ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Данный открытый урок разработан для студентов 1 курса, осваивающих среднее общее образование в рамках основной профессиональной образовательной программы по специальности 23.02.01 Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном).
«Построение и преобразование графиков функций» - это одна из общих тем, которая раскрывает точки соприкосновения предметов математика и информатика, показывает межпредметную связь.
При изучении дисциплины «Математика» данная тема является заключительной в разделе «Функции их свойства и графики. Степенные, показательные, логарифмические и тригонометрические функции», на его освоение отведено 20 аудиторных часов. При изучении дисциплины «Информатика и ИКТ» входит в состав практических работ в разделе «Технологии создания и преобразования информационных объектов» при изучении темы «Динамические (электронные) таблицы» (10 аудиторных часов).
При формировании метапредметного понятия «Функций», необходимо затронуть профессиональную направленность, так как графики функций применяются при анализе и расчете показателей технических характеристик перевозочного процесса, для построения функциональных зависимостей показателей грузовых и пассажирских перевозок. Поэтому необходимо показать возможность построения и преобразования функций с использованием современных информационных компьютерных технологий (программ).
Цель занятия — с помощью возможности электронных таблиц Microsoft Excel создать условия для исследования влияния коэффициентов на преобразование графиков функций и изменение свойств функций.
Для достижения цели на занятии применяются следующие приемы: выполнение практической работы по информатике с элементами исследования по математике, осознание учебной деятельности студентов с опорой на технологическую карту, выполнение проверочной работы на этапе закрепления.
Для занятия был выбран интегрированный (бинарный) вид урока, т.к. он направлен на решение поставленных на данном уроке задач: закрепить знания правил записи арифметических выражений и формул в электронных таблицах; проверить умение построения графиков функций с помощью электронных таблиц Microsoft Excel, обеспечить наглядное восприятие, осмысление влияния коэффициентов на преобразование графиков функций и их свойств при выполнение исследовательской работы; повторить основные виды элементарных функций их свойств и графиков, продемонстрировать их применение в профессиональной деятельности.
На уроке для достижения поставленных задач применяются в совокупности, следующие педагогических технологии: технология системно-деятельностного подхода, проблемное обучение, элементы технологии взаимного обучения.
Весь ход занятия сопровождается демонстрацией слайдов по каждому этапу урока, что облегчает студентам восприятие этапов урока.
В конце урока студентам предлагается провести самооценку степени усвоения учебного материала и степени формирования ключевых компетенций.
Открытый урок рассчитан на 90 минут.
Методическая разработка включает в себя технологическую карту преподавателя и приложения:
Приложения 3, 4, 5 являются раздаточным материалом для студентов на уроке.
Технологическая карта учебного занятия
Преподаватели | Жукова Татьяна Сергеевна Антохина Ольга Васильевна |
Дисциплины | Математика Информатика и ИКТ |
Группа | ОПТ-12 |
Специальность | 23.02.01 Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном) |
№ занятия по КТП математика № занятия по КТП информатика и ИКТ | 62 40 |
Тема урока | Построение и преобразование графиков функций |
Тип занятия | Обобщение, систематизация и проверка знаний |
Вид занятия | Интегрированный урок (бинарный урок) |
Форма организация учебного занятия | Фронтальная работа, работа в парах |
Межпредметные связи
Внутрипредметные связи | Математика, Информатика, Физика, МДК 02.02. Организация пассажирских перевозок и обслуживание пассажиров на автомобильном транспорте. Математика: Тригонометрические функции и их свойства, Логарифмические и показательные функции. Информатика и ИКТ: Ввод данных в ячейки таблицы, автозаполнение. Строка формул. Редактирование и форматирование содержимого ячеек таблицы. |
Информационное обеспечение (дидактический материал) | Раздаточный материал (технологические карты, алгоритмы), презентация урока. |
Техническое и программное обеспечение | Интерактивная доска, приложения MS Power Point, MS Excel |
Педагогическая технология (и) | Технология системно-деятельностного подхода Проблемное обучение Элементы технологии взаимного обучения, технологии критического мышления (этапы реализации: вызов, осмысление, рефлексия) |
Цель занятия
| с помощью графических возможностей электронных таблиц Microsoft Excel создать условия для исследования влияния коэффициентов на преобразование графиков функций и изменение свойств функций. |
