《函数的概念》教案、教案说明及点评

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《函数的概念》教案、教案说明及点评 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 1 Section 1
王丽娟 执教（新疆乌鲁木齐八一中学）
张安庆 点评（新疆教研室）
杨焕飞 点评（新疆乌鲁木齐八一中学）
教案
第一章 集合与函数概念1．2函数及其表示
教学目标
知识要求目标：1 正确理解函数的概念，能用集合与对应的语言刻画函数，体会对应关系在刻画函数概念中的作用；2 通过大量实例理解构成函数的三个要素；3 掌握判定两个函数是否相等的方法
能力发展目标：通过从实际问题中抽象概括出函数概念的活动，培养学生从“特殊到一般”的分析问题的能力，培养学生的抽象概括能力。
德育渗透目标：让学生体会现实世界充满变化，要用发展的眼光看待问题。
教学重点：函数的概念，函数的三要素。
教学导图：
分析教材中的三个实例
↓
引出函数的概念
↙ ↘
与初中函数概念进行比较，明确现在函数的优越性 大量例举生活实例深刻理解函数的概念
↘ ↙
了解函数的三要素
↓
判定两个函数是否相等
↓
例题处理
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课堂练习
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课堂小结
↓
课下作业
教学难点：函数概念的本质及符号ｙ﹦ｆ（ｘ）的理解
教学方法：建构主义观点的教学方式，即通过大量实例，遵循“特殊到一般”的认识规律，提出问题，大胆猜想，确定方向，分组研究，尝试验证，归纳总结；通过搭建新概念与学生原有认识结构间的桥梁，使学生心理上得到认同，建立新的认识结构。
教学手段：发挥计算机快捷，生动，形象，人脑延续的特点，提供直观的感性材料，帮助学生实施研究方法，激发并维持学习兴趣。
教学过程：
创设情景：今天我们学习函数，函数一词是德国数学家莱布尼兹首先采用的，后经维布伦，林纳用集合与对应的观点，揭示了函数概念的本质，我国请代数学家李善兰在翻译《代数学》时，首先把“function”译成函数且给出定义“凡式中含天，为天之函数”。所以我们今天学习的函数，要感谢这些为数学奉献的数学家们。
复习回顾：初中时我们已学过函数的概念：在变化过程中，有两个变量x和y，如果给定一个x值，相应地也就确定了一个y值，那么我们称y是x的函数，其中x是自变量，y是因变量，x的取值范围叫定义域，y的取值范围叫值域。
下面我们来看这样一个实例
新课讲授：实例（1）一枚炮弹发射后，经过26s落到地面击中目标，炮弹的射高为845m，且炮弹距地面的高度h（单位：m）随时间t（单位：s）变化的规律是h=130t-5t A={t|0≤t≤26},B={h|0≤h≤845}
我们发现，对于数集A中的任意一个时间t，按照对应关系h=130t-5t ,在数集B中都有唯一确定的高度h和它对应，满足函数定义，应为函数。发现解析式可以用来刻画函数。
实例（2）近几年来，大气层中的臭氧迅速减少，因而出现了臭氧空洞问题，图中曲线显示了南极上空臭氧层空洞的面积从1979∽2001年的变化情况。
引导学生看图启发，从图中明显得知，对于数集A中的每一个时刻t都对应t时刻时曲线在该点的纵坐标。即在数集B中都有唯一确定的臭氧层空洞面积s与之对应，满足函数定义，也应为函数。发现图像也可以来刻画函数。
实例（3）国际上常用恩格尔系数反映一个国家人民生活质量的高低，恩格尔系数越低，生活质量越高。表中恩格尔系数随时间（年）变化的情况表明，“八五”计划以来，我国城镇居民的生活质量发生了显著变化。
时间（年） 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
城镇居民家庭恩格尔系数（%） 53.8 52.9 50.1 49.9 49.9 48.6 46.4 44.5 41.9 39.2 37.9
若记A={t|1991≤t≤2001且t∈Z}，B={53.8、52.9··· }
学生探讨交流发现，对于表格中的任意一个时间t都有唯一确定的恩格尔系数与之对应，即在数集A中的任意一个时间t在数集B中都有唯一确定的恩格尔系数与之对应，满足函数定义，应为函数。发现表格也可以用来刻画函数。
