教學(xué)目標(biāo):
A類:獨立完成挑戰(zhàn)單,(1)根據(jù)一次函數(shù)解析式繪制圖象;(2)歸納作圖步驟。
B類:通過課堂對話達(dá)成共識:(1)一次函數(shù)y=2x+1圖象是一條直線;(2)一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)的圖象是一條直線。
C類:討論y=kx+b(k=0)和x=a的圖象,命名常函數(shù);討論是否所有直線都是一次函數(shù)圖象;一次函數(shù)觀念得到進一步發(fā)展,為進一步探索一次函數(shù)圖象的規(guī)律做好準(zhǔn)備。
第一板塊:遭遇問題
課前挑戰(zhàn):
1.在平面直角坐標(biāo)系中做出一次函數(shù)y=2x+1的圖象(縱橫坐標(biāo)刻度保持一致),并思考回答:
(1)作圖步驟是什么?
(2)圖象上哪些點比較關(guān)鍵?為什么?
(3)y與x之間具有怎樣的變化關(guān)系?
(4)y=2x+1的圖象一定是“一條直線”嗎?為什么?
2.在平面直角坐標(biāo)系中做出一次函數(shù)y=-x+3的圖象(縱橫坐標(biāo)刻度保持一致),并思考回答:
(1)作圖步驟是什么?
(2)圖象上哪些點比較關(guān)鍵?為什么?
(3)y與x之間具有怎樣的變化關(guān)系?
(4)y=-x+3的圖象一定是“一條直線”嗎?為什么?
3.請?zhí)岢瞿愀信d趣的新問題。
典型問題:
1.作圖過程中出現(xiàn)一些基礎(chǔ)性問題:①大多數(shù)學(xué)生雖然意識到要給定x的值,確定對應(yīng)的y值,再以此數(shù)對為坐標(biāo)進行描點作圖,卻沒有主動列表格整理數(shù)據(jù);②求取x,y的對應(yīng)數(shù)值時出錯,甚至把x的值與y的值顛倒;③思維定勢:原點一定在圖象上,畫出折線。
2.因為作圖出現(xiàn)了一些問題,所以有大約四分之一的學(xué)生認(rèn)為y=2x+1的圖象不一定是直線,或不是直線。認(rèn)為其圖象是直線的學(xué)生,有的沒有給出明確的解釋,有的認(rèn)為自己已經(jīng)畫出直線了,無需解釋,有的用函數(shù)的定義解釋,“因為每個x的值都對應(yīng)唯一確定的y值”。
第二板塊:課堂對話
師:給出一次函數(shù)解析式y(tǒng)=2x+1,你能畫出它的圖象嗎?
生:能!
師:請看這個圖象畫得對不對?為什么?

生1:他畫的不對,應(yīng)該是一條直線。
師:為什么?
生2:根據(jù)解析式,x=0時,y=1,圖象應(yīng)該過(0,1)點,而原點坐標(biāo)是(0,0)。
師:看來描點作圖的過程中出了點小問題,把這個點改過來(如下圖),函數(shù)圖象一定是一條直線嗎?

