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函數(shù)單調(diào)性說課
一、教學(xué)內(nèi)容的分析和教材定位
1．教材的地位和作用
�。�1）中學(xué)生對于函數(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；第三階段則是在高二利用導(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，又為高二的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)．
�。�2） 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)性質(zhì)，也是第一個(gè)用數(shù)學(xué)符號(hào)語言來刻畫的概念。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)語言刻畫圖形語言，用定量分析解釋定性結(jié)果的過程。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)。
（3）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)形結(jié)合思想的重要素材。
2．教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)
對于函數(shù)的單調(diào)性，學(xué)生的認(rèn)知困難主要在兩個(gè)方面：
首先，要求用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)符號(hào)語言去刻畫圖象的上升與下降，把對單調(diào)性直觀感性的認(rèn)識(shí)上升到理性的高度， 這種由形到數(shù)的翻譯，從直觀到抽象的轉(zhuǎn)變對高一的學(xué)生來說比較困難。
其次，單調(diào)性的證明是學(xué)生在函數(shù)學(xué)習(xí)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)大綱對單調(diào)性的教學(xué)要求，本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是函數(shù)單調(diào)性的概念，判斷、證明函數(shù)的單調(diào)性；難點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生歸納并抽象出函數(shù)單調(diào)性的定義以及根據(jù)定義證明函數(shù)的單調(diào)性。
二、教學(xué)目標(biāo)
1．使學(xué)生從形與數(shù)兩方面理解函數(shù)單調(diào)性的概念，初步掌握利用函數(shù)圖象和單調(diào)性定義判斷、證明函數(shù)單調(diào)性的方法．
2．通過對函數(shù)單調(diào)性定義的探究，滲透數(shù)形結(jié)合數(shù)學(xué)思想方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、歸納、抽象的能力和語言表達(dá)能力；通過對函數(shù)單調(diào)性的證明，提高學(xué)生的推理論證能力．
3．通過知識(shí)的探究過程培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察、認(rèn)真分析、嚴(yán)謹(jǐn)論證的良好思維習(xí)慣；讓學(xué)生經(jīng)歷從具體到抽象，從特殊到一般，從感性到理性的認(rèn)知過程．
三、教學(xué)方法和手段
1．教學(xué)方法
本節(jié)課是函數(shù)單調(diào)性的起始課，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的認(rèn)知水平，主要采取教師啟發(fā)講授，學(xué)生探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。教學(xué)過程中，根據(jù)教材提供的線索，安排適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，讓學(xué)生展示相應(yīng)的數(shù)學(xué)思維過程，使學(xué)生有機(jī)會(huì)經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念抽象的各個(gè)階段，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地開展思維活動(dòng)，深入探究，從而創(chuàng)造性地解決問題，最終形成概念，獲得方法，培養(yǎng)能力。
2．教學(xué)手段
教學(xué)中使用了多媒體投影和計(jì)算機(jī)來輔助教學(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)生對問題的理解和認(rèn)識(shí)
四，教學(xué)過程
�。ㄒ唬﹦�(chuàng)設(shè)情境，引入課題
1。教師畫幾個(gè)增減和波動(dòng)的圖象。
2。讓學(xué)生大體根據(jù)自己的身高隨年齡的增長列一表格，然后畫一簡圖。提出問題
圖象的變化趨勢，怎樣用數(shù)學(xué)符號(hào)表示和不等式表示。
