指数函数的图象及其性质.docx

高中数学学科教学设计
教学设计
课题名称
指数函数的图象及其性质
姓名
许 玉萍
工作单位
武汉育才高中
学科年级
高一
教材版本
普通高中教科书·数学（第一册）》（人教A版2019）
一、教学目标（从学段课程标准中找到要求，并具体化为本节课的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标。要求明晰、具体、可操作性。注意结合学科核心素养的内容，考虑教学效果需达到的程度。）
根据任教班级学生的实际情况，本节课我确定的教学目标是：理解指数函数的概念，能画出具体指数函数的图象；在理解指数函数概念、性质的基础上，能应用所学知识解决简单的数学问题；在教学过程中通过类比、抽象归纳，从图象和解析式这两种不同角度研究函数性质的数学方法，加深对指数函数及其图像和性质的认识，让学生在数学活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要；同时通过本节课的学习，使学生获得研究函数的规律和方法，使学生的数学抽象素养得到有效提升，发展学生的数学建模素养；培养学生主动学习、合作交流的意识。
二、教学重难点（说明本课题的重点、难点）
对底数的分类，如何由图象、解析式归纳指数函数的性质
三、学情分析（分析学生的知识起点、技能起点和态度起点）
指数函数是在学生系统学习了函数概念，基本掌握了函数的性质的基础上进行研究的，是学生对函数概念及性质的第一次应用。教材在之前的学习中给出了两个实际例子（旅游问题和炭14的衰减问题），已经让学生感受到指数函数的实际背景，但这两个例子背景对于学生来说有些陌生。本节课先设计一个看似简单的问题，通过超出想象的结果来激发学生学习新知的兴趣和欲望。
四、教学内容分析（简要说明本节课的主要学习内容）
本节课是《普通高中教科书·数学（第一册）》（人教A版2019）第四章第二节第二课（4.2.2）《指数函数及其性质》。根据我所任教的学生的实际情况，我将《指数函数及其性质》划分为两节课（探究图象及其性质，指数函数及其性质的应用），这是第一节课“探究图象及其性质”。 指数函数是重要的基本初等函数之一，作为常见函数，它不仅是今后学习对数函数的基础，同时在生活及生产实际中有着广泛的应用，所以指数函数应重点研究。
五、教学方法（针对学习内容，设计教与学的方法）
1.函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置。如何突破这个即重要又抽象的内容，其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机的结合起来，通过具有一定思考价值的问题，激发学生的求知欲望――持久的好奇心。我们知道，函数的表示法有三种：列表法、图象法、解析法，以往的函数的学习大多只关注到图象的作用，这其实只是借助了图象的直观性，只是从一个角度看函数，是片面的。本节课，力图让学生从不同的角度去研究函数，对函数进行一个全方位的研究，并通过对比总结得到研究的方法，让学生去体会这种的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去。
2.在本课的教学中我努力实践以下两点：
⑴.在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式。
⑵.在教学过程中努力做到生生对话、师生对话，并且在对话之后重视体会、总结、反思，力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法。
（3）.教学中要从整体上把握运算和函数概念、图象、性质以及应用的关系。
（4）.教学时结合具体的实际问题渗透数学思想方法和彰显人文价值，促使学生了解国家经济的发展、关心社会。
3.通过课堂教学活动向学生渗透数学思想方法；进一步理解函数模型是描述客观世界中变量关系和规律的重要数学语言和工具，结合是实际情境中的具体问题理解“指数增长、指数爆炸”等术语的现实意义。学会如何借助函数刻画实际问题，感悟数学模型中参数的现实意义，培养学生的建模技能。
六、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
在国际象棋棋盘第一个格子放1粒米，第二个格子放2粒米，第三个格子4粒米，第四个格子放8粒米，第五个格子放16粒米，……按这样的规律，第十个格子该放多少粒米？
每位同学所需准备的米粒数用表示，每位同学的座号数用表示，与之间的关系分别是什么
用一个看似简单的实例，为引出指数函数的概念做准备；同时通过与一次函数的对比让学生感受指数函数的爆炸增长，激发学生学习新知的兴趣和欲望
其实，在本章开头的问题2中，也有一个与类似的关系式（）
引导学生观察，两个函数中，底数是常数，指数是自变量
①（）和（）这两个解析式有什么共同特征？
②它们能否构成函数？
③是我们学过的哪个函数？如果不是，你能否根据该函数的特征给它起个恰当的名字？
引导学生从具体问题、实际问题中抽象出数学模型。学生对比已经学过一次函数、反比例函数、二次函数，发现，是一个新的函数模型，再让学生给这个新的函数命名，由此激发学生的学习兴趣
如果可以用字母代替其中的底数，那么上述两式就可以表示成的形式。自变量在指数位置，所以我们把它称作指数函数。
学生讨论并给出指数函数的定义：①若会有什么问题？（如，则在实数范围内相应的函数值不存在）
②若a=0会有什么问题？（对于 ，都无意义）
③若a=1又会怎么样？（1x无论x取何值,它总是1,对它没有研究的必要.）
①对指数函数中底数限制条件的讨论可以引导学生研究一个函数应注意它的实际意义和研究价值；
②讨论出，也为下面研究性质时对底数的分类做准备。
接下来教师可以问学生是否明确了指数函数的定义，能否写出一两个指数函数？
学生写几个指数函数，其他学生进行判断
加深学生对指数函数定义和呈现形式的理解
① 目前研究函数一般可以包括哪些方面②研究函数（比如今天的指数函数）可以怎么研究？用什么方法、从什么角度研究？
学生归纳
让学生在研究指数函数时有明确的目标：函数三个要素（对应法则、定义域、值域、）和函数的基本性质（单调性、奇偶性）
①让学生知道图象法不是研究函数的唯一方法，由此引导学生可以从图象和解析式(包括列表)不同的角度对函数进行研究；
②对学生进行数学思想方法（从一般到特殊再到一般、数形结合、分类讨论）的有机渗透。
好，下面我们就从图象和解析式这两个不同的角度对指数函数进行研究。
①让学生分为两大组，一组从解析式的角度入手（不画图）研究指数函数，一组借助电脑通过几何画板的操作从图象的角度入手研究指数函数；
②每一大组再分为若干合作小组（建议4人一小组）；
③每组都将研究所得到的结论或成果写出来以便交流
学生合作探讨
通过自主探索、合作学习不仅让学生充当学习的主人更可加深对所得到结论的理解
教师在巡视过程中应关注各组的研究情况，此时可选一些有代表性的小组上台展示研究成果，并对比从两个角度入手研究的结果。
教师可根据上课的实际情况对学生发现、得出的结论进行适当的点评或要求学生分析。这里除了研究定义域、值域、单调性、奇偶性外，再引导学生注意是否还有其它性质？
提问：各组在研究过程中除了定义域、值域、单调性、奇偶性外是否还得到一些有价值的副产品呢？（如过定点（0，1），与的图象关于y轴对称）
分组探究
①函数的表示法有三种：列表法、图象法、解析法，通过这个活动，让学生知道研究一个具体的函数可以也应该从多个角度入手，从图象角度研究只是能直观的看出函数的一些性质，而具体的性质还是要通过对解析式的论证；特别是定义域、值域更是可以直接从解析式中得到的。
②让学生上台汇报研究成果，让学生有种成就感，同时还可训练其对数学问题的分析和表达能力，培养其数学素养；
③对指数函数的底数进行分类是本课的一个难点，让学生在讨论中自己解决分类问题使该难点的突破显得自然。
从图象入手我们很容易看出函数的单调性、奇偶性、以及过定点（0，1），但定义域、值域却不可确定；从解析式（结合列表）可以很容易得出函数的定义域、值域，但对底数的分类却很难想到。
教师通过几何画板中改变参数的值，追踪的图象，在变化过程中，让全体学生进一步观察指数函数的变化规律。
师生共同总结指数函数的图象和性质，教师可以边总结边板书
跟着老师节奏归纳

