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《函数的单调性》教学设计 安徽省亳州市第一中学 史 嘉
一、教学内容解析 1.教材内容及地位
本节课是北师大版《数学》(必修1)第二章第3节函数单调性的第一课时,主要学习用符号语言(不等式)刻画函数的变化趋势(上升或下降)及简单应用.
它是学习函数概念后研究的第一个、也是最基本的一个性质,为后继学习奠定了理性思维基础.如研究幂函数、指数函数、对数函数和三角函数的性质,包括导函数内容等;在对函数定性分析、求最值和极值、比较大小、解不等式、函数零点的判定以及与其他知识的综合问题上都有重要的应用.因此,它是高中数学核心知识之一,是函数教学的战略要地. 2.教学重点
函数单调性的概念,判断和证明简单函数的单调性. 3.教学难点
函数单调性概念的生成,证明单调性的代数推理论证. 二、学生学情分析
1.教学有利因素
学生在初中阶段,通过学习一次函数、二次函数和反比例函数,已经对函数的单调性有了“形”的直观认识,了解用“随的增大而增大(减小)”描述函数图象的上升(下降)的趋势.亳州一中实验班的学生基础较好,数学思维活跃,具备一定的观察、辨析、抽象概括和归纳类比等学习能力.
2.教学不利因素
本节课的最大障碍是如何用数学符号刻画一种运动变化的现象,从直观到抽象、从有限到无限是个很大的跨度.而高一学生的思维正处在从经验型向理论型跨越的阶段,逻辑思维水平不高,抽象概括能力不强.另外,他们的代数推理论证能力非常薄弱.这些都容易产生思维障碍. 三、课堂教学目标
1.理解函数单调性的相关概念.掌握证明简单函数单调性的方法.
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2.通过实例让学生亲历函数单调性从直观感受、定性描述到定量刻画的自然跨越,体会数形结合、分类讨论和类比等思想方法.
3.通过探究函数单调性,让学生感悟从具体到抽象、从特殊到一般、从局部到整体、从有限到无限、从感性到理性的认知过程,体验数学的理性精神和力量.
4.引导学生参与课堂学习,进一步养成思辨和严谨的思维习惯,锻炼探究、概括和交流的学习能力. 四、教学策略分析
在学生认识函数单调性的过程中会存在两方面的困难:一是如何把“随的增大而增大(减小)”这一描述性语言“翻译”为严格的数学符号化语言,尤其抽象概括出用“任意”刻画“无限”现象;二是用定义证明单调性的代数推理论证.对高一学生而言,作差后的变形和因式符号的判断也有一定的难度. 为达成课堂教学目标,突出重点,突破难点,我们主要采取以下形式组织学习材料:
1.指导思想.充分发挥多媒体形象、动态的优势,借助函数图象、表格和几何画板直观演示.在学生已有认知基础上,通过师生对话自然生成.
2.在“创设情境”阶段.观察并分析沙漠某天气温变化的趋势,结合初中已学函数的图象,让学生直观感受函数单调性,明确相关概念.
3.在“引导探索”阶段.首先创设认知冲突,让学生意识到继续学习的必要性;然后设置递进式“问题串”,借助多媒体引导学生对“随的增大而增大”进行探究、辨析、尝试、归纳和总结,并回顾已有知识经验,实现函数单调性从“直观性”到“描述性”再到“严谨性”的跨越.
4.在“学以致用”阶段.首先通过3个判断题帮助学生从正、反两方面辨析,逐步形成对概念正确、全面而深刻的认识.然后教师示范用定义证明函数单调性的方法,一起提炼基本步骤,强化变形的方向和符号判定方法.接着请学生板演实践. 五、教学过程
(一)创设情境,引入课题
实例 科考队对沙漠气候进行科学考察,下图是某天气温随时间的变化曲线.请
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你根据曲线图说说气温的变化情况?
预设:学生的关注点不同,如气温的最值,某时刻的气温,某时间段气温的升降变化(若学生没指明时间段,可追问)等.图象在某区间上(从左往右)“上升”或“下降”的趋势反映了函数的一个基本性质──单调性(板书课题).
设计说明:从科考情境导入新课,了解“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”这一独特的沙漠气候,直观形象感知气温变化,自然引入函数的单调性.
函数是描述事物变化规律的数学模型.如果清楚了函数的变化规律,那么就基本把握了相应实物的变化规律.在事物变化过程中,保存不变的特征就是这个事物的性质.因此,研究函数的变化规律是非常有意义的.
问题1:观察下列函数图象,请你说说这些函数有什么变化趋势? 设计说明:学生回答时可能会漏掉“在某区间上”,规范表达“函数在哪个区间上具有怎样的单调性”.借此强调函数的单调性是相对某区间而言的,是函数的局部性质.
设函数的定义域为,区间
.在区间
上,若函数的图象(从左向右)
上是递增的,区间
称
总是上升的,即随的增大而增大,则称函数在区间
为函数的单调增区间(学生类比定义“递减”,接着推出下图,让学生准确回答单调性.)
设计说明:从图象直观感知到文字描述,完成对函数单调性的第一次认知.明确相关概念,准确表述单调性.学生认为单调性的知识似乎够用了,为下面的认知冲突做好铺垫.
(二)引导探索,生成概念 问题2:(1)下图是函数义域R上是递增的吗?
的图象(以
为例),它在定
(2)函数在区间上有何单调性?
预设:学生会不置可否,或者凭感觉猜测,可追问判定依据.
设计说明:函数图象虽然直观,但是缺乏精确性,必须结合函数解析式;但仅凭解析式常常也难以判断其单调性.借此认知冲突,让学生意识到学习符号化定义的必要性.自然开始探索.
问题3:(1)如何用数学符号描述函数图象的“上升”特征,即“随的