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一、创设情境,引入新课
教师:在初中,我们学习了一元二次方程,也学习了二次函数及其图象,现在请同学们完成下列表格:
教师:问题1,一元二次方程的根与其对应二次函数图象有什么关系?
学生:方程的根是函数图象与x轴交点的横坐标。
教师:问题2,若把上述方程改为一般的一元二次方程及对应的二次函数,还成立吗?
学生讨论,得出:
(1)?驻>0时,方程有两个不相等的实数根x1,x2,相应的二次函数的图象与x轴有两个交点(x1,0),(x2,0);
(2)?驻=0时,方程有两个相等的实数根x1=x2,相应的二次函数的图象与x轴有唯一个交点(x1,0);
(3)?驻
教师:问题3,把这种关系推广到更一般的情形函数y=f(x)的图象与对应方程f(x)=0,还成立吗?(鼓励学生用已学过的函数去验证)
二、过程感知,得出概念
教师:函数零点的概念:
对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点。
由我们上面的讨论可知:方程f(x)=0有实数根?圳函数y=f(x)的图象与x轴有交点?圳函数y=f(x)有零点。
教师:问题4,零点是点吗?
学生:不是,是实数。
教师:问题5,求零点的方法
师生共同探讨得出:
(1)令f(x)=0;
(2)求y=f(x)与x轴交点的横坐标。
教师:总结,由上可知,我们遇到零点问题可以从数和形两个角度去考虑。遇到方程可解,求零点就是解方程,如一次函数、二次函数、对数函数、指数函数。若不是这些函数呢?
教师:问题6,探讨f(x)=lnx+2x—6的零点个数。
学生:解方程无法解,画图象不好画,两个角度都不行。
三、层层设问,加深理解
教师:请同学们再返回我们刚开始的问题1中,认真观察零点左右的函数值有什么变化。
(学生讨论)
学生1:y=x2—2x—3中f(—2)·f(1)
学生2:y=x2—2x—3中f(2)·f(4)
教师:那么能不能说当f(a)·f(b)
学生1:好像可以。
学生2:有点问题,如f(x)中f(—1)·f(1)
教师:很好,那什么情况下就一定有零点呢?
学生讨论,得出零点存在性定理:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)
学生:问题1中,f(x)=x2—2x+1有零点1,但f(x)≥0。
教师:问得好,这里反映出一个问题,也就说只有当函数图象穿过x轴,上述方法才有效,才可以用这个方法去找函数的零点。反过来,函数在[a,b]上有零点,不一定有f(a)·f(b)
教师:问题7,若f(a)·f(b)
学生:不一定,如图所示,可能有还多个零点。
教师:问题8,那么什么时候只有一个零点呢?
学生:函数图象不拐弯时。
教师:不拐弯说明函数有什么性质?用我们学过的数学语言怎么表述?
学生:当函数单调时。
教师:现在我们来解决问题6,f(x)=lnx+2x—6的零点个数。
学生:显然定义域为{x|x>0},
f(1)=—40,
f(1)·f(3)
f(x)=lnx+2x—6在(1,3)上有零点。
又因为f(x)=lnx+2x—6在定义域上是增函数,所以只有一个零点。
四、通过练习,巩固概念
练习:探讨下列函数零点所在区间。
(1)f(x)=—x3—3x+5
(2)f(x)=2x·ln(x—2)—3
(3)f(x)=ex—1+4x—4
教师:今天我们收获很大,从我们最熟悉的二次函数和一元二次方程出发,探究了方程的根与函数零点的关系,并且得出零点的存在性定理,既解决了找寻一般函数的零点问题,又为我们后边学分法打好了基础。
思考题:还能从其他角度解决f(x)=lnx+2x—6的零点问题吗?请同学们课后思考。
五、课后反思
本节课是教材新加入的东西,用函数的观点来看待方程,这是一种重要的数学思想,这种思想可以帮助我们发现求解方程的多种方法,所以必须让学生在学习之初就树立正确思想。为此,我采用了问题式教学,用已有知识去探究新知识,然后层层递进,让学生在很自然的状态下不知不觉地接受新知识,问题的设置也是水到渠成,设置的台阶不是很高,让学生刚好能探到,遇到比较难的地方,我也有意把它分解,所以整节课过程紧凑、节奏感强,学生对课内知识应当理解透彻了,课后也证明了这一点。
值得的商榷的是,实际上,本节课的内容还有外延,怎样能让学生发现并努力去解决呢?也就是说利用问题式教学,要想最大限度培养学生观察、归纳的综合能力,除了用问题引领学生思考探究,还有没有更为开阔的课堂模式能让学生主动学习、主动寻求问题,给学生更大的自由发挥的空间呢?在以后的教学中,如有合适的课型,我一定努力尝试,争取在讲求课堂教学多样化的同时,更加注重学生主动探究、主动解决问题的能力,让老师轻松地教,学生高效地学。
(作者单位 山西省临汾市第一中学)