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函数概念是初中数学教师普遍感到难教,学生难学的一节课,可以说是初中数学的“疑难杂症”.为此,本区教研室专门针对此疑难问题组织了《72认识函数》一课的教学研讨活动,笔者有幸接到执教任务,课前和教研同行对本课作了充分的研究和思考,课后受到与会教师的广泛好评.现将本课的教学研究、教学过程整理如下,和各位同行交流.
1 教前研究
拿到课题以后,笔者和教研同行们从理解数学、理解学生、理解教学三个维度着重思考了以下3个问题:如何理解函数概念?为什么学生感到难学?为什么教师感到难教?围绕这3个问题展开了深入探讨,整理如下:
如何理解函数概念?浙教版教材中对函数概念的叙述是“在某一个变化过程中,对x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值,称y是x的函数.”函数研究的对象是变化过程中两个变量间的依存关系,所谓“确定”、指的是自变量在某一时刻变为常量,“唯一确定”指的是因变量在自变量确定的情况下“被常量”,而且是唯一的.即通常意义下,我们说的“一对一或多对一”是函数关系,但“一对多”不是函数关系.
为什么学生感到难学?首先“函数”这个名称难于直观表达概念内涵,误认为“函数”是一个数.其次,对于八年级的学生来说,函数概念很抽象,是一个全新的学习领域,它和以往所学的描述性的数、式概念和形象的几何概念都有很大的不同,学生很难理解“唯一确定”作为函数概念内涵的必要性和合理性.再者,对于用解析法表示的函数,如y=2x,在学生眼里就是一个二元一次方程.从方程的视角看,x,y就是未知数;从函数的视角看,x,y就是变量.这种视角的转换学生较难适应.
为什么教师感到难教?浙教版教材将本课标题命名为“认识函数”,是要让学生认识函数是什么?它有哪些表现形式?本课既要让学生理解函数的概念,也要让学生认识解析法、列表法、图像法表示的函数.是先介绍函数概念,然后再和盘托出它的三种形式?还是将函数概念贯穿于函数的三种表现形式中,螺旋上升地认识函数概念?前一种教法简单易操作,但是学生理解函数容易浮于表面,后一种方法对教师的课堂驾驭能力提出很大的挑战.
在充分地研讨以后,笔者确定了本课的教学思路,进行了充分的课前准备展开教学.2 教学实况简录
2.1 情景导入,激发兴趣
上课开始,教师和学生从“中餐费”的话题开始.教学片断如下:
师:你们中午在校就餐吗?每天中餐费是多少?
生(众):8元.
师:每个月的中餐费相同吗?
生(众):不同.
师:是什么原因导致不同呢?
生(众):因为每个月在校的天数不同.
师:请大家算笔帐:(屏幕显示以下问题)
问题1:9月份在校21天,每位就餐同学应交中餐费多少?10月份18天、11月份23天呢?(同学们随口报出答案)
师:同学们计算能力真强!确实,天数不同,每个月的中餐费不同!最近有个好消息,快餐公司决定餐费打9折,每餐费用多少?9月份、10月份、11月份的快餐费又是多少?
生(众):72元!(学生开始费力地笔算)
师:(把投影切换到Excel)看来,大家算得很费劲.我这里有一个计算器(如图),我们先在“D4单元格”输入单价72,再在“C4单元格”输入就餐天数,则E4单元格就会显示相应的中餐费.
CDE
2计算器的奥秘
3x(天)单价y(元)
400
(教师输入19、18、23,屏幕立即显示相应的中餐费)
师:和你计算的结果一样吗?
生(众):(惊异地)正确!
师:这玩意的计算速度真快!你知道它的奥秘吗?
教学评析 以学生亲身经历的“中餐费”为背景导出“现实生活中因天数改变餐费改变”的事实,以“计算器”运算奥秘为话题,既为导出解析法进行铺垫,又激发了学生强烈的探索欲望.
2.2 抽象概括,彰显本质
师:(双击E4)我们发现这里有个等式:y=D4*C4(板书),D4是什么?(教师引导观察)
生(众):单价.(板书)
生4:C4是输入的在校天数,y是每月的中餐费.(板书)
师:在我们不断地输入──计算、再输入──再计算的过程中,哪些量是常量?哪些量是变量?
