具有嚴(yán)格的單調(diào)性,這一區(qū)間叫做函數(shù) y=f(x) 的單調(diào)區(qū)間。 師:你能否舉出一個(gè)具體函數(shù)的例子,使它在區(qū)間 ( , ) 上對(duì)任意 x1 x2 ,總有 f (x1) f (x2 ) 生: f ( x) x 師:你能否舉出一些具體的例子,使它在區(qū)間 (0 ) 上,對(duì)任意的 x1 x2 ,總有 f (x1) f ( x2 ) 生: f ( x) 1 , f (
16、x) x2 x 【設(shè)計(jì)意圖】 打通抽象與具體之間的聯(lián)系。單調(diào)性是對(duì)定義域內(nèi)某個(gè)區(qū)間而言 的,離開(kāi)了定義域和相應(yīng)區(qū)間就談不上單調(diào)性;對(duì)于某個(gè)具體函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,可 以是整個(gè)定義域 (如一次函數(shù) ),可以是定義域內(nèi)某個(gè)區(qū)間 (如二次函數(shù) ),也可以根本不單調(diào) (如常函數(shù) ),因此單調(diào)性是函數(shù)的局部性質(zhì)。 問(wèn)題 6:依據(jù)上述定義,試判斷函數(shù) f ( x) x 在( 0,+∞)上是增函數(shù)還是 x 1 減函數(shù),并給予證明。(小組合作交流) 【設(shè)計(jì)意圖】 讓學(xué)生體會(huì)符號(hào)化,形式化的必要性。 生 9:老師,該函數(shù)的圖象是什
17、么? 師:這位同學(xué)問(wèn)得非常好,那么在不知圖象的前提下,我們能得知該函數(shù)是增還是減嗎?(讓學(xué)生大膽的去猜想) 生 10:可以用定義法證明函數(shù) f ( x) x 在( 0,+∞)上是增函數(shù)。 x 1 師:那么具體怎么證明呢?帶著這個(gè)問(wèn)題讓我們先來(lái)看例 1. 例 1. 證明函數(shù) f ( x) 1 在 (0, ) 上是增函數(shù). x 1.分析解決問(wèn)題 針對(duì)學(xué)生可能出現(xiàn)的問(wèn)題,組織學(xué)生討論、交流. 證明:任取 x1, x2 (0, ), 且x1 x2 , f ( x1 ) f ( x2 ) 1 1 x1
18、 x2 x2 x1 x1x2 x1 x2 , ∴ x1 x2 0, x1 x2 0 ∴ f ( x1 ) f ( x2 ) 0, 即 f (x1 ) f ( x2 ), ∴函數(shù) f ( x) x 2 在 ( 2, ) 上是增函數(shù). x 2.歸納解題步驟 設(shè)元 求差 變形 斷號(hào) 定論 引導(dǎo)學(xué)生歸納證明函數(shù)單調(diào)性的步
19、驟:設(shè)元、作差、變形、斷號(hào)、定論. 問(wèn)題 7:能用定義法證明 f (x) 1 在 ( ,0) 上是增函數(shù)么? x 問(wèn)題 8:能證明 f ( x) 1 在 ( ,0) (0, ) 上是增函數(shù)么? x 〖設(shè)計(jì)意圖 〗函數(shù)在定義域內(nèi)的兩個(gè)區(qū)間 A, B 上都是增(或減)函數(shù),一般不能認(rèn)為函數(shù)在 A B 上是增(或減)函數(shù). 五、鞏固概念,適當(dāng)延展 練習(xí) 1:試判斷函數(shù) f ( x) x
20、 在( 0,+∞)上是 x 1 增函數(shù)還是減函數(shù),并給予證明。 (最后教師用 “幾何畫(huà)板 ”作出 f (x) x 的圖象) x 1 練習(xí) 2:證明函數(shù) f ( x) x 在 [ 0, ) 上是增函數(shù). 問(wèn)題 8:要證明函數(shù) f (x) 在區(qū)間 (a, b) 上是增函數(shù), 除 了 按 以 上 步 驟 來(lái) 證 , 如 果 可 以 證 得 對(duì) 任 意 的 x1 , x2 (a, b) , x1 x2 ,都有 f (x2 ) f (x1 ) 0 可以嗎 ?
