如何上好《函数》的概念课

申海东
摘要:初中阶段函数概念课的教学,一直是教学研究的重点课题,在学生学习的过程中应以实际案例引导学生抽象、概括和归纳出函数概念,要让学生经历概念的形成过程,感悟本章要解决的主要问题、基本过程,渗透主要思想方法. 本文以“函数定义”为例,聚焦概念教学,探索概念教学的基本规律,再安排一些习题进行巩固训练,这样的教学程序对学生理解变量函数是非常有利的,突出体现了函数来源于生活、抽象于现实生活的特点.
关键词:函数 概念 探索
核心数学概念的教学必须实现从工具性理解到关系性理解的过渡.这就要求在核心数学概念的教学中,要重点考虑概念的来源、相关概念及其关系、概念的作用等,更要突出概念形成的过程性.特别值得注意的是,核心数学概念的形成不是一蹴而就的,常常需要几节课或一个阶段才能完成概念建构,甚至是一个长期、动态的建构过程,函数概念就是最典型的例证.
新人教版的八年级数学(下)第十九章《一次函数》的起始课既是从研究常量转为研究变量关系的起始课,又是正式学习函数的开始,函数概念比较抽象,是学习的难点,所以本节课主要是激发学生学习函数的兴趣,感知函数概念产生的必要性.由于在初中阶段会多次学习不同函数,所以对函数概念的理解可以通过较长的时间去感悟、认同、内化,而不必在第一节课就对函数概念进行严格定义,否则会让学生对其望而生畏.基于上述分析,本案例设计采取概念形成教学法,线索如下: 為什么要研究变量之间的关系——感悟两个变量的“对应”关系——正确理解两个“变量”的对应关系——函数的概念——概念巩固.
学生在学习这节课的时候,教师应格外注意分析生活中一些实例,背后所蕴含的数学意义.
问题1 下面变化过程中的变量之间有什么联系?
汽车以60 km/h的速度匀速行驶,行驶的时间为t h,行驶的路程为s km.
行驶时间t/h133.449…
行驶里程s/km60180204240540…
在学习的过程中,一边出示行驶时间t,一边由学生计算答案,一边问学生:
1.题目中出现了几个变量?
2.对于一个给定的t值,你能算出几个答案?
给学生一个具体的t值,它们能求出一个具体的s值,当这个表格填完时,进行追问:
3.求答出的s值是不是唯一一个,还能有别的答案吗?
学生说没有,如果有别的多个答案,那一定是算错了!以此,接下来的几个问题都这样去问,这样的问法,会给学生留下几个印象:
1.我们研究的问题中,都存在两个变量,不能多也不能少;
2.这些变量中,当给定一个变量的具体值之后,对应的另一个变量也是可以求出相应的值,并且这个值是唯一一个.
以此来加深学生对于接下来函数定义的理解.当然,光有表达式还是不够的,还要有其他形式的函数出现:
问题2 下面是中国代表团在第23届至30届夏季奥运会上获得的金牌数统计表,届数和金牌数可以分别记作x和y,对于表中每一个确定的届数x,都对应着一个确定的金牌数y吗?
届数x/届2324252627282930
金牌数y/枚155161628325138
在学习这道题时,学生先观察表格,再进行提问:
1.第一行表示什么?第二行表示什么?
2.找出第24届一共获得了多少枚金牌,30届获得了多少枚金牌?
学生能够迅速找到答案.继续追问:
3.你们是如何找到的?会先看什么?然后再看什么?
学生感觉很容易,其实这蕴含着如何读表格的问题,对于追问与问题1的相关问题,学生会发现,原来表格中,也有两个变量,也有这种对应关系.
问题3 下图是北京某天的气温变化图,你能根据图象说出某一时刻的气温吗?
类比上道题,学生先观察图像,并提问:
1.横轴表示什么?纵轴表示什么?
2.16时的气温是多少?0点时温度是多少?
3.你在找这些温度的时候,你会先看什么?然后怎么找到这个点的?然后又怎么知道这个点代表的温度的?
因为是简单的实际问题,学生很容易解决,但是在以后学习抽象的函数图象的时候,图象的观察其实也是要经历这么一个过程,先看x轴上的具体数字,然后在上下两个象限内找出现的点,再然后观察y轴这个点对应的数字.在解决这道题时,我也会问与问题1相关的问题,学生这次能够明确感受到,这个图象上的两个变量之间的对应关系.
结合这几个简单实际问题的分析和理解,总结刚才在分析问题时,上面所有实例中变量之间的关系存在的共同特点.这次学生能够明确地分析出:第一,所有实例中,都存在着一种变化的过程;第二,所有的实例中,都含有两个变量;第三,所有的实例中,对于其中一个变量给出了具体的数值之后,另一个变量就能求出相应的并且是唯一一个确定的值.在三个问题的互动对话中,实现了帮助学生构建整体框架,使学生面对一个新的概念时,有了一个“整体观”,由此就很自然地引出了函数的定义.
为了更好地理解函数的定义,还可以举出如下的反例:
如下图是一只蚂蚁在竖直的墙面上的爬行图,请问:蚂蚁离地高度h是离起点的水平距离t的函数吗?为什么?
针对这个问题,学生需要利用函数的概念来进行判断,看看是不是存在着一一对应的关系,以此作为判断依据.
函数是数学中的一个重要概念,它可以揭示现实世界中数量关系进行相互变化和依存的实质,是刻画现实世界和变化世界的一个重要模型.以上的教学过程可以使学生感悟函数概念的产生背景和产生过程,激发学生探索问题的兴趣,掌握函数概念的实质,同时还能让学会发现和解决问题的数学思维方式和方法,积淀数学思想和观念,更加深刻地理解函数的概念.
参考文献
[1]韩新正.感悟“对应” 把握本质 理解函数——谈函数起始课教学的着力点[J]. 中学数学杂志,2016,(02):
[2]聂家成.初中函数概念起始课有效教学的案例分析[J]. 新课程(上),2014,(07):
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