申海東
摘要:初中階段函數(shù)概念課的教學,一直是教學研究的重點課題,在學生學習的過程中應以實際案例引導學生抽象、概括和歸納出函數(shù)概念,要讓學生經(jīng)歷概念的形成過程,感悟本章要解決的主要問題、基本過程,滲透主要思想方法. 本文以“函數(shù)定義”為例,聚焦概念教學,探索概念教學的基本規(guī)律,再安排一些習題進行鞏固訓練,這樣的教學程序?qū)W生理解變量函數(shù)是非常有利的,突出體現(xiàn)了函數(shù)來源于生活、抽象于現(xiàn)實生活的特點.
關(guān)鍵詞:函數(shù) 概念 探索
核心數(shù)學概念的教學必須實現(xiàn)從工具性理解到關(guān)系性理解的過渡.這就要求在核心數(shù)學概念的教學中,要重點考慮概念的來源、相關(guān)概念及其關(guān)系、概念的作用等,更要突出概念形成的過程性.特別值得注意的是,核心數(shù)學概念的形成不是一蹴而就的,常常需要幾節(jié)課或一個階段才能完成概念建構(gòu),甚至是一個長期、動態(tài)的建構(gòu)過程,函數(shù)概念就是最典型的例證.
新人教版的八年級數(shù)學(下)第十九章《一次函數(shù)》的起始課既是從研究常量轉(zhuǎn)為研究變量關(guān)系的起始課,又是正式學習函數(shù)的開始,函數(shù)概念比較抽象,是學習的難點,所以本節(jié)課主要是激發(fā)學生學習函數(shù)的興趣,感知函數(shù)概念產(chǎn)生的必要性.由于在初中階段會多次學習不同函數(shù),所以對函數(shù)概念的理解可以通過較長的時間去感悟、認同、內(nèi)化,而不必在第一節(jié)課就對函數(shù)概念進行嚴格定義,否則會讓學生對其望而生畏.基于上述分析,本案例設計采取概念形成教學法,線索如下: 為什么要研究變量之間的關(guān)系——感悟兩個變量的“對應”關(guān)系——正確理解兩個“變量”的對應關(guān)系——函數(shù)的概念——概念鞏固.
學生在學習這節(jié)課的時候,教師應格外注意分析生活中一些實例,背后所蘊含的數(shù)學意義.
問題1 下面變化過程中的變量之間有什么聯(lián)系?
汽車以60 km/h的速度勻速行駛,行駛的時間為t h,行駛的路程為s km.
行駛時間t/h133.449…
行駛里程s/km60180204240540…
在學習的過程中,一邊出示行駛時間t,一邊由學生計算答案,一邊問學生:
1.題目中出現(xiàn)了幾個變量?
2.對于一個給定的t值,你能算出幾個答案?
給學生一個具體的t值,它們能求出一個具體的s值,當這個表格填完時,進行追問:
3.求答出的s值是不是唯一一個,還能有別的答案嗎?
學生說沒有,如果有別的多個答案,那一定是算錯了!以此,接下來的幾個問題都這樣去問,這樣的問法,會給學生留下幾個印象:
1.我們研究的問題中,都存在兩個變量,不能多也不能少;
2.這些變量中,當給定一個變量的具體值之后,對應的另一個變量也是可以求出相應的值,并且這個值是唯一一個.
以此來加深學生對于接下來函數(shù)定義的理解.當然,光有表達式還是不夠的,還要有其他形式的函數(shù)出現(xiàn):
問題2 下面是中國代表團在第23屆至30屆夏季奧運會上獲得的金牌數(shù)統(tǒng)計表,屆數(shù)和金牌數(shù)可以分別記作x和y,對于表中每一個確定的屆數(shù)x,都對應著一個確定的金牌數(shù)y嗎?
屆數(shù)x/屆2324252627282930
金牌數(shù)y/枚155161628325138
在學習這道題時,學生先觀察表格,再進行提問:
1.第一行表示什么?第二行表示什么?
2.找出第24屆一共獲得了多少枚金牌,30屆獲得了多少枚金牌?
學生能夠迅速找到答案.繼續(xù)追問:
3.你們是如何找到的?會先看什么?然后再看什么?
學生感覺很容易,其實這蘊含著如何讀表格的問題,對于追問與問題1的相關(guān)問題,學生會發(fā)現(xiàn),原來表格中,也有兩個變量,也有這種對應關(guān)系.
問題3 下圖是北京某天的氣溫變化圖,你能根據(jù)圖象說出某一時刻的氣溫嗎?
類比上道題,學生先觀察圖像,并提問:
1.橫軸表示什么?縱軸表示什么?
2.16時的氣溫是多少?0點時溫度是多少?
3.你在找這些溫度的時候,你會先看什么?然后怎么找到這個點的?然后又怎么知道這個點代表的溫度的?
因為是簡單的實際問題,學生很容易解決,但是在以后學習抽象的函數(shù)圖象的時候,圖象的觀察其實也是要經(jīng)歷這么一個過程,先看x軸上的具體數(shù)字,然后在上下兩個象限內(nèi)找出現(xiàn)的點,再然后觀察y軸這個點對應的數(shù)字.在解決這道題時,我也會問與問題1相關(guān)的問題,學生這次能夠明確感受到,這個圖象上的兩個變量之間的對應關(guān)系.
結(jié)合這幾個簡單實際問題的分析和理解,總結(jié)剛才在分析問題時,上面所有實例中變量之間的關(guān)系存在的共同特點.這次學生能夠明確地分析出:第一,所有實例中,都存在著一種變化的過程;第二,所有的實例中,都含有兩個變量;第三,所有的實例中,對于其中一個變量給出了具體的數(shù)值之后,另一個變量就能求出相應的并且是唯一一個確定的值.在三個問題的互動對話中,實現(xiàn)了幫助學生構(gòu)建整體框架,使學生面對一個新的概念時,有了一個“整體觀”,由此就很自然地引出了函數(shù)的定義.
為了更好地理解函數(shù)的定義,還可以舉出如下的反例:
如下圖是一只螞蟻在豎直的墻面上的爬行圖,請問:螞蟻離地高度h是離起點的水平距離t的函數(shù)嗎?為什么?
針對這個問題,學生需要利用函數(shù)的概念來進行判斷,看看是不是存在著一一對應的關(guān)系,以此作為判斷依據(jù).
函數(shù)是數(shù)學中的一個重要概念,它可以揭示現(xiàn)實世界中數(shù)量關(guān)系進行相互變化和依存的實質(zhì),是刻畫現(xiàn)實世界和變化世界的一個重要模型.以上的教學過程可以使學生感悟函數(shù)概念的產(chǎn)生背景和產(chǎn)生過程,激發(fā)學生探索問題的興趣,掌握函數(shù)概念的實質(zhì),同時還能讓學會發(fā)現(xiàn)和解決問題的數(shù)學思維方式和方法,積淀數(shù)學思想和觀念,更加深刻地理解函數(shù)的概念.
參考文獻
[1]韓新正.感悟“對應” 把握本質(zhì) 理解函數(shù)——談函數(shù)起始課教學的著力點[J]. 中學數(shù)學雜志,2016,(02):
[2]聶家成.初中函數(shù)概念起始課有效教學的案例分析[J]. 新課程(上),2014,(07):