�。ǘw納探索，形成概念
1．借助圖象，直觀感知
本環(huán)節(jié)的教學(xué)主要是從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，即從學(xué)生熟悉的常見函數(shù)的圖象和事例直觀感知函數(shù)的單調(diào)性，完成對函數(shù)單調(diào)性定義的第一次認(rèn)識(shí)。
在本環(huán)節(jié)的教學(xué)中，我主要設(shè)計(jì)了兩個(gè)問題：
問題1：分別作出函數(shù)的圖象，并且觀察自變量變化時(shí)，函數(shù)值有什么變化規(guī)律？
在學(xué)生畫圖的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生觀察圖象，獲得信息：第一個(gè)圖象從左向右逐漸上升，y隨x的增大而增大；第二個(gè)圖象從左向右逐漸下降，y隨x的增大而減小。然后讓學(xué)生明確，對于自變量變化時(shí)，函數(shù)值具有這兩種變化規(guī)律的函數(shù)，我們分別稱為增函數(shù)和減函數(shù)。
而后兩個(gè)函數(shù)圖象的上升與下降要分段說明，通過實(shí)例明確函數(shù)的單調(diào)性是對定義域內(nèi)某個(gè)區(qū)間而言的，是函數(shù)的局部性質(zhì)．
對于概念教學(xué)，若學(xué)生能用自己的語言來表述概念的相關(guān)屬性，則能更好的理解和掌握概念，因此我設(shè)計(jì)了問題2。
問題2：能否根據(jù)自己的理解說說什么是增函數(shù)、減函數(shù)？
教學(xué)中，我引導(dǎo)學(xué)生用自己的語言描述增函數(shù)的定義：
如果函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上的圖象從左向右逐漸上升，或者如果函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上隨自變量x的增大，y也越來越大，我們說函數(shù)在該區(qū)間上為增函數(shù)．
然后讓學(xué)生類比描述減函數(shù)的定義。至此，學(xué)生對函數(shù)單調(diào)性就有了一個(gè)直觀、描述性的認(rèn)識(shí)．
2．探究規(guī)律，理性認(rèn)識(shí)
在此環(huán)節(jié)中，我設(shè)計(jì)了兩個(gè)問題，通過對兩個(gè)問題的研究、交流、討論，將函數(shù)的單調(diào)性研究從研究函數(shù)圖象過渡到研究函數(shù)的解析式，使學(xué)生對單調(diào)性的認(rèn)識(shí)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的高度，使學(xué)生完成對概念的第二次認(rèn)識(shí)．
問題1：右圖是函數(shù)的圖象，能說出這個(gè)函數(shù)分別在哪個(gè)區(qū)間為增函數(shù)和減函數(shù)嗎？
對于問題1，學(xué)生的困難是難以確定分界點(diǎn)的確切位置．通過討論，使學(xué)生感受到用函數(shù)圖象判斷函數(shù)單調(diào)性雖然比較直觀，但有時(shí)不夠精確，需要結(jié)合解析式進(jìn)行嚴(yán)密化、精確化的研究，使學(xué)生體會(huì)到用數(shù)量大小關(guān)系嚴(yán)格表述函數(shù)單調(diào)性的必要性，從而將函數(shù)的單調(diào)性研究從研究函數(shù)圖象過渡到研究函數(shù)的解析式。
問題2：如何從解析式的角度說明在上為增函數(shù)？
在前邊的鋪墊下，問題2是形成單調(diào)性概念的關(guān)鍵。在教學(xué)中，我組織學(xué)生先分組探究，然后全班交流，相互補(bǔ)充，并及時(shí)對學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行反饋，評價(jià)，對普遍出現(xiàn)的問題組織學(xué)生討論，在辨析中達(dá)成共識(shí)。
對于問題2，學(xué)生錯(cuò)誤的回答主要有兩種：
�。�1）在給定區(qū)間內(nèi)取兩個(gè)數(shù)，例如1和2，因?yàn)椋栽谏蠟樵龊瘮?shù)．
�。�2）仿（1），取很多組驗(yàn)證均滿足，所以在上為增函數(shù)．
對于這兩種錯(cuò)誤，我鼓勵(lì)學(xué)生分別用圖形語言和文字語言進(jìn)行辨析。引導(dǎo)學(xué)生明確問題的根源是兩個(gè)自變量不可能被窮舉。在充分討論的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從給定的區(qū)間內(nèi)任意取兩個(gè)自變量，然后求差比較函數(shù)值的大小，從而得到正確的回答：
任意取，有，即，所以在為增函數(shù)．
這種回答既揭示了單調(diào)性的本質(zhì)，也讓學(xué)生領(lǐng)悟到兩點(diǎn)：（1）兩自變量的取值具有任意性；（2）求差比較它們函數(shù)值的大小。事實(shí)上，這種回答也給出了證明單調(diào)性的方法，為后續(xù)用定義證明其他函數(shù)的單調(diào)性做好鋪墊，降低難度。至此，學(xué)生對函數(shù)單調(diào)性有了理性的認(rèn)識(shí)。
3．抽象思維，形成概念
