函數(shù)的概念和圖象 教案 高一上學(xué)期數(shù)學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊(cè)

5.1函數(shù)的概念和圖象（第1課時(shí)）江蘇省泰州中學(xué)周鑫森一、教學(xué)內(nèi)容解析函數(shù)是數(shù)學(xué)核心概念之一，函數(shù)概念的形成與發(fā)展凝聚著數(shù)學(xué)家“前赴后繼”的努力。在“函數(shù)變量說(shuō)”的基礎(chǔ)上，本節(jié)課嘗試用集合和對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)定義函數(shù)概念。本節(jié)課是章節(jié)起始課，是一節(jié)概念課。學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)知識(shí)將經(jīng)歷4個(gè)階段，第一個(gè)階段是在初中，學(xué)生接受了初步的函數(shù)知識(shí)；本章開始研究函數(shù)的概念與性質(zhì)是第二個(gè)階段；第三個(gè)階段是研究指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、三角函數(shù)等具體的函數(shù)模型；最后一個(gè)階段在選擇性必修中，數(shù)列、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用、概率等都涉及函數(shù)知識(shí)。函數(shù)在物理、化學(xué)、生物等其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。本節(jié)課是章節(jié)起始課，是一節(jié)概念課。后續(xù)我們還將繼續(xù)研究函數(shù)的表示方法與函數(shù)性質(zhì)。本節(jié)課從初中函數(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)出發(fā)，用集合與對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)函數(shù)概念進(jìn)行再認(rèn)識(shí)。重點(diǎn)是從具體情境問(wèn)題中歸納出函數(shù)的三個(gè)共同要素，建立函數(shù)的概念，讓學(xué)生完成“從事實(shí)到概念＂的認(rèn)識(shí)過(guò)程。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)置根據(jù)課標(biāo)對(duì)“函數(shù)的概念”的要求，確定教學(xué)目標(biāo)如下：1.通過(guò)情境引入，建立研究函數(shù)概念的背景，體會(huì)函數(shù)是描述變量之間依賴關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型；2.通過(guò)情境分析，歸納概括函數(shù)的共同特征，構(gòu)建函數(shù)的概念，提升數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)；3.通過(guò)具體函數(shù)定義域、對(duì)應(yīng)關(guān)系、值域的研究，進(jìn)一步理解y=fx三、學(xué)生學(xué)情分析本節(jié)課授課對(duì)象為江蘇省高品質(zhì)示范高一年級(jí)學(xué)生，有較好的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。學(xué)生在初中有一定的函數(shù)知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等有一定的處理經(jīng)驗(yàn)。依托具體函數(shù)模型，學(xué)生有理解函數(shù)是在一個(gè)變化過(guò)程中變量之間依賴關(guān)系與對(duì)應(yīng)方式的能力。但是初中研究函數(shù)，沒有交代自變量取值范圍的習(xí)慣。學(xué)生之前接觸函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系的表示形式多樣化，但缺乏對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系f本質(zhì)理解的思維方式。函數(shù)的概念文字多、包含的邏輯用語(yǔ)多，抽象的概念高度符號(hào)化、形式化，學(xué)生之前沒有這樣的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。由從上可知，本節(jié)課的難點(diǎn)是對(duì)應(yīng)關(guān)系f本質(zhì)的理解和函數(shù)概念的抽象形成過(guò)程。為了突破這些難點(diǎn)，本節(jié)課以情境引入增強(qiáng)學(xué)生研究的興趣、用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)，發(fā)動(dòng)學(xué)生合作交流，展示思維過(guò)程。通過(guò)信息技術(shù)輔助實(shí)現(xiàn)抽象內(nèi)容可視化，靜態(tài)內(nèi)容動(dòng)態(tài)化，幫助學(xué)生理解。四、教學(xué)策略分析從學(xué)與教的現(xiàn)實(shí)出發(fā)，本節(jié)課采用如下教學(xué)策略：本節(jié)課以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、概念構(gòu)建過(guò)程為主線，以發(fā)展核心素養(yǎng)、促進(jìn)真學(xué)習(xí)為主旋律。