不一样的抛物线?

2021-05-17 02:54吴小胜江苏省南京市江宁高级中学211100
中学数学月刊 2021年5期
关键词:建系对称轴因变量

吴小胜 (江苏省南京市江宁高级中学 211100)

教师的教与学生的学之间差距有多远?在抛物线的教学过程中,笔者再次深刻体会到教师的教从来都不应该替代学生的学,我们要为促进学生的深刻理解而教.

1 不经意的问题:“抛物线,不一样?”

在抛物线标准方程教学结束之际,一个学生问:“老师,今天我们学习的抛物线与初中作为二次函数图象的抛物线相同吗?”我随口将问题抛给全体学生,结果学生们异口同声地说“不一样”,这使得笔者非常惊讶.在惊讶之余,安排学生在课间写了自己的认识与意见,并收上来做了统计.全班41人全部交了作业:只有2人认为两者是一样的;有1人没有给出自己的结论;2人给出了“不一样的”结论但没有讲出理由;其他认为“不一样”的学生从不同角度阐释了理由,具体如下表.

表1

2 教学片断:怎样说明它们是一样的?

在所有的作业中,有2份作业认为两次所学习的抛物线是一样的,判断的角度却不相同:一个是从表达式的角度,一个是从几何条件的角度.这恰好为教学提供了素材.

2.1 方程形式不同只是因为建系的方法不同

师:大家基本上都认为两次学习的抛物线是不一样的,分别从开口方向、对称轴方程、顶点、表达形式等角度阐述了它们之间的区别.但也有人认为它们是一样的,请看作业图示(1).

师:这些表达式是想说明什么?有请当事人.

师:那么开口方向,对称轴,顶点位置彼此不同,又如何解释呢?

生1:这些也都是由不同的建系方法造成的,只要调整建系方法,它们可以都开口向上,以y轴为对称轴,以原点为顶点.

师:也就是说,只要建系方法一样,抛物线与坐标系相对位置一样,它们的表达形式就会一样,它们的开口方向、对称轴、顶点也都会一样,因此两次学习的抛物线一样.好!其他人认为呢?

生2:与抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)对应的是二次函数,其中x是自变量.但现在四种类型的抛物线并不都是函数,比如在y2=2px中,一个自变量x对应着两个不同的因变量,它就不再是函数了.

师:好像有道理,哪位同学可以解释一下?

生3:这也是建系方法造成的,即调整一下建系方法,这个抛物线的方程y2=2px就可以化为x2=2py了,这就是函数.

师:生2,你认为呢?(生2回答不出)

生3:在调整建系方法的过程中,x轴,y轴交换了、对调了.因此在表达式中x与y也对调了:在函数x2=2py中,x是自变量,y是因变量;在方程y2=2px中,我们可以认为y是自变量,x是因变量.因此在前者x2=2py中,y是x的函数,而在y2=2px中,x是y的函数,因此两者都是函数,只是表示自变量与因变量的字母对调而已.

2.2 两者的几何本质是相同的

师:上面的讨论试图说明它们是一致的,但似乎不是严格的证明,肯定有同学不太信服.接下来我们想一想,能否从几何角度来证明一下呢?请大家看图片(2).

师:请当事人解释一下.

生4:我认为既然它们都被称为抛物线,肯定本质是相同的,也就是说它们满足相同的几何本质,即符合到定点的距离与到定直线的距离相等,因此,我试图证明二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)上每一个点也满足上述的几何条件,只是没有证出来.

师:显然,要证明到定点的距离等于到定直线的距离,那就应该先找到定点和定直线,我们不妨先试着找到它们.

师:生4也做些努力,比如y=ax2+bx+c=a(x+b/2a)2+(4ac-b2)/4a,平移后可得到y=ax2,那么对于y=ax2而言,不妨假设a>0,则其中的焦准距p是什么?

师:这样说来,我们只要证明什么了?

师:如何化简呢?MF中含有x,y两个变量.

师:不错,MF与d更接近了一些,但还没有一致起来,观察式子结构,有何特点,怎样利用?

师:好,现在大家还认为它们不一样吗?

生11:本质一样,只是建系方法不同,导致表达式不同.

3 教学感悟

3.1教师的教与学生的学并不相同

在教师的传统意识中,教师教什么似乎学生就学到了什么,教师很容易以“同情心”“同理心”来认定学生.所以出现偏差时教师会诧异,学生出现“错误”时教师会埋怨“我都讲了N次了,怎么还会错”,岂不知教师的教和学生的学完全是两件事.建构主义认为,学习就是学生认知结构变化的过程,是学生主动建构的过程,学生在自己原有认知结构的基础上,经过认知冲突、同伴讨论、思维、教师的引领,才会产生新的认知.显然在此过程中,学生的习得内容与教师讲授内容并不一定会一致.

3.2 学生的问题才是真问题

思维靠问题来驱动,不同的问题对思维的激发效果并不一样.学生自身提出的问题比教师提出的问题更有针对性,来自于学生的问题才是真问题,才是学生学习的原发动力.因此,教师要特别重视来自于学生的问题,这样的问题最容易激发出学生思维的火花.

3.3 探究是建立知识本质联系的根本途径

死记硬背,模仿等机械、无意义的学习只能增加学生的负担,对于学生的深刻理解没有实质性的帮助.陆游所说:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”点出了教育的要点.深刻理解要求学习者对学习材料进行批判、分析、调整,只能经由学习者本人的主动建构来实现.

3.4 建立知识网络,实现深刻理解

深刻理解、建立知识网络是教学的一大任务.在学习抛物线这一新知识点时,教材是通过与椭圆、双曲线类比来建立抛物线的标准方程的.这种教学设计完全避开了二次函数图象是抛物线这一知识基础,于是在学生的知识结构中,这两个抛物线处于孤立的状态,致使学生也是完全从两个独立角度来理解抛物线(一个是几何图形,一个是二次函数),所以学生将本质一样的抛物线理解为不一样的抛物线是可以理解的,我们可以通过一种方法让学生主动地将它们联系起来.

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