Задачи занятия 1.Обучающие: 2. Развивающие: 3. Воспитательные: | - закрепить знания правил записи арифметических выражений и формул в электронных таблицах; - проверить умение построения графиков функций с помощью электронных таблиц Microsoft Excel, - закрепить умения и навыки редактирования содержимого ячеек таблицы; - проверить умения форматирования элементов точечной диаграммы; - обеспечить наглядное восприятие, осмысление влияния коэффициентов на преобразование графиков функций и их свойств при выполнение исследовательской работы; - повторить основные виды элементарных функций и их свойства и графики; - продемонстрировать возможности использования электронных таблиц Microsoft Excel при изучении математики, - показать интеграцию двух предметов: алгебры и информатики; -продемонстрировать применение графиков функции в профессиональной деятельности. - развивать познавательный интерес учащихся; - развивать логическое мышление (умение анализировать, сравнивать, обобщать делать выводы); - развивать умения работать с имеющейся информацией в необычной ситуации; - развивать самооценку своей самостоятельной деятельности на учебном занятии; развивать умения анализировать свои ошибки и исправлять их в процессе решения задач - развивать коммуникативные навыки; - воспитывать умение слушать друг друга; добросовестное отношение к учебному труду, ответственность, честность, сопереживание успехам и неудачам одногруппников. |
Ожидаемые результаты: | |
Формируемые компетенции: 1. Самоорганизация, самообучение 2. Информационный блок 3. Коммуникационный блок | ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях. ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности ОК 6. Работать в коллективе, обеспечивать его сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. |
Учебный продукт:
| - Практическая работа «Построение графиков функции в среде MS Excel» - Исследовательская работа «Влияние коэффициентов на преобразование графиков функций и их свойства» - Проверочная работа по математике. |
Домашнее задание: | Решение метапредметной задачи: Уравнение гармонического колебания маятника: у = 0,4 cos (2 t-π). Найти амплитуду и период колебаний. Определить смещение точки через 0,5 с. Построить график колебаний. Проверить результат с помощью программы Excel. |
Дидактическая структура занятия Этапы занятия, время | Цель | Деятельность преподавателя, его функции на данном этапе | Деятельность студента | Методы, приемы | Методы контроля | Форма организации деятельности обучающихся | Формируемые компетенции
|
Орг. момент
5 мин.
| Сообщение темы, постановка цели, задач занятия, знакомство с планом занятия | Проверка готовности к занятию, сообщение темы, постановка целей учебного занятия, рекомендации по организации работы на уроке. (Преподаватель информатики) Организатор, координатор | Подготовка информации дежурным (старостой), проверка готовности к занятию, принятие и осмысление целей и задач занятия, ознакомление приложениями. | Словесно-наглядный | Наблюдение | Фронтальная | ОК 2 |
Актуализация знаний
7 минут
| Подготовка к восприятию нового учебного материала (повторение темы «Функция и ее свойства») | Демонстрация задания на интерактивной доске (презентация) (Приложение 1), обеспечение контроля за выполнением задания. (Преподаватель математики) Организатор, координатор, эксперт
| Сопоставление графического и аналитического способа задания функции, определение свойств функции по графику функции. Контроль и корректировка своих знаний. При выборе правильного ответа, поднимают сигнальную карточку, соответствующую номеру правильного ответа. | Словесно-наглядный, репродуктивный | Наблюдение, взаимоконтроль | Фронтальная, работа в парах. | ОК 2 ОК 6 |
Мотивационный этап
5 минут
| Расширить мировоззрение, показать практическую значимость изучаемой темы. | Демонстрация презентации «Роль графиков функции при освоении специальности «Организация перевозок и управление на транспорте» (Приложение 2) (Преподаватель информатики) Постановка проблемного вопроса: «Как влияют коэффициенты на преобразование графиков функций?» (Преподаватель математики) Организатор, координатор | Восприятие информации с экрана, осмысление. | Словесно-наглядный (диалог) Проблемный вопрос (вызов) | Устный опрос, наблюдение | Фронтальная | ОК 1 ОК 5 |
Практическая работа с элементами исследования