教师及时提问：这三个实例的不同点和共同点是什么？
学生认真思考，在教师启发点拨下，归纳总结
不同点：实例（1）用解析式刻画变量之间的对应关系
实例（2）同图像刻画变量之间的对应关系
实例（2）同表格刻画变量之间的对应关系
共同点：①都有两个非空数集
②两个数集间都有一种确定的对应关系，即按照这种对应关系对于集合A中任意一个数，在集合B中都有唯一确定的数与之对应。
因此，究其函数的本质，我们用集合和对应的观点给出函数全新的定义。
⒈一般地，设A、B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数ｆ（ｘ）和它对应,那么就称 f:A→B为从集合A到集合B的一个函数。记作：ｙ﹦ｆ（ｘ），x∈A
引导学生深刻体会定义的要点和所满足的条件
强调：①函数首先是两个数集之间建立的对应
②对于x的每一个值，按照某种确定的对应关系f，都有唯一的y值与它对应，这种对应应为数与数之间的一一对应或多一对应
③认真理解ｙ﹦ｆ（ｘ）的含义：ｙ﹦ｆ（ｘ）是一个整体，ｆ（ｘ）并不表示f与x的乘积，它是一种符号，它可以是解析式，如实例（1）；也可以是图像，如实例（2）；也可以是表格，如实例（3）；ｙ﹦ｆ（ｘ）如同一个加工厂，把把输入的数x，按照某种加工过程如解析式，图像，表格，加工称另外一个数值y。
④x叫自变量，x的取值范围A叫做函数的定义域
y叫函数值，y的取值范围C={ｆ（ｘ）|x∈A}叫做函数的值域且C≤B
强调定义域，值域都是一个集合且值域是集合B的子集
引导学生举例说明为什么值域是集合B的子集
那么这个函数的定义与以往的函数定义有何区别和联系那？
引导学生思考，提高分析问题解决问题的能力
这两种定义实质上是一致的，即它们的定义域和值域的意义完全相同，对应关系本质也一样，只不过叙述的出发点不同，初中给出的定义是从运动变化的观点出发，其中对应关系是将自变量x的每一个取值与唯一确定的函数y对应起来；高中给出的定义是从集合对应的观点出发，其中的对应关系是将A集合中的任一元素与B集合中的唯一确定的元素对应起来，这样定义逃脱了物理运动的束缚，更加完美。
教师再及时引导，既然函数是一个整体，那构成函数定义有几个要素分别是什么？
问题清晰，学生马上给出解答。
⒉函数的三要素：定义域，值域和对应法则
强调三者却一不可，但值域可由定义域和对应法则唯一确定。
如同加工厂中，原料确定，加工过程确定，最后加工后的产品也得以确定。
为加深对函数概念及函数定义三要素的理解,教师马上引导学生举出生活中的一些函数的实例,并指出函数的三要素.
教师应给出适时评价,归纳并恰当鼓励,并展示例1.
例1 判断下列那些是函数
（1）
气压（） 0.5 1.0 2.0 5.0 10
沸点（℃） 81 100 121 152 179
（2）
（3）
（4） x∈﹛x|x≥0﹜
学生总结发现（1）（2）是函数（3）（4）不是函数
说明：并非所有的函数都是解析式，并非解析式都是函数，函数与解析式之间是既不充分也不必要的关系！
适时引导学生，既然（1）（2）均为函数，那么构成函数的三要素是什么？
让学生温故而知新，明确函数三要素的与作用。
引导学生发现，函数的三要素就确定了函数；教师及时提问：若两函数的三要素相同，这两个函数是什么关系那？
学生马上回答为相同函数，进而引出相同函数的判断方法、
3.若两个函数的定义域和对应关系一致，则这两个函数为相等函数。
强调：值域由函数的定义域和对应关系唯一确定。
马上看题体会，展示了幻灯片
例2 下例函数中哪个与函数y=x相等
（1） （2） （3） (4)
教师分析（1），引导学生分析（2）（3）（4），强调问题解决的思路，切入点及叙述语言的精确性，教师给出即使评价。
课堂练习P19.3
请同学单独回答，教师给出评价
课堂小结：教师带领学生再一次体会函数无处不在，理解函数的概念和函数的三要素，并会判断两个函数是否相等。
板书设计
函数函数的定义 2.函数的三要素强调① 3.判断两个函数是否相等 ② ③④
作业设计：
1. 请找出至少3个生活中存在的函数关系的实例，并与同伴交流；指出函数三要素；请再找出一个生活实例，说明两个变量之间存在依赖关系，但不是函数关系
2. P24.2
教案说明
