江蘇省淮安市新淮高級中學(xué) 張 靚
函數(shù)的概念是中學(xué)數(shù)學(xué)概念中最重要的基本概念之一,是中學(xué)數(shù)學(xué)知識體系中的“核心”內(nèi)容。函數(shù)思想貫穿整個高中數(shù)學(xué)教學(xué)的始終,而函數(shù)概念是函數(shù)思想的基礎(chǔ),是整個高中數(shù)學(xué)的主題內(nèi)容。
初中時,蘇教版教材中函數(shù)的定義是:一般地,在一個變化過程中,如果有兩個變量x和y,并且對于x的每一個確定的值,y都有唯一確定的值與其對應(yīng),那么我們就說x是自變量,y是x的函數(shù)。從概念的定義我們不難發(fā)現(xiàn),此處將函數(shù)看成是兩個變量之間的依賴關(guān)系,但隨著學(xué)習(xí)的深入,再從變量之間的關(guān)系角度看,就很難解釋形如y=2這樣的函數(shù)。如果用高中集合、對應(yīng)的知識來解釋,就很自然。
實際上,初中教材和高中教材對函數(shù)概念的定義在本質(zhì)上是一樣的。高中階段不僅把函數(shù)看成變量之間的依賴關(guān)系,同時還用集合與對應(yīng)的語言刻畫函數(shù)。雖然在初中沒有提及集合與對應(yīng)的概念,但事實上它是客觀存在的,滲透學(xué)生在解決具體問題的過程中。不同之處在于初中所接觸的函數(shù)多數(shù)是有解析式的,而高中引入了新的符號“f”,用“f”表示對應(yīng)關(guān)系,用f(x)表示集合B中與x對應(yīng)的那個數(shù)。
授課對象:市重點高中普通班級的學(xué)生。學(xué)生在初中學(xué)習(xí)代數(shù)時已經(jīng)學(xué)習(xí)了函數(shù)的概念、表示方法以及圖像的繪制,并具體學(xué)習(xí)了正比例函數(shù)、反比例函數(shù)、一次函數(shù)及二次函數(shù)的概念和性質(zhì)。進(jìn)入高中,又學(xué)習(xí)了集合與對應(yīng)的語言,這些都為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)做了鋪墊。但高一學(xué)生的抽象思維和概括能力還較弱,從具體實例中概括事物的特征,并用集合的語言描述函數(shù)的概念尚難,需要教師的引導(dǎo)。
教學(xué)參考書中的教學(xué)目標(biāo)是這樣設(shè)定的:了解函數(shù)的定義,能用集合與對應(yīng)的語言來刻畫函數(shù),體會對應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的應(yīng)用;了解函數(shù)的構(gòu)成要素。根據(jù)教學(xué)參考書中的教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定,筆者將這些教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化,使之更具有操作性:①通過豐富的實例了解集合A和集合B都必須是非空的數(shù)集;②理解函數(shù)的本質(zhì),理解兩個數(shù)集之間有確定的對應(yīng)關(guān)系f,會求簡單函數(shù)的定義域;③通過經(jīng)歷函數(shù)的概念形成和辨析,發(fā)展學(xué)生的思維能力,通過課堂互動,體會函數(shù)思想和數(shù)學(xué)美。
重點是通過引導(dǎo)學(xué)生概括具體實例的共同屬性,用集合與對應(yīng)的數(shù)學(xué)語言刻畫函數(shù)概念;教學(xué)難點是理解函數(shù)概念及符號y=f(x)。
根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情以及教學(xué)重難點的設(shè)置,筆者采用問題式教學(xué)法先設(shè)置問題情境,用問題驅(qū)動、引導(dǎo)學(xué)生,再通過學(xué)生之間的合作交流、歸納,抽象出函數(shù)的概念。
在初中,同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了函數(shù),你還記得函數(shù)的概念嗎?根據(jù)函數(shù)的定義,你能舉出幾個函數(shù)的具體例子嗎?(請學(xué)生舉例)在學(xué)生舉例的基礎(chǔ)上,追問:你是如何判斷你所舉出的例子就是函數(shù)?依據(jù)是什么?