21、 x2 x1 引導(dǎo)學(xué)生分析這種敘述與定義的等價(jià)性. 讓學(xué)生嘗試用這種等價(jià)形式證明函數(shù) f (x) x 在 [ 0, ) 上是增函數(shù). 〖設(shè)計(jì)意圖 〗初步掌握根據(jù)定義證明函數(shù)單調(diào)性的方法和步驟.等價(jià)形式進(jìn)一 步發(fā)展可以得到導(dǎo)數(shù)法,為用導(dǎo)數(shù)方法研究函數(shù)單調(diào)性埋下伏筆. (2) 鞏固概念 練習(xí) 3:判斷題: 1) 已知 f (x) 1 ,因?yàn)?f ( 1) f ( 2), 所以函數(shù) f ( x)是增函數(shù) . x 2)函數(shù) f ( x) 2 , 對(duì)任意 x>0滿足 f ( x)
22、f (0), 則函數(shù) f (x) 在 , 上為增函數(shù) . x [0 ) ) 因?yàn)楹瘮?shù) f ( x) 1 ,0)和 (0, ) 上都是減函數(shù),所以 1 在 3 在區(qū)間 ( f ( x) x x ( ,0) (0, ) 上是減函數(shù) . 〖設(shè)計(jì)意圖 〗讓學(xué)生由特殊到一般,從具體到抽象歸納出單調(diào)性的定義,通過(guò)對(duì)判斷題的辨析,加深學(xué)生對(duì)定義的理解,完成對(duì)概念的 第三次認(rèn)識(shí) . 六、歸納小結(jié),提高認(rèn)識(shí) 學(xué)生交流在本節(jié)課學(xué)習(xí)中的體
23、會(huì)、收獲,交流學(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)和感受,師生 合作共同完成小結(jié). 1.小結(jié) (1) 概念探究過(guò)程:直觀到抽象、特殊到一般、感性到理性. (2) 證明方法和步驟:設(shè)元、作差、變形、斷號(hào)、定論. (3) 數(shù)學(xué)思想方法和思維方法:數(shù)形結(jié)合,等價(jià)轉(zhuǎn)化,類比等. 2. 課后探究: 研究函數(shù) y x 1 (x 0) 的單調(diào)性,并結(jié)合描點(diǎn)法畫(huà)出函數(shù)的草圖. x 5. 【課堂教學(xué)實(shí)錄】 教學(xué) 教學(xué)活動(dòng) 問(wèn)題呈現(xiàn) 環(huán)節(jié) 一、創(chuàng)設(shè)情 境,引入課 題 課前布置任務(wù):
24、 (1) 由于某種原因, 2008 年北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式時(shí)間由原定的 7 月 25 日推遲到 8 月 8 日,請(qǐng)查閱資料說(shuō)明做出這個(gè)決定的主要原因 . (2) 通過(guò)查閱歷史資料研究北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式當(dāng)天氣溫變化情況 . 課上通過(guò)交流,可以了解到開(kāi)幕式推遲主要是天氣 的原因,北京的天氣到 8 月中旬,平均氣溫、平均降雨 量和平均降雨天數(shù)等均開(kāi)始下降, 比較適宜大型國(guó)際體 育賽事 . 下圖是北京市今年 8 月 8 日一天 24 小時(shí)內(nèi)氣溫隨 時(shí)間變化的曲線圖 .