本课来自人民教育出版社出版的“普通高中新课程标准实验教科书”教学从修1的第一章。高中数学从修课有五个模块，四条主线组成，函数是其中一条非常重要的主线。我选的是 函数概念的开篇课，对概念的开篇课，一般难度系数较大，即要让学生建立起函数概念的数学模型，又要激发学生的兴趣，加强数学与实际生活的联系，体会数学是有用的。因此，我通过运动.天文，社会，交通等的大量实例来引入和理解函数概念，让学生深刻体会数学来源于生活且无处不在，我将从以下几个方面对我的教案进行说明。
一．授课内容的数学本质与教学目标定位
1．授课内容的教学本质：用集合对应的观点给出函数定义。函数概念的教学要从实际背景和定义两个方面帮助学生理解函数的本质，教学中可引导学生联系生活常识，尝试列举具体函数构建函数的一般定义。
2．教学目标
知识要求目标：①正确理解函数的概念，能用集合与对应的语言刻画函数，体会对应关系在刻画函数概念中的作用②通过大量实例理解构成函数的三要素③掌握判定两个函数是否相等的方法
能力发展目标：通过从实际问题中抽象概括函数概念的活动，培养学生从“特殊到一般”的分析问题的能力，培养学生的抽象概括能力。
德育渗透目标：让学生体会现实世界充满变化，要用发展的眼光看待问题
这三个目标的实现一是结合现实生活教师例举运动，自然界，经济生活中用三种不同方法表示的函数，既可以让学生感受函数的广泛应用，又可以使学生认识到函数的本质；二是学生亲自实践，培养学生自主学习，结合归纳的能力，引导学生思考，感受数学是有用的，与现实生活密切相关。
二．内容分析
本节内容是在初中已学过的函数的初等概念基础上，借用上节集合和对应的观点重新对函数给出定义，我们说重新给出函数定义是必要的。在初中时，我们用运动变化的观点给出函数定义，主要为物理学服务，如果只根据变量的观点，有些函数如f(x)= {就很难进入深入研究，因此就选择利用集合与对应的观点来解释，十分自然，更具一般性。
我们说世界充满变化，书无处不在。数学来源于生活，又要走进生活为生活服务。函数作为一条主线，贯穿数学的始终，又与生活密切相关，主要表现：
在知识方面函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型。高中阶段不仅把函数看成变量之间的依赖关系，同时还用集合与对应的语言来刻画函数，函数的思想方法将贯穿于高中数学课程的始终。
在思维方面函数的概念是抽象概括出的概念，通过大量的实例，培养学生从“特殊到一般”的综合归纳的能力，培养学生分析问题的能力，引导学生如何发现事物的本质，如何找到问题的突破口来解决问题。
与其他学科的联系函数无处不在。在物理学，天文学，社会科学现实生活中均有广泛的作用。如物理学中物体运动的时间位移图像，天文学中卫星运行时间的对应关系离地球的高度与公路交通相关的函数关系，心电图，股市，列车时刻表等等都是要借助函数解决问题。如果世界使一个千变万化的大魔方，那么函数就是体现变化核心的一面。
三．教学诊断分析
本节课对函数概念的理解是难点。
初中时已建立了初等函数的概念，且已对基本初等函数一次函数、反比例函数、二次函数进行了简单的讨论。由于初中的函数概念是从运动的角度出发，且初中通常所学习的函数都有解析式，这就使学生误以为使函数就是解析式，这是难点之一。本节课开篇先用三个实例引入，说明函数有一定的实际背景，且分别用解析式、图像、图表来刻画函数的对应关系，这就让学生打开了思路，函数并非就有解析式，现实生活存在的函数大多是解析式无法刻画的，这就突破了难点之一。
难点之二，如何引导学生发现函数的本质。此时教师应带领学生从三个实例出发，丛书学的角度，从变量之间的依赖关系究其三个实例的共同点，抽象出函数的本质。
难点之三，如何理解函数符号y=f(x)，其中的f(x)表示函数值，而不是f与x的乘积，这里的f并不是一个字母，而是一种对应关系，一种数学语言。f(x)是一个整体，表示自变量为x时在对应关系f下所确定的唯一数值为y，而这里的对应关系f可以是解析式、图像、图表。y=f(x)如一个加工厂，将数值x输入，通过一个变化过程，输入数值y，让学生联系生活，仔细体会函数的整体性。
难点之四，如何让学生加深理解并记忆函数的概念。此时应让学生自己开动脑筋，去挖掘身边大量的函数实例，再用函数的概念去分析变量之间的依赖关系，明确函数的三要素，引导学生多探讨、多交流，用一双发现数学美的眼睛去看待生活。
