函数是中学数学的核心内容。在整个中学数学课程中充当着联系各部分代数知识的“纽带”,同时也为解析几何学习中所需的数、形结合思想奠定了基础。函数的学习,标志着从常量数学学习开始进入变量数学学习。理解函数要求学生在思维中构建一个过程,来反映函数可能出现的一个情形(解析式、表格或图象表示),对定义域中每一个特定值都得到唯一一个函数值的这种动态变化过程。同时,还要把函数的三个成分—对应关系、定义域和值域浓缩为一个对象来把握。因此,函数的学习促使数学思维方式发生了重大的转折:思维从静止走向了运动、从离散转向了连续、从运算转向了关系、从单一的数(式)转向了数与形的相得益彰,进一步增加了数学的抽象性程度和形式化程度,使思维超越了形式逻辑,进入了辨证逻辑思维。
而中学生的辩证思维发展还处于很不成熟的时期,思维水平基本上停留在形式逻辑思维的范畴,只能局部地、静止地、分隔地、抽象地认识所学的事物。增国光老师在《在中学生函数概念认知发展研究》一文中指出,学生函数概念的认知发展有三个阶段:作为“算式”的函数;作为“变化过程”的函数;作为“对应关系”的函数。贾丕珠教授在《函数学习中的六个认知层次》一文指出,函数知识建构可分为6个层次,即经历认识变量;突出关系;区别函数与算式;掌握“对应”;把握形式化描述;形成函数对象等主要环节。这些都说明了学生对函数概念的学习理解,必然要贯穿于整个中学数学课程的学习活动之中,经历循环渐进的过程才可以。
因此,函数概念的教学设计、安排,需要从整个中学数学课程的全局来考虑,也就成了必然!
高中数学课程中函数的教学,首先要清楚在整个中学数学课程,与函数教学相关的内容及其对函数学习的影响。
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年级 |
内容(初中华东师大版;高中北师大版) |
对函数的影响 |
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7年级上 |
数轴 |
初步接触点与数的对应 |
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7年级上 |
数据的表示(统计图表) |
认识数字与图形的联系,接触对应关系 |
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7年级上 |
代数式 |
初步学习用字母表示数,进一步认识字母表示一个量 |
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7年级下 |
列方程解应用题(一元一次) |
抽象数量关系,用字母符号表示未知量 |
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7年级下 |
多边形内角和 |
认识变量及变量间关系 |
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7年级下 |
二元一次方程组 |
认识二元方程中两个未知量取值的不确定性和依存关系的确定性 |
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8年级上 |
一元不等式 |
认识符合不等关系的一类量 |
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8年级下 |
实数轴 |
认识实数与轴上点的对应;实数大小的变化与实数所对应的轴上点的运动建立依赖关系。 |
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8年级下 |
变量与函数(变化过程) |
认识变量及变量间的依存关系 |
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8年级下 |
函数图像 |
认识、理解图像刻画两变量间依存关系的方法;认识函数与图像的联系 |
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8年级下 |
一次函数、反比例函数 |
依赖于两类重要初等函数,加深对两变量的依赖关系或变量间的变化过程的认识。 |
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9年级上 |
弧长和扇形面积公式
圆锥侧面积和全面积 |
认识两变量间的依赖关系 |
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9年级下 |
二次函数 |
学习函数图像直观反映两变量间的数量关系和变化规律的方法,认识函数图像研究函数性质的重要性。 |
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高中必修1 |
生活中变量关系 |
回顾初中对函数的过程属性的认识。感受生活中变量与变量之间存在着各种各样的关系,明确符合函数关系的两变量间特殊关系的特点,认识函数是刻画生活中变量间依赖关系的重要数学模型。 |
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高中必修1 |
函数概念(对应观点) |
从另一视角(对应)来理解函数概念,提升对函数的认识。 |
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高中必修1 |
函数符号 |
函数被进一步抽象和形式化,凸现函数的结构属性 |
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高中必修1 |
函数相等概念 |
开始凸现函数概念作为一个对象的属性,把函数作为一个对象来研究。 |
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高中必修1 |
函数表示方法 |
在初中基础上,突出函数各种表示间的联系,认识协调函数各种表示间关系的重要性,理解函数表示多样性的现实需要。 |
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高中必修1 |
映射概念 |
函数关系的一般化,不仅是数集上的对应关系,一般化为更广泛的对象间的对应关系,更能反映现实中丰富的对应关系。实际上,非数集间的映射,只要把非数集对应为数集,就可以实现函数的刻画! |
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高中必修1 |
函数单调性 |
学习形式化的描述函数值随自变量变化的变化趋势,增强对函数结构性的认识,促进对符号 的理解 |
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高中必修1 |
二次函数的再认识 |
突出函数解析式与图像表示间的适时转换 |
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高中必修1 |
幂函数、函数奇偶性 |
学习形式化的描述函数图像的对称性,增强对函数结构性的认识,完善对符号 的理解。 |
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高中必修1 |
指数函数、对数函数 |
继续丰富函数的类型,了解不同增减幅度的函数 |
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高中必修1 |
反函数概念 |
进一步增强用对应观点理解函数 |
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高中必修1 |
函数与方程 |
认识函数与方程的联系 |
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高中必修1 |
实际问题的函数建模 |
认识函数是刻画现实世界的的一个重要的数学模型,增强对变量的理解,增强刻画变量间关系的能力,树立应用函数的意识。 |
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高中必修2 |
平面解析几何初步 |
认识曲线与函数图像的不同,进一步明晰函数中两变量的对应关系的特点,了解函数与解析几何研究着重点上的不同。 |
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高中必修4 |
三角函数及函数周期性 |
认识刻画现实中周期现象的重要模型——三角函数,继续丰富对函数的认识和理解。函数周期性概念的学习再一次突出了函数的结构属性和对象属性,增强函数的形式化,完善对符号 的理解。 |
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高中必修5 |
数列 |
认识定义在正整数集上的一类特殊函数,数列是函数的离散化 |
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高中必修5 |
不等式 |
认识函数与不等式的联系,树立应用函数的意识。 |
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