学生解答问题2(2)的典型错误如图1~图3。图1表明,学生虽然找出了符合条件的几个关键点,但是受到一次函数图像的影响,画成了折线段;图2表明,学生虽然认识到符合条件的点不在一条直线上,但是又思维定势地画成了圆弧;图3表明,学生已经具备了画函数图像的基本技能,但是对自变量的取值缺乏深刻认识,因此没有画出完整的图像。
学生的解答反映了他们的认知基础。已经学过函数、一次函数、反比例函数的基础知识,了解画函数图像的三个步骤,尤其能够熟练画出线性函数的图像。但是面对第一次出现的“分支曲线”,在认识上还是存在比较大的困难。如受到双曲线的渐近性、不连续性和现实模型的局限性的影响,不一定清楚反比例函数的图像是双曲线,不一定明白双曲线为什么与坐标轴无限接近而不相交,不一定理解探索反比例函数图像的思维价值。
为此,教学中既要运用已有探究经验的正迁移研究反比例函数的图像,又要区分反比例函数与一次函数,重视自变量的取值范围,利用几何意义努力克服负迁移;既要从学生认知的角度设计有层次、多类型的问题,让学生感受解决问题的方法和价值,又要运用学生对陌生问题和新知识的好奇心与求知欲,变学习挑战为发展机遇,让认知短板成为能力跳板。
二、教学设计与实施
(一)充分探究,认识图像
为了帮助学生将所学新知识纳入到已有的认知结构中,建构对反比例函数图像的认识,笔者从学生的学习基础出发,引导学生交流前测问题2的解法,展开对反比例函数图像的探究——
师 (出示图1)图中画出的矩形的面积是否为6?满足条件的点P就这4个吗?
生 图中所画的矩形面积为6,但是满足条件的点P不止这4个,还有比如点(1.5,4)。
师 这位同学跳出了格点的限制,很好!点(1.5,4)在所画的折线上吗?
生 (众)不在。
师 (在图中标出该点的位置)满足条件的点有多少个?
生 有无数个,比如(4,1.5)、(1.2,5)、(2.4,2.5)、(5,1.2)等等。
师 请同学们在所给的坐标系内描出这些点。它们到底能构成怎样的图形?
生 (展示图2)它们应该都在圆弧上。
师 为什么?
生 因为我发现点(1,6)、(2,3)、(3,2)和(6,1)到点(6,6)的距离都是5,所以我画的是以(6,6)为圆心、5为半径的圆弧。刚才在图中标出了(4,1.5)、(1.2,5)、(2.4,2.5)和(5,1.2)的大致位置,发现这些点好像都在这条圆弧上。(迟疑片刻)我认为这些点都在以(6,6)为圆心、5为半径的圆弧上。
师 刚才这位同学借助图形直观得到了“满足条件的所有点都在圆弧上”的猜想。下面就请同学们分成4个小组,计算(4,1.5)、(1.2,5)、(2.4,2.5)、(5,1.2)到(6,6)的距离。