25、 引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖,捕捉信息,啟發(fā)學(xué)生思考. 生 1(主動(dòng)回答): 0~4 時(shí),溫度下降, 4~ 14 時(shí)溫度上升, 14~ 24 時(shí)溫度下降。 歸納:用函數(shù)觀點(diǎn)看,其實(shí)就是隨著自變量的變化, 函數(shù)值是變大還是變?。? 問(wèn)題 1:請(qǐng)同學(xué)們觀察圖,指出該天的氣溫在如何變化?(學(xué)生獨(dú)立思考)
26、 問(wèn)題 2:還能舉出生活 中其他的數(shù)據(jù)變化情況 嗎? 預(yù)案:水位高低、 燃油價(jià)格、股票價(jià)格等. 問(wèn)題 3:觀畫(huà)出 y=x 和 生 1:一次函數(shù) y=x 其定義域上是上升的, 二次函 y x2 的函數(shù)圖象,回 數(shù) y x2 是先下降后上升。 師:這樣回答準(zhǔn)確嗎? 生 2:一次函數(shù) y=x 在區(qū)間( -∞,+∞)上是“上升 ” 的;二次函數(shù) y=x2 在區(qū)間(-∞,0)上是 “下降 ”的,( 0,-∞)上是 “上升 ”的。 這時(shí)學(xué)生們思維較為混亂, 無(wú)從下手。教師及時(shí)通 過(guò) "幾何畫(huà)板 "
27、展示 y=x 圖象上任意 A 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,讓學(xué)生觀察 x, y 值的變化。 師(及時(shí)提問(wèn)):同學(xué)們能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言把 y=x 圖象"上升 "的特征描述出來(lái)嗎? 生 3:該函數(shù)隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。師(面向全體學(xué)生):大家同意生 4 的回答嗎? 生 4:老師,我有補(bǔ)充,應(yīng)該說(shuō):該函數(shù)在區(qū)間(-∞,+∞)上隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。 師:生 5 補(bǔ)充的很好,明確提出了函數(shù)變量在對(duì) 答下面兩個(gè)問(wèn)題: ⑴ 分別指出上面兩個(gè)函數(shù)的圖象在哪個(gè)區(qū)間是上升的,在哪個(gè)區(qū)間是下降的? ⑵ 同學(xué)們能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言 把這兩個(gè)函數(shù)圖象“上升
28、”或“下降 ”的特征描述出來(lái)嗎? 二 借 助 圖象,直觀感知 應(yīng)區(qū)間上的變化情況,那么函數(shù) y x2 呢? 生 5:函數(shù) y x2 在區(qū)間( -∞, 0)上隨著 x 的值 增大, y 的值相應(yīng)的減??;在區(qū)間( 0, +∞)上是隨著 x 的值增大, y 的值相應(yīng)的增大。 師:在數(shù)學(xué)上,我們把 y 隨著 x 的增大而增大, 稱為增函數(shù);把 y 隨著 x 的增大而減小,稱為減函數(shù)。 生 6 :因?yàn)? 1<2, f (1) f (2) ,所 以 f ( x)
29、 x 2 在 [ 0, ) 為增函數(shù). 生 7:因?yàn)? 1 2 3 4 5 , f (1) f (2) f (3) f (4) f (5) 所 以 f (x) x 2 在 [0, ) 為增函數(shù). 問(wèn)題 4:如何從解 生 8:不對(duì),以上只在兩個(gè)或有限個(gè)特殊值之間進(jìn) 析 式 的 角 度 說(shuō) 明 行比較,不能代替所有值。 f ( x) x 2 在 [0, ) 為 師:很好,所有的都拿出來(lái)比較,能做到嗎?一一 增函數(shù)?
30、 三.探究規(guī) 律,理性認(rèn) 識(shí) 列舉行嗎?(意圖:通過(guò)這一問(wèn)題,讓學(xué)生聯(lián)想到用字母符號(hào)來(lái)表示任意的數(shù)值) 生:拿兩個(gè)就行了。 師:原來(lái)不都是每次拿兩個(gè)來(lái)進(jìn)行比較的嗎?為什么不行? 生(終于明白):任意兩個(gè)。 師:找任意兩個(gè)?怎樣能做到這一點(diǎn)。 生:用字母表示數(shù)字。 師:更清晰
