☉江蘇省常熟市尚湖高級中學 江 政
新的課程標準對函數內容的要求發生了較大的變化,主要體現在以下兩個方面:
(一)強調函數背景,加強對函數本質的理解
無論是引入函數概念,還是講授二次函數、冪函數、指數函數及對數函數等常見的函數模型,新課標都要求教學過程要結合生活背景,用實際案例輔助教學,加深學生對函數本質的認識.從學生的角度來說,函數的學習就是從案例出發,在老師的指導下探索、總結,直至抽象出函數知識,再將抽象出來的函數知識運用到案例的解決過程當中,實現“具體-抽象-具體”的認識變化過程.
(二)重視函數思想
函數的本質就是分析運動變化情況,因此函數思想就是用動態的、變化的思維去分析具體問題,明確其中的數量關系,建立函數關系進行求解.新課標極為重視培養學生解決問題的能力,在函數學習方面就是要運用好函數模型,在面對具體問題時,能根據實際情況選擇或建立適當的函數模型,使問題得到有效解決.
(一)函數概念引入
在函數的教學過程中,首先需要通過具體的案例讓學生對函數有一個初步的認知.教師以教材為基礎,通過演繹案例來創設情境,引導學生進行思考與討論.通過這種教學活動,讓學生對變量間的變化規則有初步的認識,為之后函數概念的講授奠定基礎.下面以蘇教版高中數學必修1第2章“函數概念與基本初等函數”為例進行說明.
1.問題情境
估計人口數量變化趨勢是我們制定一系列相關政策的依據.從人口統計年鑒中可以查得,我國1949年人口為542百萬人,1954年為603百萬人,1959年為672百萬人,1964年為705百萬人,1969年為807百萬人,1974年為909百萬人,1979年為975百萬人,1984年為1035百萬人,1989年為1107百萬人,1994年為1177百萬人,1999年為1246百萬人.你能根據這個表說出我國人口的變化情況嗎?
2.案例分析
集合A是由年份數組成,即A={1949,1954,1959,1964,1969,1974,1979,1984,1989.1994,1999},另一個集合B是由人口數(百萬人)組成,即B={542,603,672,705,807,909,975,1035,1107,1188,1246}.
存在某種對應法則,對于A中任意元素x,B中總有一個元素y與之對應.例如,x取1949,則y取542,這時,我們說“1949對應到542”或者是“輸入1949,輸出542”,簡記為:1949→542.
下面的“箭頭圖”可以清楚地表示這種對應關系,這種對應具有“一個輸入值對應到唯一的輸出值”的特征.
1949→542
1954→603
1959→672
1964→705
1969→807
1974→909
1979→975
1984→1035
1989→1107
1994→1177
1999→1246
3.概念總結
一般地,設A,B是兩個非空的數集,如果按某種對應法則f,對于集合A中的每一個元素x,在集合B中都有唯一的元素與之對應,這樣的對應叫做從A到B的一個函數,通常記為y=f(x),x∈A,其中,所有的輸入值x組成的集合A叫做函數y=f(x)的定義域.
4.方法評析
通過這種教學方式,能讓學生充分感受到函數概念的產生過程,切身參與,積極地進行思維訓練,探索出對于函數概念的個人理解.在這樣的學習過程中,學生的比較、抽象概括等能力都會得到大幅度的提升.
(二)函數圖像及性質教學
高中階段所學的函數都是連續的,能用圖像進行表達.因此會畫圖、能看圖,就能有效地解決函數問題.
1.熟悉基本初等函數圖像
很多復雜的函數都是由初等函數變換而來的,因此掌握初等函數的圖像、性質就能給函數學習帶來巨大的便利,比如:y=sin(ωx+φ)的圖像可以看成是由y=sinx先向左平移φ個單位,然后將橫坐標壓縮ω.
2.重視函數圖像的對比
指數函數和對數函數的底數a值的范圍不同時,函數的圖像、定義域、值域及增減性都會發生變化.比如指數函數y=2x與y=,底數互為倒數,但兩個函數的圖像、性質都存在較大變化.因此,學生在學習過程中如果把各種情況孤立來看,很容易就會混淆.老師可指導學生自行總結,編制函數圖像對比表,通過這種方法系統區分不同的函數之間的差異,加深記憶.
(三)函數思想滲透
1.明確對應關系
函數正是由于變量的存在而產生相互間的關系,因此學生在學習函數的過程中也要注意緊抓函數的本質,學會用“對應”的思想去解決問題.
比如,已知二次函數f(x)滿足f(3x+1)=9x2-6x+5,求f(x)的表達式.
分析題干可知,如果利用假設f(x)=ax2+bx+c來求取a,b,c的值,解答過程比較煩瑣,容易出錯.如果假設3x+1=z,那么x=,則(fz)=(z-1)2-2(z-1)+5,進而就可以求解得到函數的表達式.
2.數形結合
數形結合思想指的就是利用幾何圖形來處理代數問題,使得題目的數量關系更為直觀地反映出來,將數字與圖形巧妙地結合起來,在此基礎上尋求解題思路,簡化問題的解決過程.
比如,若要求取函數y=|x-7|+|x-8|的最小值,如果采用純數學運算的話,計算難度較大,但是如果運用數形結合的方法,繪制示意圖(圖1),很容易就會發現在[7,8]范圍內任意一點都能取到最小值,函數最小值為1.

圖1
(一)避免思維定式,培養創新思維
思維獨創性在函數學習中最直觀的體現就是解題思路,方法多樣,能夠積極探索,敢于創新.在教學過程中,教師首先要引導學生形成準確的思維習慣,這種定向、定序思維方式能極大地簡化學生的思維進程,提升學生的學習速度及學習效率.盡管如此,如果這種思維習慣演變成了思維定式,那么學生就會陷入單一的思維方式,無法多角度、全方位地去看待問題,分析問題會有偏頗.因此,高中數學教師在教學環節中要注意引導學生突破慣性思維,讓學生更具思維張力,更具創造性.下面以蘇教版高中數學必修1第2章“函數概念與基本初等函數”為例進行說明.
已知:對滿足m≤2的任意實數m,函數f(x)=mx2+2x+m-1的值恒等于0,求f(x)的定義域.
一般情況下,學生碰到的都是使函數有意義的定義域或者是已知定義域求值域.但是本例卻是在參數未知的情況下,已知值域,求解定義域.這就提醒學生要看清題目要求,將問題轉化為已知關于數m的一次函f(m)=(1+x2)m+2x-1的定義域、值域,從而求取參數的取值范圍.
(二)舉一反三,思維發散
高中數學教師在講授函數內容的過程中,可以結合具體的習題舉一反三,對典型的題目進行“再命題”,反復訓練,加強學生對解題方法認知的全面性.
比如,在求解函數y=x2+3x-2與x軸的交點的時候,教師在講解完以后可以設置一些新的問題讓學生去探究,如求解函數y=x2+3x-2與x=4的交點、求解函數y=x2+3x-2與-2的交點個數等.
在高中數學的學習中,函數是極為重要的內容,難度也比較大,在整個高中數學的教學體系中起到不可替代的作用.因此,廣大高中數學教師要明確新課標的要求,提升函數教學的有效性,加深學生對函數的理解.
1.劉才華.例談新課標下高中數學概念課的教學[J].教學月刊,2007(2).
2.康衛兵.淺談新課改下的高中數學函數教學[J].高中數學教與學,2013(7).
3.李強.高中新教材中函數概念教學思考[J].數學通報,2007(5).
4.中華人民共和國教育部.普通高中數學課程標準(試驗)[M].北京:人民教育出版社,2003.F