生5:单价72是常量,在校天数和中餐费都是变量.(板书)
师:什么量因什么量的变化而变化?
生6:中餐费y因在校天数的变化而变化.
师:如果我们用x表示不断变化的在校天数,你会用含x、y的字母改写上面的等式吗?
生7:y=72x.(板书)
师:我们再输入几个x值.(学生报13,17,…,教师一一输入得相应y值,)
师:由以上计算可知,当x等于一个确定的值时,y值是否确定?此时y值有几个?
生8:当x是一个确定的值时,由于单价是常量,它们的乘积也一定是常量,而且只有一个,即y值是确定的,而且是唯一的.
(以下教师再提出全班中餐费与单价72元、在校天数19天、就餐人数x的关系,类似得到y=1368x.鼓励学生在Excel中编制计算公式,并现场运行检验)
师:我们发现:对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值.一般地,在某个变化过程中,设有两个变量x,y,如果对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值,那么就说y是x的函数,其中x叫做自变量.我们将“y=72x”这种表示函数关系的等式叫做函数解析式,简称函数式.用函数解析式表示函数的方法也叫解析法.生活中有很多变化过程,都存在着函数关系.
(以下学生举例说明,老师鼓励学生用两个变量来描述.) 教学评析 通过揭秘“计算器”运算奥秘,引导学生从相对简单的解析法入手抽象概括出函数概念的本质属性──“对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值”,达到初步了解函数概念的目的.此处“中餐费”背景贴近学生的现实,让学生感受到函数在日常生活中的应用价值.
2.3 围绕本质,螺旋提升
师:函数除了用解析法表示以外,是否还有其他表示方法呢?请看下面一个问题.
问题2(投影):国内投寄平信应付邮资如下表:
信件质量
m(克)0 邮资
y(元)080160240
(1)若有四封信件质量分别为5克、10克、30克和50克,则该分别付邮资多少元?
(2)讨论:y是m的函数吗?
生9:当m=5时,y的值是080.(类似处理其他3个值)
生10:因为5克、10克的信件所负邮资都为080元.所以y不是m的函数.
生11:你的理解是错误的!虽然5克、10克的信件所负邮资都为080元,但5克信件所负邮资只有080元这唯一值;10克信件所负邮资也只有080元这唯一值.根据函数概念:对于m的每一个确定的值,y都有唯一确定的值.所以y是m的函数.
(掌声自发地响起来)
师:那么,前面一位同学的判断,错在哪儿?
生12:他认为不同的m值对应“相同”的y值就不是“唯一”了.
师:说到点子上了!判断两个变量之间是否存在函数关系,关键要抓住函数概念的本质──“对于m的每一个确定的值,y是否都有唯一确定的值”.这种用列表的方式表示函数的方法我们称之为列表法.
师:如果把表格中“40 生13:不是.例如当m=31时,y有160和240两个值,并不唯一.
师:这位同学讲得非常好!我们可以通过举反例判断两个变量之间不是函数关系.继续看:
问题3:(1)观察图象,当t分别为6点,10点,14点时,相应的气温T大约是多少(℃)
(2)温度T是时间t的函数吗?
生14:当t为6点时,气温T大约是-1℃.(学生上台边画边讲,类似处理第1问)
生15:对于t的每一个确定的值,T都有唯一确定的值,所以T是t的函数.
师:判断两个变量之间是否存在函数关系,关键要抓住函数概念的本质──“对于t的每一个确定的值,T是否都有唯一确定的值”.这种用图象的方式表示函数的方法我们称之为图象法.(师生共同小结函数的三种表示方法)
教学评析 从列表法、图像法不断深化学生对函数概念的理解,体现数学概念“围绕本质,螺旋提升”的学习过程.在本教学片断中,问题的设置摒弃了传统的循序递进的模式,而是采用难易交错的波浪式推进方式.如“邮件问题”放置在函数概念刚刚形成之后,看似难度过大,不太合理.但这恰恰是执教者的有意安排,它使得学生对“唯一确定的值”和“不相同的值”展开不同观点的辩论和质疑,激起了思维碰撞的火花,使本来模糊的概念渐渐变得清晰,让学生经历了函数概念的螺旋上升的理解过程.
