有关行程问题函数图像教学的思考

发表时间:2021/9/6   来源:《教学与研究》2021年4月12期   作者:马娜娜
[导读] 义务教育阶段八年级学生开始进行一次函数的学习,与之前所学内容相比,函数较为抽象,不好理解。
        马娜娜
        河南省洛阳市洛阳外国语学校 河南省洛阳市471000
        义务教育阶段八年级学生开始进行一次函数的学习,与之前所学内容相比,函数较为抽象,不好理解。与函数图像相关的问题特别考查学生对于函数概念,基本性质的理解以及分析问题的能力。一次函数图像中,较难的题是行程问题,其中常见的有相遇,追及问题,涉及出发时间先后的不同,途中休息的情况等,而最难的则是两人之间距离随时间的变化问题。作为一名一线教师,对于一次函数图像行程问题的教学,如何激发学生在课堂上积极思考,如何让学生更容易理解题意,理解函数图像,如何让课堂教学有效、高效?我有如下的思考:
        一、引导学生分析基础题目中的含义
        行程问题函数图像中,一般轴代表时间,轴代表路程。不同题目中,要审清楚时间指谁的行驶时间,路程是距出发地的,还是距目的地的,还是两人或两车之间的距离。
        例1.(课本76页例2)如图1所示,小明家、食堂、图书馆在同一条直线上.小明从家去食堂吃早餐,接着去图书馆读报,然后回家.图2反映了这个过程中,小明离家的距离与时间之间的对应关系.

        教学中,教师让学生指出题目中分别指什么,每一段线段表示的意思是什么?例如8到25这一段,是水平线,高度没有发生改变,即小明离家的距离没有发生改变,所以指的是小明在食堂吃早餐;58到68这一段,图像从左向右看下降了,随的增大而减小,即离家的距离变小,所以指的是小明回家。在这一分析过程中,让学生体会函数图像所发挥的作用,理解函数增减性与函数图像的关系。
        在课本中的这一题中代表小明离家的距离,为了让学生更加理解题目中含义的重要性,可以将题目中改为小明离图书馆的距离,让学生尝试着作此时的图像。在学生们思考,画图像的过程中教师及时解决学生的困惑及存在的问题,为以后较为复杂的函数图像问题的解决做好铺垫。

        作此图像时要注意与原题中的图像加以比较,帮助学生分析、理解的不同含义对于画图的影响,从而让学生养成良好的习惯——遇到图像问题,先明确字母的含义再看图。
        二、复杂问题借助线段图使问题直观化
        在小学阶段,学生们也学习过行程问题,教师是通过画线段图帮助学生理解。初中阶段,复杂的行程问题若与函数图像相结合,学生们会感觉较为抽象,从函数图像上难以理解这个运动过程,教师可以画线段图,将抽象问题转化为学生已学习过的内容,化难为易。
        例2.甲、乙两人沿相同的路线由A地到B地匀速前进,A、B两地间的路程为20km,他们前进的路程为km,甲出发后的时间为(h),甲、乙前进的路程与时间的函数图像如图所示.根据图像信息,下列说法正确的是(      )
        A. 甲的速度是4km/h     B. 乙的速度是10km/h    C. 乙比甲晚出发1h     D. 甲比乙晚到B地3h

        教师引导学生分析:
(1)t:代表甲出发后的时间;S:代表甲、乙两人行驶的路程.
(2)对甲:横向看t=4,纵向看S=20,所以甲的速度为20÷4=5km/h;
     对乙:横向看从1到2,行驶时间t=1,纵向看S=20,所以乙的速度为20÷1=20km/h.
(3)乙图象上有点(1,0),代表甲出发1小时后,乙路程为0,说明乙比甲晚出发1h.
(4)甲图象上有点(4,20),乙图象上有点(2,20),纵坐标为20时,乙图象上点的横坐标比甲图象上点的横坐标小2,说明乙比甲早到.
        此题较为基础,属于常规的追及问题,两人出发又先后。其中有一个重要知识点:运动问题中,若涉及的出发时间与行驶路程的函数关系,通常直线的倾斜程度表示的是速度。本题中由图象可以得出乙的速度较大。
        课堂中教师要增加递进式问题,激发学生思考,从而实现分层教学,满足不同层次学生的学习。
        递进式问题:甲出发几小时后,两人相距2km?
        分析:由于图象中两直线有交点,即甲先出发,乙再出发,乙的速度大于甲的速度,乙追上甲,然后超越甲,并先到达B地。所以两人相距2km分为四种情况:乙未出发,乙出发未追上甲,乙出发追上甲,乙到终点甲未到。
        ①乙未出发:由于甲先出发1h,走5km,而2<5,所以相距2km时乙未出发
          2÷5=2/5h
        ②乙出发未追上甲:此时教师可借助线段图帮助学生理解。