31、一點(diǎn)說(shuō)呢? 生:用 x1, x2 表示兩個(gè)變量, 用 f ( x1 ), f ( x2 ) 表示對(duì)應(yīng) 的函數(shù)值。 師:好,請(qǐng)大家回想一下上述過(guò)程,試用 x1 , x2 、 f ( x1 ), f ( x2 ) 來(lái)刻畫(huà)增函數(shù)的定義。 學(xué)生嘗試用符號(hào)表達(dá)單調(diào)增函數(shù)的定義 師生共同修正: 任 取 x1 , x2 [ 0, ), 且 x1 x2 , 因 為 x12 x2 2 ( x1 x2 )( x1 x2 ) 0 , 即 x1 2 x2 2 , 所 以 f ( x) x 2 在 [0, )
32、為增函數(shù). 對(duì)于學(xué)生錯(cuò)誤的回答,引導(dǎo)學(xué)生分別用圖形語(yǔ)言和 文字語(yǔ)言進(jìn)行辨析 ,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的根源在于自變 量不可能被窮舉,從而引導(dǎo)學(xué)生在給定的區(qū)間內(nèi)任意取 兩個(gè)自變量 x1 , x2 . 師生共同探究,得出增函數(shù)嚴(yán)格的定義, 然后學(xué)生類比 得出減函數(shù)的定義. 板書(shū)定義: y y f ( x1 ) f ( x ) f ( x2 ) f ( x1 ) 2 O x1 xx2 x x O 1 2 x (一)、函數(shù)的單調(diào)性概
33、
念
設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?A,
區(qū)間 I , 如果對(duì)于任意的
x1 、 x2∈I ,當(dāng) x1 34、遞減的) ,則稱
f(x) 是嚴(yán)格單調(diào)函數(shù)。
函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上遞增或遞減的性質(zhì)統(tǒng)稱為函數(shù)的單調(diào)
性。
師:你能否舉出一個(gè)具體函數(shù)的例子,使它在區(qū)間
( , ) 上對(duì)任意 x1 x2 ,總有 f (x1 ) f (x2 )
生: f (x) x
師:你能否舉出一些具體的例子,使它在區(qū)間 (0 )
上,對(duì)任意的
x1 x2 ,總有 f ( x1 ) f ( x2 )
生: f (x)
1
, f (x)x2
x
35、
問(wèn)題 5:你能用準(zhǔn)確的
數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言表述出增
函數(shù)的定義嗎 ?
生 9:老師,該函數(shù)的圖象是什么?
師:這位同學(xué)問(wèn)得非常好,那么在不知圖象的前提下,我們能得知該函數(shù)是增還是減嗎? (讓學(xué)生大膽的去猜想)
生 10 :可以用定義法證明函數(shù) f (x) x 在( 0,+∞)
x 1
上是增函數(shù)。
師:那么具體怎么證明呢?帶著這個(gè)問(wèn)題讓我們先來(lái)看
例 1.
例 1.
證明函數(shù) f ( x)
1
在 (0,
)上是增函數(shù).
x
1.分析解決 36、問(wèn)題
針對(duì)學(xué)生可能出現(xiàn)的問(wèn)題,組織學(xué)生討論、交流.
四.抽象思
維,形成概
念
證明:任取 x1 , x2 (0, ), 且x1 x2 , 設(shè)元
f ( x1 )
f ( x2 )
1
1
求差
x1
x2
x2
x1
變形
x1x2
x1
x2 ,
∴ x1 x2
0, x1 x2 0
∴ f ( x1 ) 37、f (x2 )
0, 即 f (x1 )
f ( x2 ),
斷號(hào)
∴函數(shù) f ( x)
x
2 在 (
2,
) 上是增函數(shù) . 定論
x
2.歸納解題步驟
引導(dǎo)學(xué)生歸納證明函數(shù)單調(diào)性的步驟: 設(shè)元、作差、變形、斷號(hào)、定論.
結(jié)論:函數(shù)在定義域內(nèi)的兩個(gè)區(qū)間 A, B 上都是增(或減)
函數(shù),一般不能認(rèn)為函數(shù)在 A B 上是增(或減)函數(shù).
問(wèn)題 6:依據(jù)上述定義,
試判斷函數(shù) f (x)
x
x 38、1
在( 0, +∞)上是增函
x
數(shù)還是減函數(shù),并給予
在( 0,+∞)上是增函
證明。(小組合作交流)
練習(xí) 1:試判斷函數(shù) f (x)
x 1
數(shù)還是減函數(shù),并給予證明。(最后教師用 “幾何畫(huà)板 ”
作出 f ( x) x 的圖象)
x 1
練習(xí) 2:證明函數(shù) f ( x) x 在 [0, ) 上是增函數(shù).
