初高中数学函数概念教学的衔接问题分析

发表时间:2020/12/4   来源:《教学与研究》2020年24期   作者:吴慧娇
[导读] 函数是描述运动变化规律的重要数学模型
        吴慧娇
        福建省厦门市湖里实验中学   361000
        摘要  函数是描述运动变化规律的重要数学模型,它刻画了变化过程中两个变量之间的对应关系,是联系方程和不等式相关知识及数与形的纽带.函数概念是中学数学的核心概念,因此,在初中数学教学中,如何合理设计函数概念的教学,帮助学生深入理解函数概念和应用函数关系解决问题,从而更好地衔接高中函数概念学习,是一个值得关注的问题。
        关键词 初高中衔接  函数概念  教学
        数学是研究数量关系和空间形式的科学。[1]数量关系和空间形式是从现实世界中抽象出来的,世界处于变化之中,无论是数量关系中还是空间形式中都充满了有关运动变化的问题,函数正是研究运动变化重要的数学模型,它在当今数学各个领域都扮演着极为重要的角色。因此,初高中数学教学中对函数概念的教学应当加以重视.
一、初高中函数概念对比
        初中数学教材中将函数定义为:如果在一变化过程中有两个变量x和y,对于变量x的每一个值,变量y都有唯一确定的值与之对应,那么称y是x的函数.
        高中数学将函数定义为:给定两个非空实数集合A和B,以及对应关系f,若对于集合A中的每一个实数x,集合B中有唯一实数y=f(x)与x对应,则称y=f(x)为集合A上的函数.
   初中函数概念表述通常称为函数的“变量说”,它强调用函数描述一个变化过程,而高中的表述称为“对应关系说”,它更强调实数集与实数集间的对应关系,强调对应的结果,不是过程,两个函数的定义域相同,且相同变量值对应的函数值也相同,两个函数就是同一个函数,相比之下,高中的定义更进一步抽象,使不同函数可以进行加、减、乘、除等运算,函数研究的内涵和应用的范围得以扩展。
二、初高中课标关于函数概念的教学要求
  义务教育初中数学课程标准(2011版)对“函数”的要求:
(1)探索简单实例中的数量关系和变化规律,了解常量、变量的意义;
(2)结合实例,了解函数的概念和三种表示法,能举出函数的实例.[1]
        普通高中数学课程标准(2017版)提出:“函数是现代数学最基本的概念,是描述客观世界中变量关系和规律的最为基本的数学语言和工具,在解决实际问题中发挥重要作用。函数是贯穿高中数学课程的主线。”[2]
三、函数概念在初高中教学中遇到的困惑
         初中数学教师在教授函数概念时,遇到如下问题:
(1)怎么让直观思维的初中学生理解函数这一抽象的概念?
(2)高中函数对应关系说中的“一对一”“多对一”,在初中是否需要渗透对比?
        高中数学教师在教授函数概念时,遇到如下问题:
(1)教师对学生的认知心理、最近发展区、认知起点、学习能力、思维发展等研究不够深入,衔接存在一定偏差。


(2)虽经过初中函数学习,但学生对函数仍存在一些模糊甚至错误的认识:函数都有解析式,解析式中都要有两个变化的量,且一个量随另一个量的变化而变化(对常函数心理上不认可),都可以画出图像,图像时“连绵不断”的(尚不可理解认可离散型函数)[3]
四、初高中函数概念教学几点建议
        1.注意区分初高中的教学重点,安排符合课程要求的教学内容;
        通过梳理,初高中函数概念都需掌握函数概念辨析、求自变量取值范围(定义域)、求函数值取值范围(值域)这些类型的问题,但初中函数概念侧重概念中变量与变量之间关系的理解,高中侧重对应关系的理解,初中教学中如果对对应中“多对一”“一对多”进行过多的强调和对比,会增加学生的理解负担,容易引起概念混淆,因此,教师在教学的边界区域应该划分清楚界线,抓住初中的重点进行教学,非重点部分留作高中再进行系统教学。
2.注重列举易理解的生活实例,创造适合学生思维的教学情境;
        概念教学要同时抓引进的“情境化”和提炼的“去情境化”[4]。函数这一概念从生活中抽象而来,又应用到生活中去。因此,在函数概念的教学中,为帮助直观思维的初中学生理解抽象的函数概念,初中教师教学中应当引进“情境化”,多列举生活实例,从生活中感受变量变化依赖关系,高中学生的抽象思维发展较好,因此高中教师可以提炼地“去情境化”教学,从集合的映射关系理解函数的概念,进而从初中“变量说”过度到高中“对应关系说”,让学生充分经历:感性认识、分化本质、概括形成定义、应用强化的阶段[1],从直观思维向抽象思维发展,形成概念数学化提炼。
3.注意避开旧知对新知负迁移,设计有助学生理解的教学环节;
        学生学习高中“对应说”函数概念时,若联系对比“变量说”,学生难免产生疑问,当下“对应说”与初中“变量说”有何区别联系?如果教师急于强调二者本质一致,难免产生新的疑问:既然一样,为什么要学习另一种?教学会陷入人越急越讲不清的窘境。因此教学中,应当避开旧知“变量说”对新知“对应说”的负迁移,暂且不提“变量说”概念,而是引导学生“从定义出发”去思考判断,有利于突出当前的教学重点,有利于学生对“对应说”概念的理解,有利于培养学生形式化思维习惯——用概念思考,还突出了函数本质属性——对应。[3]
4.注重整体把握初高教材结构,体现新课程中螺旋上升的理念.
        初中函数概念的建立需要以认识变量为基础,感悟现实生活中变量的广泛存在,有助于学生由“静”到“动”的思维转换,体会变量之间的依存关系,有助于认识到现实事物之间的普遍联系和相互作用,这是进一步抽象概括函数概念的基础,从生活实例中体会研究变量之间关系的必要性,解决的是“为什么要学习函数概念”的问题,这是学习内容的价值性认识,是学习出发点和归宿,为后续学习提供内在驱动力。后续学习具体函数时,虽然每个学习内容都遵循相同的基本过程(背景—定义—性质—应用),但每一次学习都是一次认识上的提升,在中考复习时,从具体函数学习中回到函数概念,学生的理解更深刻,进入高中学习中,从”对应说”理解函数概念,更接近函数的本质属性,让孩子体会“螺旋上升”的学习过程,而教师在备课中更应整体性地把握教材,实现每一阶段的“螺旋上升”.[3]


参考文献
[1]中华人民共和国教育部.《义务教育数学课程标准》(2011 年版)[M].北京.北京师范大学出版社,2011:45.
[2]中华人民共和国教育部.《普通高中数学课程标准》(2017年版)[M].北京.人民教育出版社,2017.
[3].渠东剑,从螺旋上升视角,谈初高中数学衔接[J].中学数学教学参考:中旬,2016(3):6-9
[4].罗增儒,数学概念的教学认识[J].中学数学教学参考:中旬,2016(4):2-3
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