生1:是!
(一部分學(xué)生比較確信,一部分學(xué)生顯得不太確定。)
師:為什么呢?
生2:我描了7個點,它們正好都在一條直線上啊!
師:大家同意嗎?
生3:函數(shù)圖象上有無數(shù)個點,你只描了7個,不能證明它就是一條直線。
生1:我覺得給這個解析式減去一個1就變成正比例函數(shù)了,正比例函數(shù)就是一條直線。
生3:你怎么證明正比例函數(shù)就是一條直線?
生1沉默。
師:y=2x+1的圖象上有無數(shù)個點,大家同意嗎?
生:同意!
師:要想說明它是一條直線,你可以怎么做?
生:再多描點吧!
生:可是我的紙只有這么大,畫也畫不完啊!而且手畫總是有誤差的。
生:可以用電腦畫!
師:很聰明,我們用幾何畫板來試試看,讓它幫我們盡量多地描點。
演示:給定函數(shù)解析式,規(guī)定x值從-4起,取值間隔為1,坐標(biāo)單位刻度為1,描點100個。(學(xué)生看得很驚奇。)
師:還需要再多描點嗎?
生:需要!
師:剛才我們描的點坐標(biāo)值都是哪類數(shù)?
生:整數(shù)。
師:你還想讓坐標(biāo)值取哪類數(shù)?
生:分?jǐn)?shù),小數(shù)。
演示:根據(jù)學(xué)生的意見,將x取值起點調(diào)整為-3/7,取值間隔調(diào)整為1/3,描點300個。x取值起點調(diào)整為-23.461,取值間隔調(diào)整為5.796,描點500個。
師:你覺得夠了嗎?還用再描嗎?
生:夠了,不用了。y=2x+1的圖象就是一條直線。
生4:可是你并沒有描出所有點!
生:怎么可能全都描出來呢?根本不可能啊!
師:很顯然,盡管我們已經(jīng)描了很多點,但是并沒有描出函數(shù)圖象上的所有點,這根本不可能做到。但是絕大部分同學(xué)已經(jīng)確信,它的圖象就是一條直線。請問,這個猜想能不能被清晰、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝评碜C明出來呢?
生:好像不能吧?
師:那我們能不能承認(rèn)y=2x+1的圖象就是一條直線?
生:能!
生:不能!
師:如果我們無法證明它是對的,又要承認(rèn)它是對的,那就意味著它是“定理”還是“公理”?
生:哦,它是“公理”!“公理”是無法證明的,是不證自明的。
師:是的。我們通過大量描點畫圖,已經(jīng)清晰地直觀地感受到它就是一條直線,但是它不能被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈C明,這時候,如果我們承認(rèn)它的“合法性”,它就叫作“公理”。如果它可以被清晰地證明,它就叫什么?
生:定理!
師:也就是說,它是通過畫圖、幾何直觀得到的結(jié)論,是無法證明的。如果你心里仍然不踏實,仍然不確信它就是一條直線,可以怎么辦?
生:繼續(xù)多描點!
師:是的!因為無法推理證明得到,只能通過幾何直觀,多描點,直到你能清晰地感覺到,“看”到,它就是一條直線!請問:誰的圖象是一條直線?
生:y=2x+1。
師:y=2x+1是什么?
生:是一條直線。
生:是一次函數(shù)。
師:從數(shù)的角度講,它是什么?
生:一次函數(shù)。
師:從形的角度講,它是什么?
生:一條直線。
師:承認(rèn)y=2x+1的圖象是一條直線,有什么好處?我再畫它的圖象還需要描那么多點嗎?
生:不用了,只要兩個點就行,因為“兩點確定一條直線”?。?/p>
生:那畫圖過程就簡化多了!
師:在此基礎(chǔ)上,你還什么新發(fā)現(xiàn),或者提出什么新問題?
生:y=-x+3的圖象也是一條直線!因為我也描點畫了。
師:對呀,我們剛才只研究了y=2x+1的圖象,另一個一次函數(shù)y=-x+3也是一條直線嗎?
生:是!
師:為什么?
生:和剛才一樣,通過描點畫圖,我確信它也是一條直線。
師:你還能提出更具有“一般性”的問題嗎?
生:是不是任意一次函數(shù)的圖象都是一條直線?
師:這個問題太好了!任意一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)的圖象一定是一條直線嗎?
生:是!
(有的學(xué)生不確信。)
師:如果是,它是“公理”還是“定理”?
生:“公理”,因為不能證明。
師:既然是“公理”,那就仍然要靠什么呀?
生:多畫圖。
師:對,要靠“幾何直觀”!y=kx+b(k≠0),k可以取哪些類型的數(shù)?b可以取哪些類型的數(shù)?
生:只要k≠0就行,取正數(shù)、負(fù)數(shù)都可以,分?jǐn)?shù)、小數(shù)、整數(shù)都行。b沒有限制,任意有理數(shù)都行。
師:現(xiàn)在每個人獨立寫一個一次函數(shù),每個人都來畫圖。
學(xué)生畫圖,涉及k,b的不同取值情況,如:y=3x+2,y=0.5x+6,y=-5x-2,y=-1/3 x+1等。發(fā)現(xiàn)的有個別圖象不是直線的,及時討論,有計算錯誤或其他原因出錯。
師:現(xiàn)在你是否確信任意一次函數(shù)的圖象都是直線?
生:確信!
生:不確信。
師:不確信的話怎么辦?
生:再畫其他一次函數(shù)。還可以用電腦畫。
老師再次用幾何畫板演示作圖,先確定一個k值不變,改變b的值;再確定一個b值不變,改變k的值,圖象都是直線。
師:你確信y=kx+b(k≠0)的圖象是直線嗎?
生:確信!
第三板塊:拓展延伸
師:y=kx+b,當(dāng)k=0時,它的圖象是直線嗎?
生:那就不是一次函數(shù)了。
生:y=kx+b,當(dāng)k=0時,就變成y=b了。
師:沒錯,這時候它的確不是一次函數(shù)了,不是一次函數(shù)也沒關(guān)系呀!現(xiàn)在的問題是,它的圖象是不是一條直線呢?
生:是!是一條與y軸垂直的直線,垂足就是(0,b)點。
師:你能畫出來嗎?
學(xué)生板圖:

師:大家同意嗎?
生:這是b為正數(shù)的情況,b也可以是負(fù)數(shù)呀!b為負(fù)數(shù),圖象就在x軸下面了。
師:b可以是正數(shù)、負(fù)數(shù),還可以是什么數(shù)?
生:還可以是0!
師:b取0的話,也就是y=0了,圖象是什么?
生:還是直線,就和x軸重合了!
師:y=b不是一次函數(shù)了,它是不是函數(shù)?
生:是。
師:它應(yīng)該叫什么函數(shù)呢?b是什么數(shù)?
生:任意數(shù)。
生:常數(shù)。
師:y等于一個常數(shù),那么這個函數(shù)叫什么函數(shù)?
生:常數(shù)函數(shù)?
師:差不多就是這個意思,我們叫它“常函數(shù)”。常函數(shù)的圖象什么樣?
生:垂直于y軸的一條直線。
師:x=a,a為常數(shù),它的圖象又是什么樣的呢?
生:垂直于x軸的一條直線,垂足就是(a,0)點。
生5:它還是函數(shù)嗎?x等于一個常數(shù),一個x的值對應(yīng)無數(shù)個y的值,不符合函數(shù)定義了。
師:剛才大家通過“幾何直觀”已經(jīng)得到一個“公理”,任意一次函數(shù)的圖象都是直線。那么,平面直角坐標(biāo)系中的任意一條直線都是一次函數(shù)圖象嗎?
生:不是。垂直于y軸的直線是常函數(shù)的圖象。
生:還有垂直于x軸的直線也不是,它不是函數(shù)。


