[摘要]《函數(shù)及其圖象》這一章中,滲透和體現(xiàn)的辯證觀點(diǎn)的內(nèi)容是十分豐富的,主要包括常量與變量,運(yùn)動(dòng)與靜止,內(nèi)容與形式,特殊與一般,現(xiàn)象與本質(zhì),具體與抽象,量變與質(zhì)變,離散與連續(xù)等。
[關(guān)鍵詞]函數(shù) 圖象 辨證觀點(diǎn)
現(xiàn)代課程理論及教學(xué)實(shí)踐證明,搞好函數(shù)及其圖象教學(xué),不僅可以幫助學(xué)生深化對(duì)以前所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)的理解,提高數(shù)學(xué)能力,形成運(yùn)動(dòng)、變化、聯(lián)系的意識(shí),而且能較自然地培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義的世界觀。
一、常量與變量
辯證法認(rèn)為,世界上的萬(wàn)事萬(wàn)物,都是相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展的。常量,是相對(duì)于某一過(guò)程或另一個(gè)變量而言的。絕對(duì)的常量是沒(méi)有的。因?yàn)槲镔|(zhì)的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的,故物動(dòng)則變。既然如此,相對(duì)的常量是有的,絕對(duì)的常量是不存在的。因此,在教學(xué)過(guò)程中,為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)常量與變量這一辯證關(guān)系,不妨取如下實(shí)例。電影院里統(tǒng)計(jì)票房收入,對(duì)某一個(gè)場(chǎng)次和座位類別而言,票價(jià)是常量,而售票張數(shù)和收入均為變量;但相對(duì)于某個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間間隔而言,由于演出的內(nèi)容、種類、檔次的不同,其票價(jià)仍是一個(gè)變量。 教學(xué)實(shí)踐表明,要使學(xué)生認(rèn)識(shí)常量與變量這一辯證關(guān)系,就必須多形式、多角度、多層次地予以闡釋。
二、運(yùn)動(dòng)與靜止 根據(jù)人類認(rèn)識(shí)事物的客觀規(guī)律及青少年實(shí)踐和知識(shí)的發(fā)展水平,我們可結(jié)合教材中的具體教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)事物的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)與相對(duì)靜止這一辯證關(guān)系。例如,我們可以引導(dǎo)學(xué)生從教科書(shū)上看到的,在練習(xí)本或黑板上畫(huà)出的y=x的圖象去思考:這個(gè)圖象表面上是靜止的,但從列表、描點(diǎn)到連線的過(guò)程去看卻是運(yùn)動(dòng)的、變化的。再進(jìn)一步挖掘,可以發(fā)現(xiàn):畫(huà)成的圖象表面上是完整的,其實(shí)是不完整的,因?yàn)樗€可以向兩方無(wú)限延伸,即不斷運(yùn)動(dòng)、發(fā)展和變化,畫(huà)出的函數(shù)圖象永遠(yuǎn)只能是局部的,它只能是某個(gè)函數(shù)圖象的一個(gè)象征物;同時(shí)這一例舉也體現(xiàn)了部分與整體的辯證統(tǒng)一。三、內(nèi)容與形式
根據(jù)現(xiàn)行教材體系,初一上學(xué)期,學(xué)生學(xué)習(xí)了方程的有關(guān)概念后會(huì)認(rèn)為,形如y=2x+1的式子表示一個(gè)二元一次方程;初三學(xué)生剛接觸一次函數(shù)概念時(shí),會(huì)認(rèn)為y=2x+1表示一個(gè)一次函數(shù);當(dāng)學(xué)生用描繪函數(shù)圖象的一般方法描出y=2x+1的圖象后,又認(rèn)識(shí)到y(tǒng)=2x+1還可以表示一條直線。從哲學(xué)的角度去看,y=2x+1表示一類事物的本質(zhì)聯(lián)系,其內(nèi)容是極其豐富的,而表達(dá)這豐富內(nèi)容的形式卻是相同的。這正表明,同一事物在不同的外部條件下可有多種不同的外部表現(xiàn)形式,相同的外部形式可以表示不同的本質(zhì)內(nèi)容。隨著學(xué)生知識(shí)的增多和認(rèn)識(shí)能力的提高,他們對(duì)事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也將逐步地從感性上升為理性。四、特殊與一般
辯證法認(rèn)為,一般性寓于特殊性之中。教材中涉及特殊與一般這一內(nèi)容至少有以下幾個(gè)方面:(1)y=kx與y=kx+b;(2)y=ax2與y=ax2+k;(3)y=ax2與y=a(x-h)2;(4)y=ax2與y=ax2+bx+c。它們之間的關(guān)系,均是典型的特殊與一般之間的關(guān)系,而這一關(guān)系又是辯證統(tǒng)一的。為了利于學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)屬性,教材中總是先介紹簡(jiǎn)單的、特殊的內(nèi)容,然后再逐步推廣、逐步加深到較復(fù)雜的、更一般的內(nèi)容,從而引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)屬性,掌握對(duì)事物的認(rèn)識(shí)規(guī)律。五、現(xiàn)象與本質(zhì)
在物質(zhì)世界中,沒(méi)有一定的現(xiàn)象,就不能表現(xiàn)出事物的本質(zhì),而且其本質(zhì)常常寓于現(xiàn)象之中。當(dāng)然,個(gè)別現(xiàn)象不一定能暴露出事物的本質(zhì),因?yàn)楸举|(zhì)是若干同類現(xiàn)象的寓歸。這在數(shù)學(xué)上也會(huì)如此。