函数是数集与数集的对应，这一点很好理解，但极易出错。如学生举例，奥运会奖牌榜是国家到奖牌数的函数，这是错误的。国家并非数集，因此不满足函数的大前提，应及时纠正，强调函数是数集与数集的对应，也引导学生发散思维，若把国家编号，则就是函数。
易错点二，函数的对应关系强调一一对应或多一对应，强调函数的不可逆行。如实例1中，炮弹飞行的高度是时间的函数，但时间并非高度的函数，强调函数的方向性。
对于如何判断两个函数是否相等比较好的理解，关键是紧抓定义域和对应法则，对于定义域的求法，这节课不做深入研究，只会求简单的即可，下节课在做深入探讨。总之，函数无处不在，但也并非万能，还可以让学生举出现实社会的很多不是函数的实例，但经过人为数量 化可转化为函数的问题。关键是让学生学会分析问题的方法，如何看待实际问题，将实际问题函数化，数字化。真正的让数学为生活服务。
四．教法分析
建构主义观点的教学方式，即通过大量实例，遵循“特殊到一般”的认识规律，提出问题，大胆猜想，确定方向分组研究尝试验证，归纳总结，通过搭建新概念与学生原有认识结构间的 桥梁，使学生在心理上得到认同，建立新的认识结构。
新课程要求教师由主导者变成引导者，看重“以学定教的”教育理念，把着眼点放在如何引导学生自主探索知识和作交流为主线，让学生经历数学知识的形成与应用过程，在大量实例的佐证下，多媒体的帮助下，让学生动脑、动口、动手加深对所学知识的理解，从而突破重难点。整节课围绕着现实生活，合作交流，观察分析，知识整合，巩固应用的动态生成过程，体现学生为主线的 教学原则。
预期效果分析：在民主和谐的教学气氛中，促进学生的情感交流，培养学生对待知识的科学态度，勇于探索和创新的精神。使学生理解了函数的本质和函数的三要素，明确了函数在现实生活中无处不在。
五．数学理论依据
本节课的教学设计力求体现新课程教学理论，把师生双方的关系看成是互为主体，互相依存，互相配合的关系。
以学生和谐发展为本，培养学生的创新精神和实践能力，遵循学生的认知规律，体现理论联系实际，循序渐进和因材施教的教学原则，通过大量实例激发兴趣，使学生在问题解决的探索过程中由学会走向会学，由被动走向主动，由课堂走向社会。
点评
这节课来自人民教育出版社出版的“普通高中新课程标准实验教科书”数学必修一的第一章第二节。高中数学必修课由五个模块，四条主线组成，函数是其中一条非常重要的主线。函数是高中数学较为抽象的概念，对于这节课的讲解我认为有以下几个特点和不足。
特点：1.重视学生的数学文化教育。
2.重视知识的生成过程，体现了以学定教的数学思想。函数概念是比较抽象的数学化概念，它具体抽象在它的表述上，这节课从两个方面进行概念的生成，一方面从现实生活中例举出的物理学天文学社会科学的实例，让学生感受了它的数学原型，并且教师提问层层深入，循序渐进的从三个具体实例中抽象出了函数的概念，语言的表达也精确。另一方面，让学生回忆初中所讲的函数概念，重视了与学生原有知识间的联系和递进，也说明了原有概念的不足和重新给出函数概念的必要性。整个过程以学生的思维过程为主线，真正的把函数放在日常生活中去，函数概念的生成得体清晰。
3.重难点突出，函数的主线贯穿始终。这节课始终围绕着函数的概念展开分析，从三个方面突出了难点。第一，对概念抽象的数学语言分析清晰到位。第二，让函数回归实例，让学生重新体会感受，温故加深体会。第三，让学生通过自己的理解去分析现实生活中的函数关系。这样设置既突破了重难点，又让学生体会了“数学有用数学好用”的数学思想，整个过程课堂气氛活跃，真正体现了学生的主体作用。
4.课堂小结准确到位，例题设置难度恰当，作业选择符合实际。
5.教师的讲解过程生动具体，教师富有激情的讲演征服了学生，让学生愉快的进入课堂。教师的个人素质较好,简练干净利索，语言生动活泼富有时代气息富有感染力，是一位不可多得的优秀青年教师。
几点不足：1.有些语言不够准确，在课的录制上稍显粗糙，语速稍微有些快。
2.对于函数概念的理解应多给学生思考探究的机会，把学习的主动权留给学生。对函数概念的理解需要一个过程，并非一次就可以实现，在这里，教师显得有些急躁。对于学生例举的实例，教师不应马上给出评价，而应给出一个思考空间，让全体学生一起细致思考认真体会理解函数的概念。
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