摘 要:通過挖掘數(shù)學(xué)中的辯證素材,正確理解知識(shí)之間的相互聯(lián)系、轉(zhuǎn)化與統(tǒng)一,使所學(xué)知識(shí)更加系統(tǒng)化、科學(xué)化,更好地提高學(xué)生邏輯思維和抽象思維能力,分析問題和解決問題的能力,同時(shí)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生形成初步的科學(xué)數(shù)學(xué)觀和數(shù)學(xué)方法論。
關(guān)鍵詞:辯證法;數(shù)學(xué)觀;方法論;素質(zhì)教育
G633.6
剛畢業(yè)的師范生能否勝任新的教師崗位、落實(shí)新課程理念,在學(xué)科教學(xué)中能否引導(dǎo)師范生挖掘數(shù)學(xué)中的辯證素材,能否培養(yǎng)辯證的數(shù)學(xué)思想,是我們學(xué)科教學(xué)法老師值得深思的問題。 “如何把數(shù)學(xué)課程中的辯證唯物主義因素在數(shù)學(xué)教學(xué)中體現(xiàn)出來,值得好好研究”①?!熬哂幸欢ǖ臄?shù)學(xué)視野,逐步認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值和文化價(jià)值,形成批判性的思維習(xí)慣,崇尚數(shù)學(xué)的理性精神,體會(huì)數(shù)學(xué)的美學(xué)意義,從而進(jìn)一步樹立辯證唯物主義和歷史唯物主義世界觀?!雹谝虼宋覀円龑?dǎo)師范生充分挖掘數(shù)學(xué)中的辯證素材,充分運(yùn)用數(shù)學(xué)內(nèi)在的辯證規(guī)律去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納、總結(jié),使所學(xué)的知識(shí)是系統(tǒng)的,而不是孤立的、零碎的。
一、引導(dǎo)師范生挖掘數(shù)學(xué)辯證素材,特別是普遍聯(lián)系觀點(diǎn)的體現(xiàn),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力
唯物辯證法關(guān)于普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)有兩重含義,其中之一是“任何事物、現(xiàn)象、過程內(nèi)部的各個(gè)部分、要素、環(huán)節(jié)、成分又相互聯(lián)系、相互作用著。”③橫斷科學(xué)以事物與現(xiàn)象中普遍存在的某種關(guān)系為研究對(duì)象,數(shù)學(xué)以事物關(guān)系中的數(shù)與量的關(guān)系為研究對(duì)象。以引導(dǎo)學(xué)生正確把握代數(shù)式、方程、函數(shù)三者之間的關(guān)系為例說明:⑴進(jìn)一步明確它們的概念,特別是函數(shù)概念,小學(xué)、初中階段的“變量說”到高中階段的“對(duì)應(yīng)說”,再到大學(xué)階段的“關(guān)系說”,三者之間存在普遍聯(lián)系。③⑵函數(shù)、代數(shù)式、方程、不等式的聯(lián)系:
①.任何代數(shù)式A(x)可以看著變量x的函數(shù)代數(shù)表達(dá)式:y= A(x),求代數(shù)式的值就是求函數(shù)的值。
②.函數(shù)y= f(x)是一個(gè)二元方程y- f(x)=0或不等式y(tǒng)- f(x)>0(或<0),當(dāng)變量x取何值時(shí),函數(shù)值y=0、y>0、y<0?
