李敏茹
摘? 要:本文主要從認清運動變化與間斷、割碎、僵化的辯證關(guān)系,常量與變量的辯證關(guān)系以及從函數(shù)關(guān)系表達的多樣化、特殊化理解特殊與一般的辯證關(guān)系幾個方面闡述了函數(shù)概念中的辯證思維
關(guān)鍵詞:辯證思維;運動;常量;變量;特殊;一般
當前,中小學正在大力提倡素質(zhì)教育,教師正在注重和加強教育科研,以科研帶教育,以科研促教學,下面就從函數(shù)概念教學中辯證思維談一點體會。
一、認清運動變化與間斷、僵化的辯證關(guān)系
在中等數(shù)學中,函數(shù)概念是用“某個范圍內(nèi),x的每一個確定的值,另一個變量y有唯一確定的值與之對應(yīng)”來定義的。那么,這個定義能否刻畫兩個變量間相互聯(lián)系、相互制約的運動變化關(guān)系呢?剖析一下定義就可以知道了。首先規(guī)定了自變量變化范圍,并約定它要取“每一個確定的值”,這一描述把自變量取值的確定性、任意性與完備性體現(xiàn)出來了。所謂確定性,是指變量取值的方法為“一個確定的值”,即取值是逐個進行的,且一次僅取一個;所謂任意性與完備性是指自變量要取“每”一個值,“每”有任取和取盡的意思,就是說自變量取值的過程是即可取這一個,又可取另一個,直至取盡每一個。由此可知,自變量的運動變化在這一連串取值的變化中得以充分的體現(xiàn)。由于對應(yīng)法則的作用,函數(shù)的運動變化則是隨自變量的變化而變化,這是顯而易見的。
需要探索的是自變量取值的確定性、任意性與完備性是通過怎樣的手段來實現(xiàn)的呢?函數(shù)定義本身沒有回答這一問題,這正是辯證思維在函數(shù)概念中的運用。
列寧在《黑格爾“哲學史講演錄”》一書摘要中指出:“如果不把不間斷的東西割斷,不使活生生的東西簡單化、粗糙化,不加以割碎,不使之僵化,那么我們就不能想象、表達、測量、描述運動?!绷袑幍恼撌觯瑸檠芯孔兞康倪\動變化提出了辯證思維方法:變量無論取何種運動變化的形態(tài),都需要施以人為的間斷、割碎、僵化的手段,然后才能想象、表達、測量、描述。自變量取值的確定性就是在人為的間斷、割碎、僵化的實施下得以實現(xiàn)的。但是,研究變量的目的是描述、測量其運動變化,人為的間斷、割碎、僵化只是一時之需,還必須使變量從間斷割碎、僵化的狀態(tài)下“蘇醒”過來。這就必須創(chuàng)造一定的條件,只有在一定條件下對立物雙方才能轉(zhuǎn)化。取值的任意性和完備性就是為“蘇醒”提供了轉(zhuǎn)化條件,這就使得人為地僵化轉(zhuǎn)化為運動變化了。
上述的辯證思維,其實質(zhì)是進行了兩次轉(zhuǎn)化:第一次是用人為的手段,使運動過程暫時處于停滯狀態(tài),以便測量、描述;第二次是在提供一種條件后使停滯狀態(tài)再次向運動轉(zhuǎn)化。這兩次轉(zhuǎn)化,不是簡單的重復,而是使人們對變量的認識起了一個質(zhì)的飛躍。
二、理解常量與變量的辯證關(guān)系
初學函數(shù)時,學生由于長期在常量范圍內(nèi)計算、思維,因此逐步養(yǎng)成思維上定勢,以為變量一直是變,常量永遠是“常”,對變量有時“受制”,常量有時“不常”,往往理解不深,不明白研究變量必須通過研究其常量方能實現(xiàn)的道理,這是由于學生不能運用辯證唯物主義認識論去看待事物的變化。毛澤東同志在《實踐論》中說過:“人的認識是一步一步地由低級向高級發(fā)展,即由淺入深,由片面到更多的方面。”