48 минут | Показать возможность компьютерных технологий при изучении математики | Создание условий для решения проблемного вопроса и наглядного восприятия с помощью информационного обеспечения (программы Excel), раздаточного материала (приложение 3) обеспечение контроля за выполнением задания, координирование работы студентов на компьютере (преподаватель информатики). Организация исследовательской работы, диалог со студентами. Организация учебного взаимодействия в паре. (преподаватель математики) Организатор беседы, координатор | Восприятие проблемного вопроса, его анализ. Построение графиков с помощью таблиц Excel. Заполнение технологической карты «Практическая работа с элементами исследования» (приложение 4) на основе полученных выводов, выведенных закономерностей. Учатся договариваться, взаимодействовать друг с другом, принимать общее решение. | Проблемно- поисковый, индуктивный, Наглядный, практический | Взаимоконтроль. Оценка практической работы по информатике, оценка исследовательской работы по математики, наблюдение | Работа в парах за компьютером | ОК 2 ОК 3 ОК 4 ОК 6 |
Закрепление материала (Проверочная работа) 15 минут | Проверка уровня осмысления и понимания выводов, полученных при исследовательской работы, умение применить знания для решения задач | Установление правильности и осознанности усвоения изученного материала, по результатам исследовательской работы, демонстрация ключей по истечению времени. (Преподаватели математики и информатики) Организатор, координатор, эксперт | Выполнение проверочной работы (приложение 5). Решение поставленной задачи на основе полученных выводов в исследовательской работе. Осуществление самооценки. | Практический (осмысление). | Самопроверка, взаимопроверка | индивидуальная | ОК 1 ОК 2 ОК.3 ОК 4 ОК 6 |
Подведение итогов занятия, рефлексия, самооценка
7 минут | Рефлексия: осмысление студентами своих действий, развитие способности к самооценке (достижение цели, затруднения, преодоление учебных проблем) | Постановка контрольных вопросов по теме. Качественная характеристика общей работы студентов на занятии, так и отдельных студентов. (Преподаватель математики и информатики) Организатор, эксперт | Соотнесение результатов деятельности с поставленной целью, формулирование конечного результата своей работы на занятии. | Практический, словесный | Наблюдение, Самопроверка, устный опрос | Фронтальная | ОК 2 ОК 6 |
Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению
3 минуты
| Понимание цели, содержания и способов выполнения домашнего задания | Устные методические рекомендации по выполнению домашней работы студентов. (Преподаватель математики и информатики) Организатор, информатор | Запись, восприятие информации, осмысление | Словесный | Наблюдение, вопросы | Фронтальная | ОК 1 ОК 2 ОК 4 |
Перечень литературы при подготовке к занятию
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Вопросы на актуализацию знаний
Студенты работают в парах, поднимают карточки с номером правильного ответа.
Вопрос № 1: Укажите номер графика четной функции
Ответ: 1
Вопрос № 2: Укажите номер графика возрастающей функции
Ответ: 2,4
Вопрос № 3: График какой функции изображен:
1) y = sin x 2) y = cos x 3) y = tg x 4) y = ctg x
Ответ: 1
Вопрос № 4: Укажите номер графика показательной функции.
Ответ: 3,4
Вопрос № 5: Укажите номер графика функции, где f(x)>0 на промежутке (0; 6,5)
Ответ: 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
«Роль графиков функции при освоении специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте»
Постановка проблемного вопроса: На примере мы увидели, что производительность грузового автомобиля зависит от многих показателей и коэффициентов, но для каждого случая коэффициенты меняются, возникает вопрос: «Как изменится график функции и его свойства, если поменять коэффициент, есть ли закономерность?»
Если мы будем знать закономерность, то нам легче следить за изменением процесса.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Алгоритм работы «Построение графиков математических функций» (для 1 курса):
1. Создание таблицы, содержащей значения аргумента х и значения функции y a. Заполнение диапазона для аргумента Х с помощью опции Заполнить в группе Редактирование b. Запись формулы для вычисления функции и копирование формулы по диапазону маркера автозаполнения | |
2. Определить таблицу графика на одной странице в режиме Просмотр и печать a. Включить пиктограмму Показать поля и уменьшить сначала правое поле листа, а затем, если надо, левое поле (можно изменить ориентацию страницы с Книжной на Альбомную) b. Вернуться на рабочий лист, выделить названия столбцов (буквы) и отрегулировать ширину столбцов в группе Формат, опция Ширина столбца (до 4,5) c. Выделить таблицу и установить границы (Все границы) | |
3. Выделение диапазона исходных данных Установить курсор в таблицу и нажать клавиши CTRL+A | |
4. Выбор типа диаграммы — Точечная с гладкими кривыми и маркерами Не использовать диаграмму График!! | |
5. Масштабирование осей (масштаб осей должен быть одинаковым), выравнивание сетки графика (использовать горизонтальные и вертикальные маркеры области построения). | |
6. Определение параметров графика (название диаграммы, название осей) | |
