許作飛
函數是初中數學教學的重點也是難點,教師教學時應幫助學生梳理函數的知識網絡,并將其融入整個初中數學知識體系中。函數圖像的解讀可以幫助學生深化理解函數的概念,提高學生的識圖能力,增強學生數形結合的解題意識。在函數學習中,要指導學生運用數形結合思想探討函數問題的解題策略,運用數學建模思想培養學生的應用意識,提高學生解決函數類問題的技巧。
初中數學中,一次函數、反比例函數和二次函數三個單元學習的側重點雖不同,其解決問題的方法和經驗其實是相通的,教學時應打好基礎穩步推進。指導初中生學習函數,得從函數的概念出發,引導學生循序漸進地深入探究,理清函數的知識網絡,并將其融入整個初中數學知識體系之中,使學生對函數知識融會貫通。
函數學習中,入門很重要,多數學生對函數學習產生困惑都是因為對“函數”概念的理解不清晰。筆者在函數入門教學時,先通過具體的實例,讓學生初步了解函數,學生初步感受函數后,再從函數概念的角度規范它,從例題學習中辨識并鞏固它。

分析:解讀本題函數圖像,必須搞清楚各選項之間的區別,準確理解各選項中每一段函數圖像的實際意義。A、B、C三個選項中都有一段與橫軸平行的線段,而D選項中沒有。線段表示時間在變化而航行的路程沒變,正與題意在超市選商品,停留一段時間不吻合,故D選項被排除在外。圖中B、C、D三個選項的圖像只有起點在橫軸上,而A選項除了起點外,還有一個點在橫軸上。有的學生從“從家出發又返回家”這個角度理解它,誤認為選A。此時,可引導學生討論縱軸表示的含義——小明走的路程,而不是“離家的距離”,所以A選項應被排除在外。到這里剩下B和C兩個選項了,B選項的第一段和第三段是平行的,而C選項的第一段和第三段不平行。小明往返的速度不同,所以這兩條線段應該不平行。B被排除,本題選C。
選用函數圖像進行解讀,盡量選取選擇題作為例題,降低學生學習難度,借助對函數圖像的解讀,幫助學生掌握一些有關函數圖像的常識,提高他們解讀函數圖像的能力,增強他們數形結合的意識。運用對函數圖像的解讀,深化學生對函數概念的理解,是函數教學不可或缺的步驟。如果僅僅對課本中的函數圖像進行解讀,圖像的類型及數量遠遠不夠。教學時,筆者從智學網上選擇一些函數圖像,讓學生合作探究、討論、交流,理解其含義。
函數本身比較抽象,有的問題還需要學生根據條件自己畫圖,要求學生熟練掌握各類函數圖像的特征,解題時若能結合圖形理解,往往便能一目了然。解決函數問題,既要依據條件中數量,又要根據圖像信息進一步分析數量之間的關系,做到數形結合。
1.一次函數
一次函數是基本的函數類型,學習一次函數時,不僅要讓學生強化一次函數的知識技能,還要向學生滲透函數學習的一般常識,比如求函數圖像與坐標軸的交點坐標,求兩個函數圖像交點的坐標,判定一個點是否在某個函數圖像上等,注重用數形結合的數學思想解決一次函數的問題。


2.反比例函數
反比例函數的學習要充分借鑒解一次函數的經驗,注意區別兩類函數間的區別,反比例函數的圖像是雙曲線,其增減性與一次函數完全不同,教學時引導學生區分清楚。
解決反比例函數問題,通常都涉及函數圖像,雖然圖像未必要畫出來,但心中要有清晰的印象,利用圖像解決問題。

3.二次函數
二次函數的圖像是拋物線,y=ax2+bx+c(a≠0)的開口和方向由“a”決定,圖像的位置由“b”和“c”決定;y=a(x-k)2+h(a≠0)的圖像中,“k”和“h”決定了圖像的頂點坐標。
例4.將拋物線y=-x2+6x-5在x軸下方的部分沿x軸翻折到x軸的上方,得到如圖4(1)的圖像。一條動直線y=x+b與這個圖像恰好有3個公共點,求b的值。

分析:動直線y=x+b與y=x平行,當“b”很小時,它們沒有交點,將其向上平移經過點B時,兩者有一個交點,繼續向上平移時出現兩個交點,當它經過點A時,恰有三個交點,如圖4(2)。繼續向上平移則有四個交點,當兩個函數圖像相切時,如圖4(3),又恰有三個交點,再向上平移就是有兩個交點了。顯然在兩種情況下,直線y=x+b與變化過的二次函數圖像恰好有3個公共點。

本題中,求直線y=x+b與這個圖像恰好有3個公共點時b的值,靠苦思冥想是得不出結論的,必須根據題目的條件,畫出草圖,根據圖形,分析在什么情況下有3個公共點,再用方程思想解決問題,離開數形結合解本題是比較困難的。
建模是很重要的數學思想,一方面,學生有時在解決實際問題時不知所措,而相應的數學問題常常能駕輕就熟,通過建模搭建橋梁可以讓學生順利解題。另一方面,函數的一般式、數學公式等其實也都是建模的思想在解題中的運用。數學建模,有利于深化學生的函數思想。
用數學模型解決實際問題,使數學學習不再抽象,降低了初中生學習函數的難度,促進了學生數學核心素養的提升。