3.1 函数的概念及其表示教学设计-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册

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人教A版 高一 教学设计-2026-2027学年 3.1 函数的概念及其表示 必修第一册 数学

1. 教学设计

本课是人教A版必修第一册第三章3.1函数的概念及其表示的第一课时。函数是中学数学的核心概念,本课在初中变量语言定义的基础上,用集合与对应语言重新刻画函数,并引入区间、函数表示法与分段函数,为后续研究函数性质奠定基础。

学科

数学

年级

高一

学期

秋季

课时

1课时

课题

函数的概念及其表示

教材

人教A版必修第一册

章节

第三章3.1

课型

新授课

教学方式

启发探究式

教学手段

多媒体辅助

教学时长

45分钟

授课对象

高一学生

授课人数

45人

授课时间

2026年9月

2. 教材分析

本节是人教A版必修第一册第三章函数的概念与性质的起始课。函数概念是中学数学的核心概念之一。在初中阶段,学生已用变量语言学习了函数的描述性定义,认识了正比例函数、一次函数、二次函数和反比例函数。本节在已有基础上,用集合与对应的语言重新定义函数,使概念更加精确。内容包括函数的概念、定义域与值域、区间表示、函数的三种表示法以及分段函数,为后续研究函数的单调性、奇偶性等性质奠定基础。本节内容贯穿高中数学始终,是学习函数性质、基本初等函数以及导数等知识的前提。

3. 学情分析

高一学生在初中已学习了函数的变量定义,对一次函数、二次函数、反比例函数有初步认识,具备从图象和解析式两个角度理解函数的经验。但学生尚未系统学习集合语言,对唯一确定的理解可能存在偏差,容易将函数等同于解析式而忽略定义域。分段函数对学生而言是新概念,其分段定义、统一函数的特征需要重点突破。教学中应通过实例对比和图象直观帮助学生跨越认知障碍,注重从具体到抽象的概括过程。

4. 课程标准及目标分析

1. 理解函数的概念,能用集合与对应的语言刻画函数,掌握定义域、值域的概念,会求简单函数的定义域;理解区间的概念并能正确使用区间表示集合。

2. 掌握函数的三种表示法,能识别和建立分段函数并画出其图象,在从具体到抽象的概括过程中发展数学抽象与直观想象素养。page number 0

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5. 教学重难点

重点:用集合与对应语言刻画的函数概念、定义域的求法、区间的表示、函数的三种表示法与分段函数。

难点:对唯一确定的理解与函数图象的判据、同一函数的判定(定义域与对应关系都要相同)、分段函数及其图象的建立。

6. 网络多媒体教室

本课在网络多媒体教室进行,配备教师机、投影设备和学生终端,便于展示函数图象、动态演示区间与分段函数的生成过程,支持课堂即时反馈与互动。教室环境满足学生分组讨论与成果展示的需要。

7. 几何画板软件、投屏软件

利用几何画板软件动态绘制函数图象,直观展示分段函数的拼接过程,帮助学生理解分段函数图象的端点开闭。通过投屏软件展示学生练习成果,便于全班交流与点评,提高课堂互动效率。

8. 教学过程

本节课按照情境引入、概念建构、区间表示、三要素与同一函数、三种表示法、分段函数、练习小结与作业的流程展开,共七个任务环节。

1. 任务一:情境引入,回顾旧知

教师活动

学生活动

设计意图

教师展示三个生活实例:炮弹发射后的高度与时间关系、某地某日气温与时间关系、乘坐高铁的票价与里程关系,引导学生回顾初中所学的函数概念。

学生观察实例,回忆初中函数定义:在一个变化过程中,如果有两个变量x和y,并且对于x的每一个值,y都有唯一确定的值与其对应,那么y就是x的函数。

从生活实例出发,唤醒学生对函数的已有认识,为新概念的建构提供认知起点。

教师追问:初中定义中每一个值和唯一确定分别强调什么?如何用集合语言重新表述?

学生讨论后回答:每一个值强调定义域的完整性,唯一确定强调对应的唯一性。用集合语言表述为:对集合A中任意x,集合B中存在唯一y与之对应。

引导学生从变量语言向集合语言过渡,为精确化函数概念做铺垫。

2. 任务二:建构函数概念

教师活动

学生活动

设计意图

教师引导学生分析三个实例的共同特征:每个实例都涉及两个非空实数集A和B,对于A中每一

学生阅读教材中函数的定义,标注关键词非空的实数集、任意一个数、唯一确定的数、对应关系

通过从实例中归纳共同特征,帮助学生经历从具体到抽象的概念建构过程,理解函数定义中每个

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个数x,按照某种确定的对应关系f,在B中都有唯一确定的数y与之对应。在此基础上,教师给出函数的严格定义:一般地,设A,B是非空的实数集,如果对于集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A。

f,理解f:A→B的含义。

条件的必要性。

教师介绍函数符号f(x)的含义:f(x)表示x对应的函数值,而不是f乘以x。同时指出:x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域。显然,值域是集合B的子集。

学生记录定义域、值域的概念,理解函数的构成要素为:定义域、对应关系和值域。学生明确值域由定义域和对应关系决定。

帮助学生准确理解函数符号的含义,明确函数的三要素及其关系。

3. 任务三:引入区间表示

教师活动

学生活动

设计意图

教师指出函数的定义域和值域都是集合,为了书写简便,引入区间的概念。教师给出区间的定义:设a,b是两个实数,且a<b,满足a≤x≤b的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];满足a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);满足a≤x<b或a<x≤b的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b]。教师演示数轴上的表示方法:实心点表示包含端点,空心点表示不包含端点。

学生学习区间概念,理解实心点表示包含端点、空心点表示不包含端点,练习用区间表示集合。

引入区间的简洁表示方法,为后续函数定义域和值域的书写提供工具。

教师介绍无穷区间:实数集R可以用区间表示为(−∞,+∞);满足x≥a,x>a,x≤b,x<b的实数x的集合,可以用区间分别表示为[a,+∞),(a,+∞),(−∞,b],(−∞,b)。教师说明∞读作无穷大。

学生学习无穷区间的表示方法,理解∞的含义,练习用区间表示无限集合。

帮助学生掌握无穷区间的表示方法,完善区间表示的知识体系。

例1:用区间表示下列集合。(1){x|0≤x≤5};(2){x|−3<x<2};(3){x|x≥1};(4){x|x<4}。解:(1)[0,5]。(2)(−3,2)。(3)[1,+∞)。(4)(−∞,4)。

上图为例1第(1)题[0,5]和第(2)题(−3,2)在数轴上的表示,实心点表示包含该端点,空心点表示不包含该端点。page number 2

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