2.4 横向联系,渗透思想
师:现在,我们知道了表示函数的3种方法.那么同一个函数问题能否用三种不同形式来表示呢?(切换到Excel投影)在表格中当x的值输入1时,对应的y值为7,在图象中也会出现一个确定位置的点.
(老师在表格x栏依次输入1,2,…,8,表格、图象中分别出现对应y值和相应的点)
1 教前研究
拿到课题以后,笔者和教研同行们从理解数学、理解学生、理解教学三个维度着重思考了以下3个问题:如何理解函数概念?为什么学生感到难学?为什么教师感到难教?围绕这3个问题展开了深入探讨,整理如下:
如何理解函数概念?浙教版教材中对函数概念的叙述是“在某一个变化过程中,对x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值,称y是x的函数.”函数研究的对象是变化过程中两个变量间的依存关系,所谓“确定”、指的是自变量在某一时刻变为常量,“唯一确定”指的是因变量在自变量确定的情况下“被常量”,而且是唯一的.即通常意义下,我们说的“一对一或多对一”是函数关系,但“一对多”不是函数关系.
为什么学生感到难学?首先“函数”这个名称难于直观表达概念内涵,误认为“函数”是一个数.其次,对于八年级的学生来说,函数概念很抽象,是一个全新的学习领域,它和以往所学的描述性的数、式概念和形象的几何概念都有很大的不同,学生很难理解“唯一确定”作为函数概念内涵的必要性和合理性.再者,对于用解析法表示的函数,如y=2x,在学生眼里就是一个二元一次方程.从方程的视角看,x,y就是未知数;从函数的视角看,x,y就是变量.这种视角的转换学生较难适应.
为什么教师感到难教?浙教版教材将本课标题命名为“认识函数”,是要让学生认识函数是什么?它有哪些表现形式?本课既要让学生理解函数的概念,也要让学生认识解析法、列表法、图像法表示的函数.是先介绍函数概念,然后再和盘托出它的三种形式?还是将函数概念贯穿于函数的三种表现形式中,螺旋上升地认识函数概念?前一种教法简单易操作,但是学生理解函数容易浮于表面,后一种方法对教师的课堂驾驭能力提出很大的挑战.
在充分地研讨以后,笔者确定了本课的教学思路,进行了充分的课前准备展开教学.2 教学实况简录
2.1 情景导入,激发兴趣
上课开始,教师和学生从“中餐费”的话题开始.教学片断如下:
师:你们中午在校就餐吗?每天中餐费是多少?
生(众):8元.
师:每个月的中餐费相同吗?
生(众):不同.
师:是什么原因导致不同呢?
生(众):因为每个月在校的天数不同.
师:请大家算笔帐:(屏幕显示以下问题)
问题1:9月份在校21天,每位就餐同学应交中餐费多少?10月份18天、11月份23天呢?(同学们随口报出答案)
师:同学们计算能力真强!确实,天数不同,每个月的中餐费不同!最近有个好消息,快餐公司决定餐费打9折,每餐费用多少?9月份、10月份、11月份的快餐费又是多少?
生(众):72元!(学生开始费力地笔算)
师:(把投影切换到Excel)看来,大家算得很费劲.我这里有一个计算器(如图),我们先在“D4单元格”输入单价72,再在“C4单元格”输入就餐天数,则E4单元格就会显示相应的中餐费.
CDE
2计算器的奥秘
3x(天)单价y(元)
400
(教师输入19、18、23,屏幕立即显示相应的中餐费)
师:和你计算的结果一样吗?
生(众):(惊异地)正确!
师:这玩意的计算速度真快!你知道它的奥秘吗?
教学评析 以学生亲身经历的“中餐费”为背景导出“现实生活中因天数改变餐费改变”的事实,以“计算器”运算奥秘为话题,既为导出解析法进行铺垫,又激发了学生强烈的探索欲望.
2.2 抽象概括,彰显本质
师:(双击E4)我们发现这里有个等式:y=D4*C4(板书),D4是什么?(教师引导观察)
生(众):单价.(板书)
生4:C4是输入的在校天数,y是每月的中餐费.(板书)
师:在我们不断地输入──计算、再输入──再计算的过程中,哪些量是常量?哪些量是变量?
生5:单价72是常量,在校天数和中餐费都是变量.(板书)
师:什么量因什么量的变化而变化?
生6:中餐费y因在校天数的变化而变化.