設(shè)計意圖:通過具體實例,一方面可以了解學(xué)生在初中時對函數(shù)概念的認(rèn)知程度,另一方面有助于形成學(xué)生對知識“再創(chuàng)造”的欲望。此環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生從變量的角度感受函數(shù)概念的本質(zhì),并培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
情境:一枚炮彈發(fā)射后,經(jīng)過26s 落到地面擊中目標(biāo),炮彈的射高為845m,且炮彈距地面的高度h(單位:m)隨時間t(單位:s)變化的規(guī)律是h=130t-5t2,試問:炮彈距離地面的高度h是時間t的函數(shù)嗎?為什么?
情境:已知某市一天24 小時內(nèi)的氣溫變化圖(圖略),那么氣溫t是時間h的函數(shù)嗎?為什么?你能用集合的語言重新表述一下這個對應(yīng)關(guān)系嗎?
學(xué)生思考、討論、交流。
設(shè)計意圖:讓學(xué)生充分參與課堂,體驗不僅僅是解析式,圖像也是一種記錄兩個變量之間對應(yīng)關(guān)系的語言,進(jìn)一步提高學(xué)生用數(shù)學(xué)語言表達(dá)問題的能力。
問題:分析這兩個實例,它們有哪些共同屬性呢?哪位同學(xué)來說一說?
設(shè)計意圖:從特殊到一般,通過回答不同實例中的集合,進(jìn)一步清晰函數(shù)可以看做兩集合的對應(yīng)關(guān)系這一初步印象,初步體驗函數(shù)概念。
教師:我們學(xué)習(xí)過很多的數(shù)學(xué)概念,當(dāng)我們認(rèn)識到概念的本質(zhì)屬性以后,往往將這些數(shù)學(xué)概念沉淀成一個數(shù)學(xué)符號。那么這三個引例的共同屬性是不是也可以用數(shù)學(xué)符號來表示?(老師總結(jié)板書)
設(shè)計意圖:在學(xué)生總結(jié)兩個實例的共同屬性的基礎(chǔ)上,及時地引進(jìn)數(shù)學(xué)符號,引導(dǎo)學(xué)生把符號和它所代表的含義聯(lián)系起來,不僅有效突破本節(jié)課的難點,還可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建構(gòu)意識和轉(zhuǎn)化思想,提高學(xué)生的語言概括能力,真正做到用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)世界。
教師幫助學(xué)生建立函數(shù)關(guān)系。
問題:回顧這節(jié)課學(xué)習(xí)的函數(shù)的概念,你覺得有哪些關(guān)鍵詞呢?
設(shè)計意圖:由學(xué)生指出概念中的關(guān)鍵詞,從抽象到具體,從一般到特殊,挖掘知識的背后學(xué)生的思維過程,暴露學(xué)生對函數(shù)概念的本質(zhì)的理解情況。
判斷:下列哪些y是x的函數(shù),為什么?
例1:下列集合A到集合B的對應(yīng)f中:是從集合A到集合B的函數(shù)為:_______
①A={-1,0,1},B={-1,0,1},f:A中的數(shù)的平方;
②A=R,B={正實數(shù)},f:A中的數(shù)取絕對值。
設(shè)計意圖:對函數(shù)概念正例與反例的辨析,強調(diào)對應(yīng)關(guān)系的方向。通過學(xué)生比較、分析、概括,可以使概念的關(guān)鍵屬性變得清晰,使實例成為理解概念的一種思維載體。
例2:已知函數(shù)。(3)當(dāng)a>0 時,求f(a-1)的值。
設(shè)計意圖:學(xué)生能根據(jù)定義,求出簡單函數(shù)的定義域,加深學(xué)生對函數(shù)概念的理解,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識。
課堂小結(jié):本節(jié)課你有哪些收獲呢?還有哪些困惑?
設(shè)計意圖:鞏固函數(shù)概念。
相應(yīng)學(xué)案的課后作業(yè),分必做題、選做題以及拓展題。