函数的概念—教学设计及专家点评(获奖版)

上海教育出版社九年义务教育数学课本八年级第一学期第十八章

18.1函数的概念（1）设计说明

一.教学内容及其解析

本节课是上海市初中数学课本（上海教育出版社）八年级第一学期第十八章《正比例函数和反比例函数》第一节正比例函数的第一课时，主要内容是函数及其相关概念.

函数是数学中重要的基本概念之一，也是一种重要的思想方法. 它揭示了现实世界中数量关系之间相互依存和变化的实质，是刻画和研究现实世界变化规律的重要模型. 在上海的初中数学课程中，对函数概念的描述，是用变量之间的依存关系定义的，即函数的“变量说”. 到了高中阶段，函数再以集合观点来描述，函数被定义成两个数集之间的映射，要求“集合A 中任意一个元素在集合B中有唯一的一个元素与之对应”，从而完善“变量说”的表达，进入“对应说”阶段. 之所以初中以运动观点来描述函数概念，主要是它直观、感性，贴近生活，学生易于理解、接受，而且“变量说”也是函数思想的根本. 高中函数概念的表述，这一似乎非常容易理解的定义在教学实践中被证明是非常抽象而且难懂的. 高中阶段学习的函数概念是初中阶段所学函数概念的深化与提高，这也是《课程标准》中要求知识与技能呈螺旋式上升规律的体现. 正如弗赖登塔尔指出的：“函数概念的出现，要比正式的定义早得多，也自然得多. 我们‘能够’甚至‘必须’运用实际中出现的函数概念，而不必先去生造或定义函数. 在学生接触了许多函数，已经能作出函数以后，再让他们去归结出什么是函数，这才是数学活动的范例. 这种新的基本概念的创造，才能明显地表现出活动水平的提高.”

本单元内容的安排，先举例讲述数量以及变化过程中的常量和变量，接着描述函数的概念；然后，研究正比例函数和反比例函数，以它们为载体，帮助学生初步感知变量数学，体会研究函数的基本路径和方法；在学生具体研究正比例函数和反比例函数的基础上，进一步整理函数的表示法，讨论生活实际中的函数问题，深化对函数的理解. 本单元知识结构图如下：

本节课先引发学生思考反映不同事物变化过程的一些实际问题，给出变量、常量的概念；然后体会变量之间的联系，围绕函数概念的形成，采用“背景—分析—归纳”的方式引入概

念，在师生充分交流的基础上，归纳得到函数的概念，揭示其核心是“变量之间的关系”；随后通过例题帮助学生知道刻画依赖关系的三种常用表达方式，系统地呈现了函数概念，有利于学生基础知识和基本技能的初步掌握，体现“实践—理论—再实践”的认知规律.

二.教学目标及其解析

基于对教学内容的思考，将本节课的教学目标设置如下：

从实例出发，在具体情境中体会数量在生活中的作用，能区分变量与常量；通过分析问题情境中变量之间的联系，从中理解确定的依赖关系的含义，建立函数及其相关概念.

经历“背景—分析—归纳—定义—辨析—应用”的函数概念形成过程，在不同问题情境中，初步领会函数思想，体会用数学的视角思考问题，用数学的语言阐述观点，用数学的方法解决问题，积累数学探究的基本经验；初步体验观察、分析、归纳等数学实验研究的方法和利用图像、表格整理数据、获取信息的方法，发展直观想象、数学抽象、逻辑推理、数据分析等能力.

在数学学习和问题解决中，发展主体意识和团队合作的精神；认识数学来源于生活又反作用于实践，体会辩证唯物主义观点；了解我国现实国情、新时代特色社会主义建设成就，增强爱国主义热情和民族自信心.

教学重点：分析变化过程中变量之间的联系，从中理解确定的依赖关系的含义，建立函数及其相关概念.

教学难点：归纳提炼函数的概念、理解函数的意义.

三.学生学情分析

函数概念是初中阶段最难理解的概念之一，一方面它有高度的抽象性，另一方面，变量的概念涉及到用运动、变化的观点看待问题，具有辩证思维特征.1

本节课采用借班上课的形式，教学对象是八年级学生. 学生过去研究过数、量、字母表示数，这些都是一元变量，期间也涉及了几个变量之间的关系（如：运算律、公式等），但没有系统地学习过两个变量之间的关系. 函数关系是特殊的对应（依赖）关系.

在初识阶段，分析两个变量之间的关系时，学生往往侧重它们的内在逻辑联系，因此，在教学设计中，以教材提供的概念形成过程和素材及贴近学生的生活实例为依据，特别注意以实例为载体化解函数的抽象性，为学生搭建理解的平台，铺设概括的线索和阶梯，其中特别注重典型实例、表格和图像等的直观作用，并强调在思想方法上给予明确、具体的指导，

1摘自《注重学生思维参与与感悟的函数概念教学》章建跃

以帮助学生感悟函数概念的本质属性：两个变量间确定的依赖关系. 函数关系的研究，对分析和应用现实世界普遍存在的变量之间的关系有着非常重要的作用，所以，函数的概念教学要从系统地研究变量之间关系的必要性入手，突出函数关系的特征.

另外，在表述中常采用“y是x的函数”，这从字面语意上看y是函数，但变量之间的关系才是函数的本质，这是学生很容易混淆的，所以设计了“温度变化”、“入园人数”等以图像、表格形式呈现的实例帮助学生感受函数概念的本质.

四.教学策略分析

根据上述分析，我制定了如下教学策略：

教学策略1：创设情境，初步感知，促体验

函数与现实生活的联系非常密切. 本节课以实际问题贯穿始终，在函数概念的引入、抽象、概括等各环节中，创设了丰富的、生活化的问题情境，以具体的实例为载体化解函数概念的抽象性，引导学生初步感知变量间的联系，体验确定的依赖关系.

教学策略2：经历变化，抽象提炼，促理解

概念形成是从实例出发，通过观察、归纳、抽象、概括出事物的某类本质属性，并通过提出各种假设加以验证. 本节课对于函数概念的学习，需要经历从具体到抽象的过程，先提供了“轨道高度”、“抛篮球”两个实例，利用信息技术（幻灯片动态演示、几何画板软件模拟、短视频嵌入等）动态地呈现问题情境中的变化过程，引导学生进行分析，通过数学抽象，逐步形成函数的有关概念，随后通过“天气变化”、“入园人数”两个实例，突出函数的本质属性是两个变量间“确定的依赖关系”，剥离“用数学式子表示”这一非本质属性.

教学策略3：整体思考，把握内涵，促衔接

本节课是本单元的起始课，后续还将进一步学习正、反比例函数和函数的表示方法.在本节课中，问题的呈现形式有文字、图像、表格，有意识地使用了这些不同的表现形式，这样的编排一方面有助于突出函数概念的本质属性是两个变量间“确定的依赖关系”，进而形成对函数概念较深刻的认识；另一方面也为后面继续学习函数的三种表示方法进行了适当的准备.

教学策略4：问题探究，初识价值，促发展

通过具体问题为载体的探究活动：借助信息技术来模拟“电动车行驶”实验，探究电动车电池剩余电量与行驶路程的关系，尝试用三种常用的方式来刻画这种关系. 在模拟实验的活动中，尝试应用函数的观点来观察、分析、解决问题，在此过程中加深对函数知识的理解，积累基本活动经验，初步感受函数在刻画运动变化规律中的作用，领会用函数的思想研究事