本節(jié)課采用基于問(wèn)題串的討論交流教學(xué)模式，問(wèn)題串設(shè)計(jì)如圖。問(wèn)題引領(lǐng)活動(dòng)，課堂活動(dòng)形式多樣，既有個(gè)體的觀察、分析與思考，也有小組的合作交流與展示。教學(xué)中關(guān)注學(xué)生在探究過(guò)程中暴露的數(shù)學(xué)思維，鼓勵(lì)不同層次的學(xué)生多種方式展示自己的觀點(diǎn)，及時(shí)給予多元評(píng)價(jià)，提供適當(dāng)?shù)膸椭?。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)根據(jù)本節(jié)課的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，目標(biāo)設(shè)置和學(xué)生的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，我將本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)為以下五個(gè)環(huán)節(jié)：一、創(chuàng)設(shè)情境，引入實(shí)例【引言】華羅庚名言“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無(wú)處不用到數(shù)學(xué)?！眴?wèn)題1：請(qǐng)同學(xué)們觀看視頻。你能從中發(fā)現(xiàn)哪些數(shù)學(xué)問(wèn)題？師生活動(dòng)交流，提煉出三個(gè)數(shù)學(xué)情境：（1）圖1為上半年我國(guó)航天發(fā)射次數(shù)的表格。（2）圖2為天宮實(shí)驗(yàn)中，冰墩墩勻速直線運(yùn)動(dòng)的解析式。（3）圖3為太陽(yáng)黑子活動(dòng)次數(shù)的擬合曲線?！驹O(shè)計(jì)意圖】用華羅庚名言，讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)無(wú)處不在，生活處處有數(shù)學(xué)。“中國(guó)航天30年”視頻彰顯社會(huì)主義建設(shè)偉大成就。問(wèn)題2：以下問(wèn)題都和數(shù)學(xué)中的什么知識(shí)有關(guān)？為什么？師生交流：它們都是函數(shù)問(wèn)題。1.復(fù)習(xí)初中函數(shù)概念問(wèn)題1：在初中，函數(shù)的概念是怎樣表述的？一般地，在一個(gè)變化過(guò)程中，如果有兩個(gè)變量與，并且對(duì)于的每一個(gè)確定的值，都有唯一確定的值與其對(duì)應(yīng)，那么我們就說(shuō)是自變量，是的函數(shù).2.介紹函數(shù)發(fā)展史【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)實(shí)際情境，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)初中函數(shù)概念。通過(guò)數(shù)學(xué)史的介紹，一是讓學(xué)生體會(huì)到函數(shù)概念隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展也在不斷完善。二是集合概念的出現(xiàn)使函數(shù)概念又得到進(jìn)一步發(fā)展，人們用集合和對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)定義函數(shù)，可以更深入理解函數(shù)本質(zhì)，指明我們研究的手段和方向。三是數(shù)學(xué)史的引入也增加了數(shù)學(xué)的育人功能。二、歸納特征，構(gòu)建概念問(wèn)題3：怎樣進(jìn)一步認(rèn)識(shí)函數(shù)概念？情境12022年1月—6月中國(guó)航天發(fā)射次數(shù)如下表所示。月份x123456次數(shù)y224535學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，共同分析：月份到發(fā)射次數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系一組數(shù)到一組數(shù)的對(duì)應(yīng)集合到集合的對(duì)應(yīng)元素到元素的對(duì)應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。即：情境2冰墩墩以0.3m/s的速度勻速前進(jìn)10秒鐘，這段時(shí)間內(nèi)，冰墩墩行進(jìn)的路程(單位：m)與行進(jìn)時(shí)間(單位：s)的關(guān)系可以表示為。學(xué)生在情境1引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，歸納出：情境3近12年太陽(yáng)黑子活動(dòng)次數(shù)擬合曲線如下圖所示。學(xué)生在前兩個(gè)情境分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)相互交流：【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)三個(gè)情境的分析，引導(dǎo)學(xué)生完成三個(gè)層次的抽象：第一層次是由“生活數(shù)學(xué)”到“數(shù)學(xué)問(wèn)題”的抽象；第二層次是由“變量（數(shù)）到變量（數(shù)）的對(duì)應(yīng)”到“集合到集合的對(duì)應(yīng)”的抽象；第三層次是對(duì)函數(shù)本質(zhì)的抽象。