例：已知指数函数的图象经过点，求的值。

通过本题加深学生对指数函数的理解
师：根据本题，你能说出确定一个指数函数需要什么条件吗？
师：从方程思想来看，求指数函数就是确定底数，因此只要一个条件，即布列一个方程就可以了

让学生明确底数是确定指数函数的要素，同时向学生渗透方程的思想
通过本节课的学习，你对指数函数有什么认识？你有什么收获？

①让学生再一次复习对函数的研究方法（可以从也应该从多个角度进行），让学生体会本课的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去。
②总结本节课中所用到的数学思想方法。
③强调各种研究数学的方法之间有区别又有联系，相互作用，才能融会贯通。
七、教学评价设计
1．本节课改变了以往常见的函数研究方法，让学生从不同的角度去研究函数，对函数进行一个全方位的研究，不仅仅是通过对比总结得到指数函数的性质，更重要的是让学生体会到对函数的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去，教师可以真正做到“授之以渔”而非“授之以鱼”。
2．教学中借助信息技术可以弥补传统教学在直观感、立体感和动态感方面的不足，可以很容易的化解教学难点、突破教学重点、提高课堂效率，本课使用几何画板可以动态地演示出指数函数的底数的动态过程，让学生直观观察底数对指数函数单调性的影响。
3．在教学过程中不断向学生渗透数学思想方法，让学生在活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要，部分学生还能自觉得运用这些数学思想方法去分析、思考问题。
八、形成性练习题（依据本节课的教学目标设计练习题）
练习：⑴在同一平面直角坐标系中画出和的大致图象，并说出这两个函数的性质；
⑵求下列函数的定义域：①，②
作业：课本118页习题4．2组第1、2、3、4题