引導(dǎo)學(xué)生分析這種敘述與定義的等價(jià)性. 讓學(xué)生嘗
試用這種等價(jià)形式證明函數(shù)
f ( x)
39、
x 在 [ 0,
) 上是增
函數(shù).
練習(xí) 3:判斷題:
1) 已知函數(shù) f (x)
1 ,因?yàn)?f (
1)
f (2) ,所以函數(shù)
f(x) 是增函數(shù)
x
2) 已知函數(shù) f ( x)
x2 ,對(duì)任意 x
0
,都有 f (x) f (0) ,
因此 f(x) 是 (0,
) 上增函數(shù)。
3) 已知 f (x)
1 在 40、(
,0) 和 (0,
) 上都是減函數(shù),則
x
在 ( ,0)
(0,
) 上也是減函數(shù)。
小結(jié) :
1、函數(shù)單調(diào)性的概念,增(減)函數(shù)的概念,注意關(guān)
鍵詞
2.判斷函數(shù)單調(diào)性的方法:
( 1)圖像法(從“形”的角度)
(2)定義法(從“數(shù)”的角度)
問(wèn)題 7:能用定義法證
3、函數(shù)單調(diào)性的證明步驟:
明 f (x)
1 在 (
,0) 上
x
取值——作差——變形 41、——判斷符號(hào)——下結(jié)論。
是增函數(shù)么?
1
4、數(shù)學(xué)思想方法:數(shù)形結(jié)合思想。
問(wèn)題 8:能證明
f ( x)
x
在 ( ,0)
(0,
) 上是
課后探究:
研究函數(shù) y x
1 ( x 0) 的單調(diào)性,并結(jié)合描點(diǎn)法
增函數(shù)么?
x
畫(huà)出函數(shù)的草圖.
問(wèn)題 9:要證明函
數(shù) f (x) 在區(qū)間 ( a, b) 上
是增函數(shù),除了按以上
42、
步驟來(lái)證,如果可以證
得 對(duì) 任 意 的
x1 , x2 ( a,b) , x1
x2 ,
都 有 f (x2 )
f (x1 )
0
x2
x1
可以嗎 ?
五、鞏固概
念,適當(dāng)延
展
六、歸納小
結(jié),提高認(rèn)
43、
識(shí)
6. 【教學(xué)路線圖】
根據(jù)課堂活動(dòng)的情況,本課的教學(xué)路線圖如下:
創(chuàng)設(shè)情境,引入課題
借助圖像,直觀感之
探究規(guī)律,理性認(rèn)識(shí)
抽象思維,形成概念
鞏固概念,適當(dāng)延展
通過(guò)生活實(shí)例,初步引導(dǎo)學(xué)生觀察
函數(shù)圖像上升下降趨勢(shì)。
通過(guò)具體函數(shù),從感性認(rèn)識(shí)初步上
升到理性認(rèn)識(shí)。
44、
探究具體函數(shù)單調(diào)性的定義,能用
數(shù)學(xué)符號(hào)表示。
探究一般函數(shù)單調(diào)性的定義,能用
數(shù)學(xué)符號(hào)表示。
運(yùn)用定義,證明一般函數(shù)的單調(diào)性
對(duì)于本節(jié)課進(jìn)行總結(jié),強(qiáng)調(diào)突出注
歸納小結(jié),提高認(rèn)識(shí) 意點(diǎn)。
7. 【教學(xué)過(guò)程的整體分析】
本節(jié)課通過(guò)問(wèn)題激發(fā)學(xué)生求知欲,使學(xué)生主動(dòng)參與數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng),在教師的有
效指導(dǎo)下解決問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)說(shuō)在知識(shí)的學(xué)習(xí)、能力的培養(yǎng)二個(gè)方面收獲都比較大,基本上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。
在整個(gè)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中收獲了以下幾點(diǎn)心得:
1、概念教學(xué)就是對(duì)知識(shí)發(fā)生 45、過(guò)程的了解,數(shù)學(xué)概念是一系列常識(shí)不斷精細(xì)化的結(jié)果,之所以要進(jìn)一步形式化,完全是數(shù)學(xué)精確性、嚴(yán)密性的要求。本案例通過(guò)“直觀 ”到 “抽象 ”的跨越,使學(xué)生意識(shí)到自己能力上的缺陷, 從而引發(fā)認(rèn)知上的不平衡,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
2、概念形成困難的原因在于新舊知識(shí)結(jié)構(gòu)上的矛盾(如語(yǔ)言形式上的差異太
大,學(xué)生認(rèn)知水平、抽象水平與新內(nèi)容的要求落差大等),所以解決的策略應(yīng)是要
培植知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn),搭建恰當(dāng)?shù)哪_手架。為此,我循序漸進(jìn)、螺旋式地設(shè)計(jì)了問(wèn)題
組和運(yùn)用了信息技術(shù), 是學(xué)生從 “形 ”到“數(shù)”有了清新的認(rèn)識(shí)。 學(xué)生的知識(shí)得到不斷重