研究變量當然不能例外,也必須按照這一規(guī)律先從運動變化的某些側(cè)面、某些特定狀態(tài)下進行研究,然后再逐步由淺入深,由表及里,由某此側(cè)面到認識事物運動的全貌。如學習二次函數(shù),首先研究的是二次函數(shù)與X軸相交交點的橫坐標問題(就是求解一元二次方程),進而研究二次函數(shù)值大(?。┯诹愕膯栴},(就是求解一元二次不等式),它已在求方程二個解的基礎(chǔ)上認識深化了一步,開始由幾個值向無數(shù)個值轉(zhuǎn)化。隨著研究的深入,更高級的二次函數(shù)概念才出現(xiàn)。由此可知,研究常量往往是研究變量的先導,一系列常量研究的積累,就會由此及彼,由量變引起質(zhì)變,所以研究變量必須通過研究其常量才能實現(xiàn)。
還應(yīng)明確的是,不僅僅變量與變量之間是相互依存的,就是常量與變量之間也往往是相伴而生、相互依存、相互制約的。變量在自己變化中,常要受到某些“限制”,正是由于有了這“限制”才使得函數(shù)變化千姿百態(tài)。這種“限制”在數(shù)量上一般均以常量的形式出現(xiàn)。事實上,指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的底α的值,就是一種“限制”。α的取值不同,指數(shù)、對數(shù)函數(shù)的變化也隨之不同。在實際問題中,也常常遇到這種“限制”,如在一個動點到一個定點,與定直線距離之比是一個定值的問題中,定點、定值等都是“限制”,不同的定值,曲線形狀各異。因此要善于抓住變量問題中的“限制”條件,運用這個條件,就會促進問題的解決。
三、從函數(shù)關(guān)系表達的多樣化、特殊化理解特殊與一般的辯證關(guān)系
客觀事物的運動是千變?nèi)f化的,反映在數(shù)量關(guān)系上也必然是形式多樣的。但是,各種各樣的函數(shù)關(guān)系不能以自己的特殊出現(xiàn)在函數(shù)定義中,所以只能以其具有的共性對應(yīng)關(guān)系加以高度概括,用字母f表示自變量與函數(shù)之間的對應(yīng)法則,這就使得f具有一般性、抽象性。然后一般性應(yīng)寓于特殊性之中,所以每一種特殊函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系既具有f的一般性,又具有其特殊性。理解了這一點,對于f可用公式、列表、圖像、語言描述等多樣化的表達形式就比較清楚了。函數(shù)關(guān)系無論用哪一種來表達,都已使f具體化、形象化、特殊化。在實際應(yīng)用中,只用一種特殊表達形式往往達不到預期的目的,為了更深刻、更形象地認識兩個變量間的變化規(guī)律,一般采用函數(shù)關(guān)系表達形式的多樣化來研究它的特殊性,通過多樣化表達形式的綜合應(yīng)用,來進行相互印證、相互補充,更好地揭示其特殊函數(shù)變化的一般規(guī)律。如初等函數(shù)的研究,都是先給出了函數(shù)的解析式,然后列表,進而在直角坐標系內(nèi)作出相應(yīng)的圖象,這就是運用了公式、列表、圖象等多種形式。通過公式、列表、圖像的互相印證,補充初等函數(shù)變化規(guī)律,使其鮮明地展現(xiàn)出來變得容易理解和掌握。
綜上所述,函數(shù)概念是培養(yǎng)學生辯證思維能力的極好教材,我們應(yīng)把握教材中包含的辯證思維,這對學生的成長和學習變量數(shù)學都是有益的。
參考文獻:
[1]鄭毓信,肖柏榮,熊萍.數(shù)學思維與數(shù)學方法論.四川教育出版社.