在2005年人民教育出版社出版的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材數(shù)學(xué)(七~九年級(jí))課本中,每一冊(cè)都新增了“信息技術(shù)應(yīng)用”這一選學(xué)欄目,其中八年級(jí)上下兩冊(cè)都有利用信息技術(shù)探索函數(shù)的圖像和性質(zhì)這部分內(nèi)容[1]。掌握相關(guān)的現(xiàn)代信息技術(shù),已成為新課改背景下數(shù)學(xué)教學(xué)的迫切需要。具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ScienceWord軟件是一款將“邏輯動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)技術(shù)”運(yùn)用于圖形處理的優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)軟件,它能將文字、公式、圖形、曲線(xiàn)、邏輯圖形有機(jī)地結(jié)合在一起,方便地探究函數(shù)的圖像及其性質(zhì)[2]。在教學(xué)實(shí)踐中,我們利用該軟件進(jìn)行了幾次探索,取得了圓滿(mǎn)的結(jié)果。
一、ScienceWord的“邏輯動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)技術(shù)”
繪制函數(shù)圖像的傳統(tǒng)方法是描點(diǎn)連線(xiàn)法,描出的點(diǎn)越多,畫(huà)出的函數(shù)圖像就越準(zhǔn)確,這是學(xué)生必須首先掌握的一種方法。但是僅靠手工操作有時(shí)很難畫(huà)出準(zhǔn)確的圖像,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果。利用信息技術(shù)工具不僅可以快速地繪制出精確度很高的函數(shù)圖像,而且ScienceWord中的“邏輯動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)技術(shù)”能夠增加圖像的動(dòng)態(tài)效果與直觀性。所謂“邏輯動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)技術(shù)”是指在圖形發(fā)生變化后,如移動(dòng)、縮放等,與之相關(guān)聯(lián)的其他圖形的數(shù)理關(guān)系或邏輯關(guān)系是不會(huì)變化的,也就是它們所表達(dá)的科學(xué)特征是不會(huì)改變的。例如,移動(dòng)點(diǎn)C,其對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C’也會(huì)隨之移動(dòng),其對(duì)稱(chēng)關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化。
二、利用ScienceWord繪制函數(shù)圖像
ScienceWord軟件繼承了Word軟件在繪圖方面的優(yōu)點(diǎn),又進(jìn)行了改進(jìn)和擴(kuò)展,能夠快速畫(huà)出函數(shù)圖像。下面以繪制y=x2和y=x2 (x-3)的圖像為例,介紹函數(shù)圖像的繪制方法。
1. 坐標(biāo)系的創(chuàng)建與設(shè)置
?。?)坐標(biāo)系的創(chuàng)建:?jiǎn)?dòng)ScienceWord軟件,調(diào)出“解析幾何”工具欄。點(diǎn)擊“解析幾何”上的“插入直角坐標(biāo)系”圖標(biāo),光標(biāo)變成“╋”形狀。在工作區(qū)內(nèi)按住鼠標(biāo)左鍵不放,并拉動(dòng)鼠標(biāo)畫(huà)一個(gè)矩形框,放開(kāi)鼠標(biāo)即可。
?。?)調(diào)整坐標(biāo)軸的位置:可以直接通過(guò)移動(dòng)坐標(biāo)軸的原點(diǎn)或X軸、Y軸的位置來(lái)調(diào)整坐標(biāo)軸的位置。
?。?)坐標(biāo)軸參數(shù)設(shè)置:右鍵單擊坐標(biāo)系,選擇“屬性”,在對(duì)話(huà)框中設(shè)置橫坐標(biāo)參數(shù)和縱坐標(biāo)參數(shù),如圖1所示。
?。?)刻度標(biāo)注:選擇圖1中的“刻度標(biāo)注”,勾選“畫(huà)X軸刻度標(biāo)注”和“畫(huà)Y軸刻度標(biāo)注”,X軸和Y軸都選用“按大刻度數(shù)目標(biāo)注”, X軸和Y軸的刻度標(biāo)注的位置分別選擇“上方”和“右方”。
2.函數(shù)y=x2和y=x2 (x-3)圖像的繪制
在“解析幾何”工具欄中,選擇“任意數(shù)學(xué)曲線(xiàn)”圖標(biāo)。在出現(xiàn)的窗口中設(shè)定好參數(shù),如圖2所示,即可在坐標(biāo)系中畫(huà)出所需函數(shù)y=x2的圖像。將圖2中y表達(dá)式由y=x^2改為y=x^2*(x-3)即可畫(huà)出函數(shù)的y=x2 (x-3)的圖像,如圖3所示。
三、利用ScienceWord 探究函數(shù)圖像的性質(zhì)
例1:探究圖像特征與函數(shù)變化規(guī)律之間的等價(jià)關(guān)系
第一步:采用上述函數(shù)圖像繪制方法畫(huà)出y=x2和y=x2 (x-3)函數(shù)的圖像,如圖3所示。
第二步:總結(jié)圖像特征與函數(shù)變化規(guī)律之間的等價(jià)關(guān)系。從圖3可以看出,函數(shù)圖像與函數(shù)性質(zhì)之間存在著必然的聯(lián)系,如下表所示,表中左右兩列是等價(jià)關(guān)系,即有左就有右,同樣地,有右就有左。
例2:探索反比例函數(shù)的性質(zhì)
第一步:繪制反比例函數(shù)y=1/x和直線(xiàn)y=x的圖像
新建一直角坐標(biāo)系,選擇“解析幾何”工具欄中的“任意數(shù)學(xué)曲線(xiàn)”圖標(biāo),在出現(xiàn)的窗口中設(shè)定好參數(shù),即可在坐標(biāo)系上畫(huà)出所需反比例函數(shù)y=1/x的圖像。在“解析幾何”工具欄中選擇“在坐標(biāo)系上畫(huà)直線(xiàn)”圖標(biāo)(注意:不能選用“任意數(shù)學(xué)曲線(xiàn)”圖標(biāo),否則,不能畫(huà)出關(guān)于直線(xiàn)y=x的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)),在出現(xiàn)的窗口中設(shè)定好參數(shù),即可在坐標(biāo)系上畫(huà)出所需直線(xiàn)y=x。
第二步:繪制點(diǎn)C和點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)y=x的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C’
調(diào)出“平面幾何圖形”工具欄,利用其中的“畫(huà)點(diǎn)”圖標(biāo),在反比例函數(shù)y=1/x上任取一點(diǎn),如點(diǎn)C(