7. Форматирование элементов графика (выделение линий осей, установка стрелок и т.д.). Выделение элемента графика (диаграммы) щелчком левой кнопки мышки и изменение параметров форматирования в окне Формат … |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Практическая работа с элементами исследования студента (ФИО)_________________________Группа__________
Практическая работа по информатике | Исследовательская работа по математике |
Задание №1. Построение графиков функций | |
Постройте график функции у = sin x на 5 листах На 1, 2 и 4 листах: на отрезке[-6;6] с шагом 0,5 На 3, 5 листах: на отрезке [-3;3] с шагом 0,25. Для построения графиков используйте «Алгоритм построения точечной диаграммы». | |
Задание №2. Построение и исследование графика функции у= k f(x) при k>1 и 0< k<1 | |
На первом листе постройте в этой же системе координат функцию у = 3 sin x. Для этого добавьте в третью строку новую расчетную формулу и маркером автозаполнения скопируйте ее на весь диапазон. Установите курсор в область диаграммы и синим диапазоном охватите новые ячейки таблицы. | Определите расстояние от прямой оси ОХ до графиков вдоль оси OY. Сравните расстояния. Во сколько раз увеличилось расстояние до второго графика________________ Постройте на шаблоне №1 график y = 2 sin x Сделайте общий вывод: Чтобы построить график функции у=kf(x) при k>1 нужно________________ __________________________________________________________________ Преобразования функции у=kf(x) при k>1 называется____________________ |
На втором листе постройте в этой же системе координат функцию у = 1/3 sin x. Для этого добавьте в третью строку новую расчетную формулу и маркером автозаполнения скопируйте ее на весь диапазон. Установите курсор в область диаграммы и синим диапазоном охватите новые ячейки таблицы. | Определите расстояние от прямой оси ОХ до графиков вдоль оси OY. Сравните расстояния. Во сколько раз уменьшилось расстояние до второго графика_________________________________________________________ Чтобы построить график функции у=kf(x) при 0< k<1 нужно______________ __________________________________________________________________ Преобразования функции у=kf(x) при 0< k<1 называется ________________ Постройте на шаблоне №1 график у =1/2 sin x Определите по графику какие свойства функции изменились при преобразовании? __________________________________________________ Заполните таблицу. |
Задание №3. Построение и исследование графика функции у= f(nx) при n>1 и 0<n <1 | |
На третьем листе постройте график функции y=sin 4x в интервале от -3 до 3 с шагом 0,25. | Определите расстояние от оси ОY вдоль оси OX до графиков. Сравните значение. Во сколько раз расстояние уменьшилось _________- Сделайте вывод: Чтобы построить график функции у=f(nx) при n>1 нужно ___________________________________________________________ _________________________________________________________________ Преобразование называется______________________________________ Постройте на шаблоне №2 график y=sin1/2x |
На четвертом листе постройте функцию у= sin (1/2x) | Сделайте вывод: Чтобы построить график функции у=f(nx) при 0< n<1 нужно ___________________________________________________________ __________________________________________________________________ Преобразование называется_________________________________________ Определите по графику какие свойства функции изменились при преобразовании? _______________________________________________________ |
Задание №4. Построение и исследование графика функции у= f(x+т)+p | |
На пятом листе в этой же системе координат постройте графики у = sin(х+2) и y = sin(х-2). | Сделайте вывод: __Чтобы построить график функции у = f(x+m) нужно __________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Преобразование называется_______________________________________
|
На пятом листе в этой же системе координат добавьте графики функций у= sin(х)-1 и у= sin(х)+1 | Сделайте вывод: Чтобы построить график функции у = f(x) + р при нужно ______________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Преобразование называется: _______________________________________ |
Изменение свойств функций при преобразовании графиков
Свойства | у=kf(x) | у=f(nx) | у=f(x + m) | у=f(x) +р |
1) Область определения D(x). | ||||
2) Область значений Е(у) | ||||
3) Точки пересечения с осями: - с осью ОХ (нули функции) | ||||
- с осью ОY | ||||
4) Четность, нечетность функции | ||||
5) Промежутки знакопостоянства | ||||
6) Промежутки монотонности | ||||
7) Экстремумы функции | ||||
8) Наибольшее и наименьшее значение функции | ||||
9) Период функции |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
Проверочная работа студента ____________________________группа ________
Вариант № 1
Выполните задание. Оцените степень усвоения материала по каждому заданию (в баллах).
