李吉海
【摘 要】函數(shù)是數(shù)學(xué)的“靈魂”,是數(shù)學(xué)最根本的規(guī)律所在,貫穿基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)的始終,函數(shù)思想是最重要的函數(shù)思想。基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)該循序漸進(jìn)的引入函數(shù)思想,將計算、作圖等教學(xué)與數(shù)學(xué)思想結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生的一般性和特殊性的辯證思維,提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。
【關(guān)鍵詞】函數(shù)思想;基礎(chǔ)教學(xué);數(shù)學(xué)規(guī)律
函數(shù)簡而言之就是某兩種變量之間的固定的、客觀的聯(lián)系的規(guī)律。函數(shù)思想是指利用函數(shù)的各種性質(zhì)去分析和解決問題的一種思想理念。在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)階段,雖然函數(shù)的概念并未正式提及,但是由函數(shù)特殊化、具體化的問題比比皆是,學(xué)生必須具備一定的函數(shù)思想,才能摸清這些具體化問題背后的一般規(guī)律,從而對這些具體化問題有更好的理解,徹底的懂得問題的本質(zhì)聯(lián)系,達(dá)到“舉一反三”的效果。
所以說,在基礎(chǔ)教學(xué)中引入函數(shù)思想,不僅僅是為了教學(xué)的方便,更是為了提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思辨能力,使得解決問題更加的輕松,不再有恐懼?jǐn)?shù)學(xué)的感覺。
以下將從三個方面去描述如何在基礎(chǔ)教育中引入函數(shù)思想:
一、在基本數(shù)學(xué)公式中的引入
基礎(chǔ)教育中,常常需要學(xué)生牢記一些基本的,常見的數(shù)學(xué)公式,比如幾何圖形的邊長、面積、體積等,就需要用到函數(shù)思想。
例如,從正三角形的面積公式到正四邊形、正五邊形、正六邊形以至于圓形,這就是函數(shù)中極限思想的運(yùn)用,當(dāng)多變形的面積從3變?yōu)闊o窮,多變形的面積這個函數(shù)其本質(zhì)是不變的,只是形式在發(fā)生變化而已。由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了正三角形面積的計算,如果把正n邊形的面積計算公式作為一個函數(shù)的話,那只要任意確定n的值,學(xué)生就可以推導(dǎo)出對應(yīng)的面積計算的公式。所以教師應(yīng)該去注意數(shù)學(xué)教材中公式的一般規(guī)律,將其數(shù)理化和原理化,以此來深化學(xué)生對這些數(shù)學(xué)公式的理解。就比如剛才提到的例子,幾何圖形的面積通常是由其數(shù)學(xué)構(gòu)造線和構(gòu)造線的運(yùn)動軌跡相乘得到,那么正多變形的面積就可以表示為:
如果把幾何圖形看做一個掃描圖形,其基本構(gòu)造線就是掃描的磨具,對于正四邊形來說,基本構(gòu)造線就是他的寬或高,對于圓形來說就是它的半徑;基本構(gòu)造線的運(yùn)動軌跡指的是基本基本構(gòu)造線構(gòu)造幾何圖形需要移動的軌跡,對于正四邊形來說,就是其底面,對于圓形來說就是它的圓周。
同時,在學(xué)習(xí)了各種公式之后,需要學(xué)生能夠靈活的將這些公式運(yùn)用到各種更為復(fù)雜的條件中,這也需要用到函數(shù)思想。例如正方形延伸到長方形、長方形延伸到平行四邊形、再延伸到一般四邊形,這些都需要去探尋其面積公式的內(nèi)在相似性,并教會給學(xué)生。
二、在數(shù)學(xué)計算中的引入
數(shù)學(xué)計算是一種高度復(fù)雜的腦力活動,對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求高。在數(shù)學(xué)計算教學(xué)的過程中,如果教師單單是把計算的目標(biāo)限定于計算出具體的數(shù)值,那么學(xué)生的思維往往都是停留在具體的數(shù)值上,停留在算術(shù)層面上,感受不到計算過程的內(nèi)在規(guī)律性、結(jié)構(gòu)化特征。對此,教師可以注重函數(shù)思想在數(shù)學(xué)計算教學(xué)中的引入。
例如,在加法教學(xué)中,教師出示情景圖后問學(xué)生:仔細(xì)觀察圖中的小汽車?你發(fā)現(xiàn)了什么?有的同學(xué)說:小汽車?yán)锩娴娜嗽絹碓蕉嗬?,有的同學(xué)說:每個十分鐘就會車?yán)锞蜁M(jìn)來一個人。那固定一段時間,怎樣才能求出車?yán)镆还灿謳讉€人呢,這個時候,教師就需要引導(dǎo)學(xué)生明白:每隔一段時間上車的人數(shù)是不變的,但是車內(nèi)的人數(shù)確一直在發(fā)生變化,每隔固定的時間,車內(nèi)的人數(shù)往往會固定的多出1。學(xué)生在明白這個規(guī)律之后,再遇到類似的問題,就回去想象其中的“固定時間”和固定時間事物變化的量,通過對“固定時間”的和計算實(shí)現(xiàn)了量的計算,使得計算有章可循。
上述規(guī)律的發(fā)現(xiàn),更重要的作用是有利于讓學(xué)生理解更加復(fù)雜的問題,當(dāng)遇到同樣的“人上車”問題,但是固定時間變了,每段時間上車的人數(shù)也變了,這個時候?qū)W生“累加”的思想還在,參考固定情況去計算就可以得出想要的結(jié)果。
上述的教學(xué)方法,實(shí)際上是運(yùn)用了函數(shù)的單調(diào)性和增長率的概念使得各個變量之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前,便于學(xué)生找到計算方法,同時啟蒙學(xué)生聯(lián)系、發(fā)展的哲學(xué)觀念,促使他們逐漸科學(xué)的看待周圍的事物。
三、在數(shù)學(xué)找規(guī)律中的運(yùn)用
尋找數(shù)字規(guī)律是小學(xué)數(shù)學(xué)中一種比較常見的問題,主要是去考察學(xué)生的觀察能力,事實(shí)上,在此類問題的解決教學(xué)中,用函數(shù)思想給學(xué)生傳授找規(guī)律的“方法論”更加重要。
比如說數(shù)字相加和為8有哪些情況,答案有1+7、2+6、3+5、4+4、5+3、6+2、7+1共7種,在得到這個結(jié)論的同時,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)一部分隨著另一部分變化的規(guī)律,這從加減乘除的口訣表中也可以看出。在同樣的問題中,當(dāng)某一個量固定不變時,其他量的變化可能是具有某特性的,這種特性包括正變化、逆變化、加速變化、周期變化和收斂變化等等。這實(shí)際上還是在引入函數(shù)的各種性質(zhì),比如單調(diào)性、周期性、收斂性等等,利用這些性質(zhì)教會學(xué)生面對找規(guī)律的問題應(yīng)該從那個角度去思考和下手。
小結(jié)
綜上所述,將函數(shù)思想引入小學(xué)教學(xué)中時大有裨益的,特別是在數(shù)學(xué)公式記憶和推廣、數(shù)學(xué)計算、找規(guī)律等重要而常見的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)問題中。引入函數(shù)思想不僅僅為了讓學(xué)生快速、正確的解題,同時也在培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力,提高其解決綜合問題的能力。