③.函數(shù)的不動(dòng)點(diǎn),就是解方程f(x)=x。
因此代數(shù)式、方程、不等式、函數(shù)四者關(guān)系緊密,弄清它們異同非常重要。像這樣教學(xué)學(xué)生的邏輯思維能力逐漸會(huì)提高。
二 、引導(dǎo)師范生挖掘數(shù)學(xué)辯證素材,特別是辯證法三大規(guī)律的體現(xiàn),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生辯證數(shù)學(xué)思維
㈠質(zhì)量互變規(guī)律的體現(xiàn)
恩格斯說:“量變改變事物的質(zhì),質(zhì)變同樣也改變事物的量?!雹芤簿褪钦f,量變引起質(zhì)變,在新質(zhì)的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生新的量變,這就是質(zhì)量互變規(guī)律,掌握引起質(zhì)變的量的臨界點(diǎn)是數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵。例如:
1.一元二次方程ax?+bx+c=0 (a≠0)根的情況時(shí),就借助于根的判別式量的變化而導(dǎo)致根的質(zhì)的變化,由根質(zhì)的變化也會(huì)改變量的變化。
△ =b?-4ac>0?方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根。
△=b?-4ac=0?方程有兩個(gè)相等的實(shí)根。
△=b?-4ac<0?方程無實(shí)根(有兩個(gè)虛根)。
“?”(方程根的判定)是由量變引起質(zhì)變的過程。
“?”(方程根的性質(zhì))是由質(zhì)變引起量變的過程。
判別式△=0是引起根變化的臨界點(diǎn),判別式△由正→0→負(fù),方程的根由不等二實(shí)根→相等二實(shí)根→無實(shí)根(虛根)。反之亦然。
2.在討論圓和圓的位置關(guān)系時(shí),就借助于兩圓的圓心距d與兩圓半徑R﹑r和、差的關(guān)系(R≥r)進(jìn)行變化。
d﹥R+r ?兩圓外離 d=R+r ?兩圓外切 R-r d=R-r ?兩圓內(nèi)切 0≤d 其中d=R+r是引起質(zhì)變的臨界點(diǎn)。 同樣,點(diǎn)和圓的位置關(guān)系,直線和圓的位置關(guān)系也體現(xiàn)了質(zhì)量互變規(guī)律,掌握好它們才能更好地應(yīng)用,進(jìn)一步提高學(xué)生的邏輯思維能力。 3.圓錐曲線借助于e而改變: 0 隨著e的量變,引起曲線的質(zhì)變,而e=1是引起質(zhì)變的臨界點(diǎn)。 ㈡對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律的體現(xiàn) 列寧指出:“統(tǒng)一物之分為兩個(gè)互相排斥的對(duì)立面以及它們之間的互相關(guān)聯(lián)?!雹葸@就是“對(duì)立面的統(tǒng)一”。數(shù)學(xué)中的矛盾的雙方是對(duì)立的,并根據(jù)一定的條件可以轉(zhuǎn)化??v觀數(shù)學(xué)史,整個(gè)數(shù)學(xué)發(fā)展的過程就是一個(gè)不斷對(duì)立統(tǒng)一的過程,沒有對(duì)立就沒有統(tǒng)一和發(fā)展。 (1)數(shù)式概念、運(yùn)算的對(duì)立統(tǒng)一 1.每一種數(shù)(式)都有和它對(duì)立的數(shù)(式),各以和它對(duì)立的數(shù)(式)為自己存在的前提,并在一定條件下轉(zhuǎn)換。比如:整數(shù)(式)和分?jǐn)?shù)(式)的對(duì)立與互化,并統(tǒng)一與分?jǐn)?shù)(式)之中;實(shí)數(shù)和虛數(shù)的對(duì)立與互化,統(tǒng)一于復(fù)數(shù)之中等等。 2.數(shù)的運(yùn)算方法的對(duì)立統(tǒng)一。比如:在加法和減法運(yùn)算中,在引進(jìn)負(fù)數(shù)和相反數(shù)后,它們可以互化;引進(jìn)倒數(shù)后,乘法和除法可以互化;引進(jìn)分?jǐn)?shù)指數(shù)后,乘方和開方可以互化, ;在引進(jìn)對(duì)數(shù)后,指數(shù)和對(duì)數(shù)同樣可以互化等等。 (2)各類方程的對(duì)立統(tǒng)一 一元一次、高次方程和多元一次、高次方程對(duì)立統(tǒng)一于整式方程中;整式方程和分式方程對(duì)立統(tǒng)一于有理方程中;有理方程和無理方程對(duì)立統(tǒng)一于代數(shù)方程中等等。 (3)數(shù)和形的對(duì)立統(tǒng)一 在引進(jìn)數(shù)軸和笛卡爾直角坐標(biāo)系后,實(shí)數(shù)對(duì)與平面上的點(diǎn)可以互化;直線和二元一次方程可以互化;曲線和方程可以互化等等。這樣代數(shù)和幾何即數(shù)和形既對(duì)立又統(tǒng)一了。數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合思考問題的能力是至關(guān)重要的。 (4)已知數(shù)與未知數(shù)的對(duì)立在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化 在解字母方程比如s=?(a+b)h時(shí),用b﹑h﹑s表示出a,那么就把a(bǔ)看成未知數(shù),s﹑b﹑h作為已知數(shù),解關(guān)于a的一元一次方程;同樣可分別解關(guān)于b﹑h的一元一次方程。
在弄清已知數(shù)與未知數(shù)后,才能解方程(組),已知數(shù)與未知數(shù)的互化,在解方程(組)時(shí),就是訓(xùn)練學(xué)生這個(gè)辯證思想,從而有一定的科學(xué)觀和方法論。
(5)有關(guān)圖形面積、體積的對(duì)立統(tǒng)一
(6)微分與積分的對(duì)立統(tǒng)一
微分就是在某點(diǎn)處用切線的直線方程近似曲線方程的取值;定積分就是求曲線與x軸所夾得面積,不定積分就是該面積滿足的方程式。微分就是求導(dǎo)的過程,積分就是逆向求導(dǎo),它們對(duì)立統(tǒng)一于極限中。
㈢ 在否定中求肯定求發(fā)展規(guī)律的體現(xiàn)
恩格斯指出:“否定的否定究竟是什么呢?它是一個(gè)極其普遍的,因而極其廣泛地起作用的,重要的自然、歷史和思維的發(fā)展規(guī)律”。⑥一切事物的發(fā)展都經(jīng)歷“肯定—否定—否定之否定”的循環(huán)往復(fù),螺旋式的上升和波浪式地前進(jìn)。
全等三角形與相似三角形的性質(zhì)與判定,在否定全等三角形的對(duì)應(yīng)邊之比為1的前提下,才有相似三角形的產(chǎn)生,也才能制造出形形色色大小不等具有和諧美的相似圖形;余弦定理c?=a?+b?-2abcosC在否定勾股定理c?=a?+b?(∠C=90?)后,才產(chǎn)生了任意三角形已知兩邊及夾角求第三邊的一般公式;引入無理數(shù)后,實(shí)數(shù)對(duì)有理數(shù)進(jìn)行了否定;虛數(shù)出現(xiàn),復(fù)數(shù)對(duì)實(shí)數(shù)進(jìn)行了否定等等。
在數(shù)學(xué)中“猜想”也是否定之否定規(guī)律的應(yīng)用,牛頓說過,沒有大膽的猜想,就沒有偉大的發(fā)現(xiàn)。因此,在教學(xué)中,大膽猜想是必要的,“學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和提出問題是創(chuàng)新的基礎(chǔ);歸納概括得到猜想和規(guī)律,并加以驗(yàn)證,是創(chuàng)新的重要方法?!雹?/p>
總之,引導(dǎo)師范生充分挖掘數(shù)學(xué)教材中的辯證素材,培養(yǎng)師范學(xué)生辯證的數(shù)學(xué)思想是十分必要的,引導(dǎo)師范生用科學(xué)的方法去探求數(shù)學(xué)知識(shí),進(jìn)一步提高分析問題和解決問題的能力,這是當(dāng)前中小學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)主要方向,剛畢業(yè)的師范生也才能勝任數(shù)學(xué)教學(xué)工作,達(dá)到對(duì)中小學(xué)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育的目的。
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作者簡(jiǎn)介: 張學(xué)林(1968-),男,漢族,四川南部,教育碩士,中學(xué)高級(jí),綿陽師范學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)科法教師,研究方向:基礎(chǔ)教育,數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)法