师:如果我们用x表示不断变化的在校天数,你会用含x、y的字母改写上面的等式吗?
生7:y=72x.(板书)
师:我们再输入几个x值.(学生报13,17,…,教师一一输入得相应y值,)
师:由以上计算可知,当x等于一个确定的值时,y值是否确定?此时y值有几个?
生8:当x是一个确定的值时,由于单价是常量,它们的乘积也一定是常量,而且只有一个,即y值是确定的,而且是唯一的.
(以下教师再提出全班中餐费与单价72元、在校天数19天、就餐人数x的关系,类似得到y=1368x.鼓励学生在Excel中编制计算公式,并现场运行检验)
师:我们发现:对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值.一般地,在某个变化过程中,设有两个变量x,y,如果对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值,那么就说y是x的函数,其中x叫做自变量.我们将“y=72x”这种表示函数关系的等式叫做函数解析式,简称函数式.用函数解析式表示函数的方法也叫解析法.生活中有很多变化过程,都存在着函数关系.
(以下学生举例说明,老师鼓励学生用两个变量来描述.) 教学评析 通过揭秘“计算器”运算奥秘,引导学生从相对简单的解析法入手抽象概括出函数概念的本质属性──“对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值”,达到初步了解函数概念的目的.此处“中餐费”背景贴近学生的现实,让学生感受到函数在日常生活中的应用价值.
2.3 围绕本质,螺旋提升
师:函数除了用解析法表示以外,是否还有其他表示方法呢?请看下面一个问题.
问题2(投影):国内投寄平信应付邮资如下表:
信件质量
m(克)0
y(元)080160240
(1)若有四封信件质量分别为5克、10克、30克和50克,则该分别付邮资多少元?
(2)讨论:y是m的函数吗?
生9:当m=5时,y的值是080.(类似处理其他3个值)
生10:因为5克、10克的信件所负邮资都为080元.所以y不是m的函数.
生11:你的理解是错误的!虽然5克、10克的信件所负邮资都为080元,但5克信件所负邮资只有080元这唯一值;10克信件所负邮资也只有080元这唯一值.根据函数概念:对于m的每一个确定的值,y都有唯一确定的值.所以y是m的函数.
(掌声自发地响起来)
师:那么,前面一位同学的判断,错在哪儿?
生12:他认为不同的m值对应“相同”的y值就不是“唯一”了.
师:说到点子上了!判断两个变量之间是否存在函数关系,关键要抓住函数概念的本质──“对于m的每一个确定的值,y是否都有唯一确定的值”.这种用列表的方式表示函数的方法我们称之为列表法.
师:如果把表格中“40
师:这位同学讲得非常好!我们可以通过举反例判断两个变量之间不是函数关系.继续看:
问题3:(1)观察图象,当t分别为6点,10点,14点时,相应的气温T大约是多少(℃)
(2)温度T是时间t的函数吗?
生14:当t为6点时,气温T大约是-1℃.(学生上台边画边讲,类似处理第1问)
生15:对于t的每一个确定的值,T都有唯一确定的值,所以T是t的函数.
师:判断两个变量之间是否存在函数关系,关键要抓住函数概念的本质──“对于t的每一个确定的值,T是否都有唯一确定的值”.这种用图象的方式表示函数的方法我们称之为图象法.(师生共同小结函数的三种表示方法)
教学评析 从列表法、图像法不断深化学生对函数概念的理解,体现数学概念“围绕本质,螺旋提升”的学习过程.在本教学片断中,问题的设置摒弃了传统的循序递进的模式,而是采用难易交错的波浪式推进方式.如“邮件问题”放置在函数概念刚刚形成之后,看似难度过大,不太合理.但这恰恰是执教者的有意安排,它使得学生对“唯一确定的值”和“不相同的值”展开不同观点的辩论和质疑,激起了思维碰撞的火花,使本来模糊的概念渐渐变得清晰,让学生经历了函数概念的螺旋上升的理解过程.
2.4 横向联系,渗透思想
师:现在,我们知道了表示函数的3种方法.那么同一个函数问题能否用三种不同形式来表示呢?(切换到Excel投影)在表格中当x的值输入1时,对应的y值为7,在图象中也会出现一个确定位置的点.
(老师在表格x栏依次输入1,2,…,8,表格、图象中分别出现对应y值和相应的点)