為函數(shù)概念的形成奠定基礎(chǔ)。三個(gè)情境的處理方式也有所變化，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。通過(guò)這段學(xué)習(xí)，達(dá)到數(shù)學(xué)抽象水平一和水平二。問(wèn)題4：上述闡述中，包含了函數(shù)哪些共同特征？通過(guò)PPT展示，學(xué)生通過(guò)小組討論得到特征一：都包含兩個(gè)非空數(shù)集；特征二：都有一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系；特征二：對(duì)于數(shù)集中任意元素，按照對(duì)應(yīng)關(guān)系在數(shù)集中都有唯一確定的數(shù)與之對(duì)應(yīng).。思考：結(jié)合特征，請(qǐng)用集合語(yǔ)言與對(duì)應(yīng)關(guān)系刻畫函數(shù)概念。教師在學(xué)生交流的基礎(chǔ)上完善補(bǔ)充，生成函數(shù)概念：給定兩個(gè)非空實(shí)數(shù)集合和，如果按照某種對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于集合中的每一個(gè)實(shí)數(shù)，在集合中都有唯一的實(shí)數(shù)和它對(duì)應(yīng)，那么就稱為從集合到集合的一個(gè)函數(shù)（function），記作.其中，叫做自變量，集合叫作函數(shù)的定義域（domain）.【設(shè)計(jì)意圖】在三個(gè)情境的分析抽象的基礎(chǔ)上，對(duì)三個(gè)情境（數(shù)學(xué)問(wèn)題）進(jìn)行歸納概括，函數(shù)概念的生成就水到渠成。三、辨析問(wèn)題，理解概念問(wèn)題5如果6月份發(fā)射數(shù)據(jù)尚未公布，判斷f:A→B是不是集合A到集合B的函數(shù)？師生活動(dòng)：6沒有元素與之對(duì)應(yīng)。強(qiáng)調(diào)“每一個(gè)”的邏輯連詞。追問(wèn)：調(diào)整對(duì)應(yīng)方式，集合A到集合B的對(duì)應(yīng)是函數(shù)嗎？師生活動(dòng)：2有兩個(gè)元素與之對(duì)應(yīng)。強(qiáng)調(diào)“唯一的”邏輯連詞。【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)辨析，強(qiáng)調(diào)函數(shù)概念的語(yǔ)言表述，“每一個(gè)”和“唯一的”對(duì)概念理解的重要性。問(wèn)題6怎樣理解？結(jié)合具體實(shí)例談?wù)勀愕南敕?師生活動(dòng)：結(jié)合三個(gè)具體情境，表達(dá)對(duì)f的理解?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)函數(shù)機(jī)的引入，統(tǒng)一不同形式的對(duì)應(yīng)關(guān)系的理解，達(dá)成對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。給出函數(shù)值域定義：若A是函數(shù)的定義域，則對(duì)于A中的每一個(gè)x（輸入值），都有一個(gè)y（輸出值）與之對(duì)應(yīng)．我們將所有輸出值y組成的集合稱為函數(shù)的值域（range）．繼續(xù)追問(wèn)：（1）下列右側(cè)對(duì)應(yīng)所表示的函數(shù)的值域是什么？（2）值域與集合有什么關(guān)系？問(wèn)題7判斷下列各組函數(shù)是否是同一函數(shù)，并說(shuō)明理由.（1）y=x，y=x（2）y=x，y=

（3）y=x2，【設(shè)計(jì)意圖】函數(shù)的概念抽象，在給出函數(shù)概念的基礎(chǔ)上，針對(duì)概念中幾個(gè)要點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置具體、直觀的問(wèn)題，讓學(xué)生在問(wèn)題的辨析過(guò)程中理解概念。在處理方式上，采用由具體到抽象，不斷強(qiáng)化學(xué)生數(shù)學(xué)抽象能力的培養(yǎng)。四、探究典例，鞏固概念例1（多選題）判斷下列對(duì)應(yīng)是函數(shù)的有（）A.，，；B.，這里，；C.，；D.當(dāng)為有理數(shù)時(shí)，；當(dāng)為無(wú)理數(shù)時(shí)，.【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用函數(shù)概念判別對(duì)應(yīng)是否是函數(shù)，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解、鞏固概念。例2根據(jù)所給信息完善下表：函數(shù)定義域值域---------【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生在具體問(wèn)題背景中理解定義域、值域的含義。在問(wèn)題解決過(guò)程中，感悟簡(jiǎn)單的定義域、值域問(wèn)題的求解方法。并能用集合語(yǔ)言規(guī)范表達(dá)定義域和值域。探究已知一個(gè)函數(shù)的解析式為，它的值域?yàn)?，你能寫出幾個(gè)這樣的函數(shù)？、【設(shè)計(jì)意圖】設(shè)計(jì)開放性的探究問(wèn)題，幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉函數(shù)機(jī)的模型。讓學(xué)生