0 — Ничего не понятно, задание сделать не смогу
1 - Теоретически понятно, практически применить не смогу
2 - Все понятно, задание выполнил верно
Задание | Самооценка (в баллах) | Самооценка (в баллах) | |
Задание №1. Постройте график функции y = . Назовите вид преобразования__________________ ____________________________________________ | Задание №2. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования _______________ ________________________________________ | ||
Задание №3. Постройте график функции y =(x - 1)4-1,5 Назовите вид преобразования___________________ ____________________________________________ | Задание №4. Переведите словесный способ задания функции в аналитический (с помощью формулы) 1. График функции y= растянули вдоль оси ОХ в 4 раза. 2. После сжали вдоль оси OY в 5 раз. 3. Переместили вправо на 3,2 единицы. 4. Переместили вниз на 2,5 единиц. Формула _____________________________ | ||
Подсчитайте общее количество баллов: Самооценка | _________ |
Самооценка
7-8 баллов - оценка «5» 5-6 баллов - оценка «4» 3-4 балла — оценка «3»
Проверочная работа студента ____________________________группа ________
Вариант № 2
Выполните задание. Оцените степень усвоения материала по каждому заданию (в баллах).
0 — Ничего не понятно, задание сделать не смогу
1 - Теоретически понятно, практически применить не смогу
2 - Все понятно, задание выполнил верно
Задание | Самооценка (в баллах) | Самооценка (в баллах) | |
Задание №1. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования___________________ ____________________________________________ | Задание №2. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования _______________ ________________________________________ | ||
Задание №3. Постройте график функции y =(x+1)4-2,5 | Задание №4 Переведите словесный способ задания функции в аналитический (с помощью формулы) 1. График функции y= сжали вдоль оси ОХ в 3 раза. 2. После растянули вдоль оси OY в 6 раз. 3. Переместили влево на 4,5 единицы. 4. Переместили вниз на 1,5 единиц. Формула _____________________________ | ||
Подсчитайте общее количество баллов: Самооценка | _________ |
Самооценка
7-8 баллов - оценка «5» 5-6 баллов - оценка «4» 3-4 балла — оценка «3»
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 (ответы)
Проверочная работа студента ____________________________группа ________
Вариант № 1
Выполните задание. Оцените степень усвоения материала по каждому заданию (в баллах).
0 — Ничего не понятно, задание сделать не смогу
1 - Теоретически понятно, практически применить не смогу
2 - Все понятно, задание выполнил верно
Задание | Самооценка (в баллах) | Самооценка (в баллах) | |
Задание №1. Постройте график функции y = . Назовите вид преобразования сжатие вдоль оси OY | Задание №2. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования сжатие вдоль оси ОХ | ||
Задание №3. Постройте график функции y =(x - 1)4-1,5 Назовите вид преобразования сдвиг вправо и вниз | Задание №4. Переведите словесный способ задания функции в аналитический (с помощью формулы) 5. График функции y= растянули вдоль оси ОХ в 4 раза. 6. После сжали вдоль оси OY в 5 раз. 7. Переместили вправо на 3,2 единицы. 8. Переместили вниз на 2,5 единиц. Формула _____ _____ | ||
Подсчитайте общее количество баллов: Самооценка | _________ |
Самооценка
7-8 баллов - оценка «5» 5-6 баллов - оценка «4» 3-4 балла — оценка «3»
Проверочная работа студента ____________________________группа ________
Вариант № 2
Выполните задание. Оцените степень усвоения материала по каждому заданию (в баллах).
0 — Ничего не понятно, задание сделать не смогу
1 - Теоретически понятно, практически применить не смогу
2 - Все понятно, задание выполнил верно
Задание | Самооценка (в баллах) | Самооценка (в баллах) | |
Задание №1. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования сжатие вдоль оси ОУ | Задание №2. Постройте график функции y = Назовите вид преобразования сжатие вдоль оси ОХ | ||
Задание №3. Постройте график функции y =(x+1)4-2,5 Назовите вид преобразования сдвиг влево и вниз | Задание №4 Переведите словесный способ задания функции в аналитический (с помощью формулы) 5. График функции y= сжали вдоль оси ОХ в 3 раза. 6. После растянули вдоль оси OY в 6 раз. 7. Переместили влево на 4,5 единицы. 8. Переместили вниз на 1,5 единиц. Формула _ ___________ | ||
Подсчитайте общее количество баллов: Самооценка | _________ |
Самооценка
7-8 баллов - оценка «5» 5-6 баллов - оценка «4» 3-4 балла — оценка «3»