        ④乙到终点甲未到:5t=20-2    ∴t=18/5h
        综上:甲出发2/5h或6/5h或22/15h或18/5h后,两人相距2km.
        三、与学生合作演示运动过程,使问题“活”起来
        行程问题是实际问题,利用线段图可以让问题直观化,为了更生动地展示这一运动过程,让学生亲身感受到,教师可以与学生合作向全班同学表演,让课堂动起来。
        例3.宝兰客专是首条贯通丝绸之路经济带的高铁线.宝兰客专的通车对加快西北地区与“一带一路”沿线国家和地区的经贸合作、人文交流具有十分重要的意义.试运行期间,一列动车从西安开往西宁,一列普通列车从西宁开往西安,两车同时出发,设普通列车行驶的时间为,两车之间的距离为,如图中的折线表示与之间的函数关系.

        根据图像进行以下探究:
        (1)西宁到西安两地相距______km,两车出发后______h相遇.
        (2)普通列车到达终点共需______h,普通列车的速度是______km/h.
        (3)求动车的速度.
        (4)普通列车行驶后,动车到达终点西宁,求此时普通列车还需行驶多少千米才能到达西安.
        分析:此题题干较长,由读题知,两列列车相对而行,一慢一快。指普通列车(慢车)行驶时间,指两车之间的距离,根据图像,A→B图象下降,随增大而减小,即两车出发到相遇;B→C图象上升,C→D图象也上升,即两车相遇后继续行驶,距离拉大,B→C变化较快,即两车都在行驶,C→D变化变慢,即动车(快车)到达终点,只有普通列车(慢车)在行驶,直到12普通列车(慢车)到达终点
        由以上分析易得(1)1000,3;(2)12,,250/3 .
        接下来,教师与学生合作表演这一运动过程。两人分别站在讲台两头,一人扮演快车,一人扮演慢车。出发后走路一快一慢,相遇时击掌,然后两人继续行走,扮演快车一方先到达终点,扮演慢车一方继续行走,直至终点。在表演过程中,参与表演的学生与教师击掌,拉近师生距离,观看表演的学生更加理解这一运动过程,课堂充满欢声笑语,本来抽象枯燥的内容也变得生动起来。
        对于(3)相遇时两车行驶3,普通列车行驶250/3×3=250km,则3h动车行驶1000-250=750km,所以动车速度为750÷3=250km/h;
        对于(4),需要确定t的值,。t(h)时,动车到达终点,因为相遇后动车还有250km要行驶,速度为250km/h,只需1h,所以t=3+1=4。当动车到达终点时,行驶了4h,则普通列车也已经行驶了4h,由于普通列车共行驶12h,所以还需行驶12-4=8h,速度为250/3km/h,所以还需行驶路程为250/3×8=2000/3km.
        追加问题:普通列车行驶多少小时,两车相距200km?
        师生再次合作表演这一过程,让学生观看表演的同时思考怎么解答。师生表演时,教师要进行引导:未到相遇时,停一下,强调此时相距200,启发学生思考回答怎么计算此时的时间;相遇击掌后走一段再停一次,强调此时相距200,再启发学生思考回答怎么计算此时的时间;继续行走,问学生后面还会不会相距200。表演结束,问题也已经解答完毕,学生在较为轻松的环境下完成了较复杂的行程问题的学习。
        学生对于行程问题函数图像的学习是有困难的,教师在教学过程中要不断思考,研究探讨教学方法,提高学生学习积极性,提升课堂效率,变难为易,变抽象为直观,让课堂“活起来”,让问题“活起来”。
       
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