本環(huán)節(jié)在前面研究的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生歸納、抽象出函數(shù)單調(diào)性的定義，使學(xué)生經(jīng)歷從特殊到一般，從具體到抽象的認(rèn)知過程，完成對概念的第三次認(rèn)識(shí)。
教學(xué)中，我引導(dǎo)學(xué)生用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)符號(hào)語言歸納、抽象增函數(shù)的定義，并讓學(xué)生類比得到減函數(shù)的定義。然后我指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀教材中有關(guān)單調(diào)性的概念，對定義中關(guān)鍵的地方進(jìn)行強(qiáng)
（三）掌握證法，適當(dāng)延展
本階段的教學(xué)主要是通過對例題和練習(xí)的思考交流、分析講解以及反思小結(jié)，使學(xué)生初步掌握根據(jù)單調(diào)性定義證明函數(shù)單調(diào)性的方法，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究定義的等價(jià)形式，對證明方法做適當(dāng)延展。
例 證明函數(shù)在上是增函數(shù)．
在引入導(dǎo)數(shù)后，用定義證明單調(diào)性的作用已經(jīng)有所降低，我選擇一個(gè)較難的例子，主要是考慮讓學(xué)生對證明過程中遇到的問題有一個(gè)比較深刻的認(rèn)識(shí)。
證明過程的教學(xué)分為三個(gè)環(huán)節(jié)：難點(diǎn)突破、詳細(xì)板書、歸納步驟。
1．難點(diǎn)突破
對于函數(shù)單調(diào)性的證明，由于前邊有對函數(shù)在上為增函數(shù)的研究作鋪墊， 大部分學(xué)生能完成取值和求差兩個(gè)步驟：
證明：因此學(xué)生的難點(diǎn)主要是兩個(gè)函數(shù)值求差后的變形方向以及變形的程度。問題主要集中在兩個(gè)方面：一方面部分學(xué)生不知道如何變形，不敢動(dòng)筆；另一方面部分學(xué)生在變形不徹底，理由不充分的情形下就下結(jié)論。
針對這兩方面的問題，教學(xué)中，我組織學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生回顧函數(shù)在上為增函數(shù)的說明過程，明確變形的主要思路是因式分解。然后我引導(dǎo)學(xué)生從已有的認(rèn)知出發(fā)，考慮分組分解法，即把形式相同的項(xiàng)分在一起，變形后容易找到公因式，提取后即可考慮判斷符號(hào)。
2．詳細(xì)板書
在上面分析的基礎(chǔ)上，我對證明過程進(jìn)行規(guī)范、完整的板書，引導(dǎo)學(xué)生注意證明過程的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
3．歸納步驟
在板書的基礎(chǔ)上，我引導(dǎo)學(xué)生歸納利用定義證明函數(shù)單調(diào)性的方法和步驟（設(shè)元，求差，變形，斷號(hào)，定論）。通過對證明過程的分析，使學(xué)生明確每一步的必要性和目的，特別是第三步，讓學(xué)生明確變形的方法以及變形的程度，幫助學(xué)生掌握方法，提高學(xué)生的推理論證能力．
為了鞏固用定義證明函數(shù)單調(diào)性的方法，強(qiáng)化解題步驟，形成并提高解題能力，設(shè)計(jì)適當(dāng)課堂練習(xí)。
�。ㄋ模w納小結(jié)，提高認(rèn)識(shí)
本階段通過學(xué)習(xí)小結(jié)進(jìn)行課堂教學(xué)的反饋，組織和指導(dǎo)學(xué)生歸納知識(shí)、技能、方法的一般規(guī)律，深化對數(shù)學(xué)思想方法的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)．
1．學(xué)習(xí)小結(jié)
在知識(shí)層面上，引導(dǎo)學(xué)生回顧函數(shù)單調(diào)性定義的探究過程，使學(xué)生對單調(diào)性概念的發(fā)生與發(fā)展過程有清晰的認(rèn)識(shí)，體會(huì)到數(shù)學(xué)概念形成的主要三個(gè)階段：直觀感受、文字描述和嚴(yán)格定義。
在方法層面上，首先引導(dǎo)學(xué)生回顧判斷，證明函數(shù)單調(diào)性的方法和步驟；然后引導(dǎo)學(xué)生回顧知識(shí)探究過程中用到的思想方法和思維方法，如數(shù)形結(jié)合，等價(jià)轉(zhuǎn)化，類比等，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)用符號(hào)語言來刻畫圖形語言，用定量分析來解釋定性結(jié)果；同時(shí)對學(xué)習(xí)過程作必要的反思，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。
2．布置作業(yè)
在布置書面作業(yè)的同時(shí)，為了尊重學(xué)生的個(gè)體差異，滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需要，設(shè)計(jì)了探究作業(yè)供學(xué)有余力的同學(xué)課后完成。
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