例如,在初一年級(jí),學(xué)生可以順利地判定方程組的解集為空集,而相對(duì)于認(rèn)識(shí)“y=2x+1與y=2x+3表示兩條平行直線,自然沒(méi)有交點(diǎn)”,屬于對(duì)事物表象-現(xiàn)象的認(rèn)識(shí);只有達(dá)到透徹理解一次函數(shù)的概念與性質(zhì)以后,才算是認(rèn)識(shí)了事物的本質(zhì)。一元二次方程x2+2x+3=0為什么沒(méi)有實(shí)數(shù)解?函數(shù)y=x2+2x+3的圖象與x軸為什么沒(méi)有交點(diǎn)?函數(shù)y=x2+2x+3的最小值是多少?學(xué)生從“實(shí)數(shù)的偶次冪非負(fù)”到“列表-描點(diǎn)-連線”,直觀地看拋物線y=x2+2x+3的頂點(diǎn)的位置。到最一般地研究函數(shù)y=x2+2x+3的最小值,實(shí)乃學(xué)生由淺入深,由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。這類問(wèn)題中,方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根,或圖象與x軸沒(méi)有交點(diǎn),或頂點(diǎn)在x軸上方,均是現(xiàn)象,而問(wèn)題的本質(zhì),恰恰是“一元二次方程根的判別式”的值的狀況對(duì)于這類問(wèn)題的制約。
六、具體與抽象現(xiàn)代認(rèn)知科學(xué)理論告訴我們,人類對(duì)事物本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí),是由現(xiàn)象到本質(zhì)、由具體到抽象、由淺入深的漸進(jìn)過(guò)程。感性認(rèn)識(shí)常來(lái)自于對(duì)某些具體實(shí)踐的思考;而理性認(rèn)識(shí)則來(lái)自于對(duì)這些初步認(rèn)識(shí)概括和抽象的過(guò)程,從而達(dá)到對(duì)事物本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)。因此只有從具體的感性認(rèn)識(shí)上升發(fā)展為抽象的理性認(rèn)識(shí)以后,才容易納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),才可以轉(zhuǎn)化為運(yùn)用的能力,才能為更高級(jí)的抽象提供基礎(chǔ)和保證。我們可從細(xì)讀教材中發(fā)現(xiàn),無(wú)論是對(duì)正比例函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)的研究,還是對(duì)反比例函數(shù)的圖象及性質(zhì)的討論,都是從具體到抽象逐步展開(kāi)論述和論證,從而加深對(duì)這些知識(shí)的理解。為了使學(xué)生的認(rèn)識(shí)不局限于具體,而使之逐步上升為抽象,教材中每講好一些具體的、典型的例題后,總是來(lái)一個(gè)“一般地,函數(shù)…具有以下性質(zhì)……”,從而抓住了本質(zhì)聯(lián)系。正是這個(gè)“一般地”,構(gòu)成了學(xué)生認(rèn)知的困難。為了幫助學(xué)生克服認(rèn)知障礙,我們應(yīng)給學(xué)生以豐富的感性材料,使之產(chǎn)生豐富的感性認(rèn)識(shí),而后逐步上升為理性認(rèn)識(shí)。
七、量變與質(zhì)變本章體現(xiàn)量變與質(zhì)變觀點(diǎn)的內(nèi)容,例子很多,要使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)這些內(nèi)容卻是很困難的,因而我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)宜逐步引導(dǎo),點(diǎn)滴滲透,而后去系統(tǒng)推進(jìn)對(duì)這些內(nèi)容的理解。(1)對(duì)于一次函數(shù)y=kx+b,若從k≠0變?yōu)閗=0,情況如何?(2)二次函數(shù)y=ax2+bx+c中,規(guī)定?a≠0;若令a=0,情況如何?(3)反比例函數(shù)y=中,自變量x的取值范圍是x≠0;如果x=0,或y=0,又將如何?(4)對(duì)于y=kx+b,從k>0變?yōu)閗<0,則其變化特征如何相應(yīng)變化?(5)對(duì)于二次函數(shù)y=ax2+bx+c,若Δ>0變?yōu)棣?0或Δ<0,相應(yīng)的函數(shù)圖象及性質(zhì)將如何改變?(6)對(duì)于周長(zhǎng)確定的矩形,當(dāng)相鄰邊長(zhǎng)均為周長(zhǎng)的時(shí),面積的大小有何特征?(7)對(duì)于一般的二次函數(shù)y=ax2+bx+c,從x<0變?yōu)閤=0,再變?yōu)閤>0,其增減趨勢(shì)如何相應(yīng)地改變諸如此類,均是量變積累到一定程度導(dǎo)致質(zhì)變的例子。
八、離散與連續(xù)
離散與連續(xù)是一個(gè)矛盾的兩個(gè)方面,但在列表—描點(diǎn)—連線的過(guò)程中,連線使離散與連續(xù)得到了統(tǒng)一。如教科書(shū)上畫(huà)y=x及y=x2的圖象,均采用了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從特殊到一般、由離散到連續(xù)的手法,體現(xiàn)了這種對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。
仔細(xì)分析教材,不難發(fā)現(xiàn)《函數(shù)及其圖象》這一章中,滲透和體現(xiàn)的上述辯證觀點(diǎn)的內(nèi)容是十分豐富的。主要觀點(diǎn)除上面已敘述的內(nèi)容之外,至少還有微觀與宏觀,直與曲,精確與近似,部分與整體,絕對(duì)與相對(duì),主觀與客觀辯證統(tǒng)一等內(nèi)容。
(作者單位:河南安陽(yáng)廣播電視大學(xué))