組和內(nèi)化,從而使學(xué)生形成了完整的知識(shí)體系和良 46、好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),也優(yōu)化了課堂的
教學(xué)結(jié)構(gòu)。
3、以學(xué)為本,因?qū)W論教,圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)需求設(shè)計(jì)和推進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,把學(xué)習(xí)的權(quán)利還給學(xué)生,把思考的時(shí)間留給學(xué)生,把發(fā)現(xiàn)的過(guò)程給學(xué)生,把概括總結(jié)的機(jī)會(huì)給學(xué)生,使學(xué)生說(shuō)出自己的思路、講述研究的過(guò)程、表達(dá)形成的
見(jiàn)解、闡述最終的成果。實(shí)際的教學(xué)效果是學(xué)生自主創(chuàng)新力有所提高參與積極性高,但“角色 ”轉(zhuǎn)換不太到位,不能放開(kāi)手腳自主擔(dān)當(dāng)。
4、在教學(xué)過(guò)程中,注重了小組合作這一有效地實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)、研討、交流、合作的學(xué)習(xí)形式,突出了個(gè)體和集體力量的和諧統(tǒng)一,在挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的潛能、促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展以及綜合素質(zhì)的提高上,有所效 47、果,使教學(xué)成為課程創(chuàng)生與開(kāi)發(fā)的過(guò)程,這是新課程理念所倡導(dǎo)的。
5、在教學(xué)中相信學(xué)生也是非常重要的,教師要敢于放手,學(xué)生才能有效地自主學(xué)習(xí),相信學(xué)生的能力,相信學(xué)生的工作,教師要做的就是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給予學(xué)生合適的指導(dǎo)和幫助,但在討論問(wèn)題時(shí),場(chǎng)面有些混亂,學(xué)生不能高效學(xué)習(xí),對(duì)課本依賴性強(qiáng),教師的引導(dǎo)不到位。
學(xué)生的潛能太大了,需要我們提供和搭建一個(gè)讓他們盡情發(fā)展的平臺(tái)。新課程改革就是要通過(guò)我們的努力工作,通過(guò)我們的不斷實(shí)施,為他們創(chuàng)造這樣的一個(gè)最有利于他們發(fā)展的機(jī)會(huì),給他們以時(shí)間和空間,幫助他們成才,幫助他們成功。
8. 【教學(xué)過(guò)程的局部分析】
1.情境問(wèn)題的處理:
48、本著 “以新課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,注重過(guò)程,探究合作”
的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)與教學(xué),因此創(chuàng)設(shè)情境的關(guān)鍵是有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題從而揭示數(shù)學(xué)本質(zhì),本節(jié)課創(chuàng)設(shè)的情境既體現(xiàn)了單調(diào)性的本質(zhì),又與學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系,基本上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。
2.例題教學(xué):
本課例題教學(xué)的兩個(gè)目的:一是讓學(xué)生進(jìn)一步了解單調(diào)性內(nèi)涵,二是讓學(xué)生感知單調(diào)性證明的要點(diǎn)與方法。本課講解的例題證明過(guò)程注重?cái)?shù)形結(jié)合,先讓學(xué)生觀察圖像,形成感性認(rèn)識(shí);再給出形式化證明,突出了證明單調(diào)性常用方法,從形和數(shù)兩方面加強(qiáng)對(duì)單調(diào)性理解,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)小組合作、交流學(xué)習(xí)的形式使學(xué)生體驗(yàn)了知識(shí) 49、形成的過(guò)程。但是仍以教師講授為主,學(xué)生自主探究能力仍然得不到提升。
3.數(shù)學(xué)語(yǔ)言的教學(xué):
