魏選平
摘 要:本文詳細(xì)介紹了由特殊到一般的教學(xué)方法,在小學(xué)、中學(xué)及大學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn),反映出辯證的哲學(xué)思想,此方法對現(xiàn)實(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。
關(guān)鍵詞:特殊;一般;哲學(xué);數(shù)學(xué)教學(xué)
世界上任何事物都處于相互聯(lián)系之中,矛盾的普遍性寓于特殊性之中,并通過特殊性表現(xiàn)出來,該規(guī)律在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上也有指導(dǎo)意義。基于同類問題的最簡單特殊問題與同類復(fù)雜問題間的平行的相似性,由最簡單特殊問題研究、概括總結(jié)推廣出同類復(fù)雜問題的解決方法??v觀各年級的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),都先由特殊的實(shí)例概況歸納出本質(zhì)規(guī)律,從而熟能生巧地總結(jié)概括推廣出概念、定理,公式。這些定理、公式可解決同類事物中的所有復(fù)雜問題,由小學(xué)、初中、高中、大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程,無不體現(xiàn)出由特殊到一般,再由一般到特殊的規(guī)律。這種規(guī)律和方法具體體現(xiàn)在小學(xué)、初中、高中、大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)體系上。
一、方程移項(xiàng)原理體現(xiàn)了由特殊到一般,由簡單到復(fù)雜的規(guī)律
小學(xué)四年級學(xué)習(xí)了含有未知數(shù)的等式是方程。方程的移項(xiàng)原理是移項(xiàng)時(shí),加變減,乘變除。那么,這樣簡單地推理出移項(xiàng)的本質(zhì)是移項(xiàng)時(shí)正運(yùn)算變反運(yùn)算。實(shí)際上,移項(xiàng)原理也來自于實(shí)際生活。物理上,用天平秤物體質(zhì)量時(shí),左物右碼,左邊放物體后,右邊如放1克和2克的砝碼天平平衡時(shí),說明左邊物體的質(zhì)量時(shí)3克,可用1+2=3表示。如左邊去掉1克重物,要使天平達(dá)到新的平衡,需去掉右邊1克的砝碼。這就相當(dāng)對上邊1加2等于3的等式兩邊同時(shí)減去1,就變成了2=3-1。這也相當(dāng)于1由等號(hào)左邊移到右邊變成減1了。初步說明了移項(xiàng)原理是加變減。同樣,4×2=8的等式兩邊同時(shí)除以2,就變成了4=8÷2。這也相當(dāng)于2由等式的左邊移到右邊乘變除的道理。這都說明等式移項(xiàng)的原理是一種運(yùn)算變成了它的反運(yùn)算。
初中的乘方與開方是一對反運(yùn)算,在等式移項(xiàng)中也能體現(xiàn)。如式1所示,如2的立方等于8,將立方運(yùn)算由左移到右邊就變成了開立方,即2等于8的開立方。
高中的指數(shù)與對數(shù)是一對反運(yùn)算,在等式移項(xiàng)中也能體現(xiàn)。如式(2)所示,如2的立方等于8,將底數(shù)2由左移到右邊就變成了開立方,即2等于8的開立方。
大學(xué)的微積分也是正反結(jié)合的體現(xiàn),如式(3)所示,x立方的導(dǎo)數(shù)等于x 的平方的三倍,將導(dǎo)數(shù)運(yùn)算由等式的左邊移到左邊時(shí),就得到x立方等于x平方的3倍的不定積分。
二、小學(xué)、初中、高中、大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)
1.小學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)
圓的周長公式也可由生活中的特殊到一般規(guī)律歸納出來。例如,車輪滾動(dòng)一周的長度就是周長,如何測車輪周長用圓片試試看,圓片向右滾動(dòng)一周,用線繞圓片一周可測量出圓的周長與直徑有關(guān),找3個(gè)大小不同的圓片分別測量出園的周長和直徑,做一做,填一填。如下表所示。
測量會(huì)有誤差,可多測幾次求平均值,會(huì)發(fā)現(xiàn)圓的周長總是與直徑的3倍多一點(diǎn),從而得出圓的周長除以直徑的商是一固定的數(shù),稱其為圓周率,用字母表示,計(jì)算時(shí)常數(shù)取3.14,從而可用圓的周長公式求出所有圓的周長。該例從生活中的簡單的特例概況出圓的周長公式。利用所求不同的圓的周長,這是由特殊到一般公式,再由一般公式到特殊問題的問題。
2.初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)
勾股定理的學(xué)習(xí)可聯(lián)系生活實(shí)際,對于任意三角形,只要是直角三角形,它的三邊的長度就為一對勾股數(shù),反過來,只要一三角形的三邊長互為勾股數(shù),則該三角形一定是直角三角形。從而總結(jié)出勾股定理。即任意直角三角形中,兩直角邊的平方和一定等于斜邊的平方。由勾股定理可解決不同直角三角形的邊角問題,尤其是從直角三角形的形狀特性可總結(jié)出其性質(zhì)規(guī)律,由勾股定理和直角三角形的性質(zhì)可解決所有直角三角形問題。這是由特殊到一般公式,再由一般公式到特殊問題的問題。
3.大學(xué)高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的體現(xiàn)
一曲線通過點(diǎn)(1,2),且在該曲線上任一點(diǎn)(x,y)處的切線的斜率為2x,求這曲線的方程.
上述兩個(gè)例子中的關(guān)系式(5)和(6)都含有未知函數(shù)的導(dǎo)數(shù),它們都是微分方程. 一般地,含有未知函數(shù)及未知函數(shù)的導(dǎo)數(shù)或微分的方程稱為微分方程。微分方程中所出現(xiàn)的未知函數(shù)的最高階導(dǎo)數(shù)的階數(shù)。
如果微分方程中含有任意常數(shù),且任意常數(shù)的個(gè)數(shù)與微分方程的階數(shù)相同,這樣的解稱為微分方程的通解.不含任意常數(shù)的解,稱為微分方程的特解.如函數(shù)(6)是微分方程(5)的通解,函數(shù)(6)是微分方程(5)的特解。為了從通解中能確定出該問題的特解,需要未知函數(shù)滿足一些附加條件,這類附加條件稱為初始條件。
三、結(jié)論
綜上所述,小學(xué)、初中、高中、大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)體系都體現(xiàn)出了由特殊到一般,再由一般到特殊的規(guī)律,這就啟示我們在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中只有抓住同類簡單特殊問題與一般復(fù)雜問題間的相似性,才能由小學(xué)、初中、高中的簡單特殊問題的學(xué)習(xí)和研究,熟能生巧地推廣和概括出大學(xué)的一般復(fù)雜問題的學(xué)習(xí)。小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的每一個(gè)重要公式、概念、定理都是從生活中簡單特殊的實(shí)例總結(jié)概括歸納出來的,由這些基本定理公式又可解決形形色色的同類所有問題。也體現(xiàn)出了由特殊到一般,再由一般到特殊的規(guī)律。只要掌握了從特殊到一般的方法,就能提高學(xué)生的自學(xué)能力,就能增強(qiáng)教師的教學(xué)能力。一般來說,特殊的實(shí)例都很簡單,一般問題都很復(fù)雜,這種方法也是從最簡單的問題中學(xué)會(huì)復(fù)雜問題的解決辦法,這不能不說是一種智慧。有了這種智慧,不但能學(xué)好數(shù)學(xué),也能學(xué)會(huì)分析和解決新問題的能力。