本節(jié)課中教師所運(yùn)用的語(yǔ)言十分值得我們學(xué)習(xí),在學(xué)生回答問(wèn)題后教師的各種評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)的話都十分的友好和善。在提出問(wèn)題后,這位教師并沒(méi)有直接的進(jìn)行評(píng)價(jià),而是一步一步的分析或者請(qǐng)其他同學(xué)補(bǔ)充回答。教師在概念給出后對(duì)于細(xì)節(jié)的把握很是到位,對(duì)于可以斟酌的內(nèi)容,則使用了商量的語(yǔ)氣和話語(yǔ)。是學(xué)生不至于被教師的一句話帶入只聽(tīng)從權(quán)威的錯(cuò)誤情況, 給予學(xué)生充分的考慮和理解以及提出質(zhì)疑的空間,這些都是我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中要注意的地方。
《函數(shù)的單調(diào)性》教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明
一、教學(xué)內(nèi) 50、容的分析 函數(shù)的單調(diào)性是學(xué)生在了解函數(shù)概念后學(xué)習(xí)的函數(shù)的第一個(gè)性質(zhì), 是函數(shù)
學(xué)習(xí)中第一個(gè)用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言刻畫(huà)的概念,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)其它性質(zhì)提供了方法依據(jù). 對(duì)
于函數(shù)單調(diào)性,學(xué)生的認(rèn)知困難主要在兩個(gè)方面: ( 1)要求用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言去刻畫(huà)圖象
的上升與下降,這種由形到數(shù)的翻譯,從直觀到抽象的轉(zhuǎn)變對(duì)高一的學(xué)生是比較困難的; ( 2)
單調(diào)性的證明是學(xué)生在函數(shù)內(nèi)容中首次接觸到的代數(shù)論證內(nèi)容,而學(xué)生在代數(shù)方面的推理論證
能力是比較薄弱的.根據(jù)以上的分析和教學(xué)大綱的要求,確定了本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn).
二、教
學(xué)目標(biāo)的確定 根據(jù)本課教材的特點(diǎn)、 51、 教學(xué)大綱對(duì)本節(jié)課的教學(xué)要求以及學(xué)生的認(rèn)知水平,
從三
個(gè)不同的方面確定了教學(xué)目標(biāo),重視單調(diào)性概念的形成過(guò)程和對(duì)概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí);強(qiáng)調(diào)判斷、
證明函數(shù)單調(diào)性的方法的落實(shí)以及數(shù)形結(jié)合思想的滲透;突出語(yǔ)言表達(dá)能力、推理論證能力的
培養(yǎng)和良好思維習(xí)慣的養(yǎng)成.
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的選擇
本節(jié)課是函數(shù)單調(diào)性的起始課,
采用教師啟發(fā)講授,學(xué)生探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方法,通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)探究,師生交流,最終形
成概念,獲得方法.本節(jié)課使用了多媒體投影和計(jì)算機(jī)來(lái)輔助教學(xué),目的是充分發(fā)揮其快捷、
生動(dòng)、形象的特點(diǎn),為學(xué)生提供直觀感性的材料,有助于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解和認(rèn)識(shí).
四、教學(xué)
過(guò)程的設(shè)計(jì) 為達(dá)到本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo), 突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),教學(xué)上采取了以下的措施:
( 1)
在探索概念階段 , 讓學(xué)生經(jīng)歷從直觀到抽象、從特殊到一般、從感性到理性的認(rèn)知過(guò)程,完成
對(duì)單調(diào)性定義的三次認(rèn)識(shí) ,使得學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)不斷深入.
( 2)在應(yīng)用概念階段 ,
通過(guò)對(duì)證
明過(guò)程的分析,幫助學(xué)生掌握用定義證明函數(shù)單調(diào)性的方法和步驟.
( 3)考慮到我校學(xué)生數(shù)
學(xué)基礎(chǔ)較好、思維較為活躍的特點(diǎn),對(duì)判斷方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)难诱?,加深?duì)定義的理解,同時(shí)也為用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性埋下伏筆.
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