馬潔瓊
在初中階段,函數(shù)的學(xué)習(xí)對大部分學(xué)生來說都是難點,因為它很抽象。其實在認識函數(shù)前,我們首先要認識的是變量之間的關(guān)系。生活中的變量隨處可見,但讓學(xué)生通過生活實例和經(jīng)驗體會到變量之間的依存關(guān)系和相互之間的聯(lián)系,確實存在一定的難度,而它卻是函數(shù)研究的主要問題。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,主要是培養(yǎng)學(xué)生的解決抽象問題的能力。而在實際的教學(xué)過程中,對由形象到抽象的過程認識與研究不夠,往往忽視了抽象的過程,導(dǎo)致學(xué)生認識上不夠深入,理解上不夠透徹。本文以教學(xué)變量之間的關(guān)系為例,就如何將學(xué)生的抽象思維形象具體化,表達自己的一些想法。
之所以數(shù)學(xué)具有普遍存在性和廣泛性,能夠成為人類認識和改造自然所必需的基礎(chǔ)知識,正是因為數(shù)學(xué)的高度抽象性和概括性。
常量與變量的學(xué)習(xí)是函數(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。學(xué)生初次接觸常量和變量的概念,將由熟悉的常量進入變量的學(xué)習(xí),面臨著一種新的思維模式的轉(zhuǎn)變。變量是一個非常重要的數(shù)學(xué)概念,但對于初學(xué)者來說,卻很抽象。我們生活的世界瞬息萬變,站在數(shù)學(xué)的角度,研究變量之間的關(guān)系,將有助于人們更好地認識現(xiàn)實和預(yù)測未來。同時,通過研究現(xiàn)實世界中的變化規(guī)律,也能使學(xué)生從常量的認識進入到對變量的了解,進而轉(zhuǎn)入到一種新的思維方式。我們知道,函數(shù)是研究現(xiàn)實世界變化規(guī)律的一個重要模型,這正是初中階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要內(nèi)容。數(shù)學(xué)教育研究表明,對變化規(guī)律的探索、描述應(yīng)從初一開始,認識變量之間的關(guān)系對豐富函數(shù)的認識經(jīng)歷是十分重要的。因此,對函數(shù)的學(xué)習(xí)不是一蹴而就的,而是遵照循序漸進、螺旋上升的原則進行設(shè)計。什么是變量?相信對初學(xué)變量的同學(xué)們都是一個困惑。
我們知道,在一個變化過程中,可以取不同數(shù)值的量叫做變量。這個定義很抽象。為了使初學(xué)變量的同學(xué)能正確地認識和理解它,將變量具體化、形象化。大家可以回顧一下古典文學(xué)名著《西游記》中的一段經(jīng)典情節(jié):話說孫悟空大鬧天宮時,玉皇大帝情急之下請來二郎神救駕。孫悟空和二郎神兩人都武藝高強,一時間難分勝負。二郎神手下的天兵天將把孫悟空的猴子、猴孫都捉走了,頓時孫悟空亂了陣腳,想逃走。但二郎神有天眼,孫悟空的變化都被他看穿了。孫悟空先是變成一只麻雀,二郎神就變成一只餓鷹;孫悟空又躲入水中,變成一條魚,二郎神就變成一只魚鷹;孫悟空又變成一條水蛇,二郎神就又變成一只灰鶴。有一回合,來到崖下,孫悟空變成一座土地廟,再次被二郎神識破……孫悟空和二郎變化多端,互相斗法,一個要逃,另一個則緊追不舍,打得不可開交。
在這個故事中,孫悟空變化多端,二郎神隨機應(yīng)變。把它們與我們學(xué)習(xí)的變量聯(lián)系起來對比一下就會發(fā)現(xiàn),這個故事里講得是一個變化過程,孫悟空和二郎神是兩個會變化的神仙,他們相當于兩個變量x和y。孫悟空的變化在先,他相當于變量x,而麻雀、大魚、水蛇……相當于變量x所取的一些確定的值。二郎神的變化在后,他相當于另一個變量y,對于孫悟空變化出的每一樣動物,二郎神都相應(yīng)地變化出另一種更厲害的動物去對付,餓鷹、魚鷹、灰鶴……相當于y隨x所取的對應(yīng)值。因此孫悟空相當于自變量,而二郎神則相當于因變量。孫悟空和二郎神的變化是相互聯(lián)系的,二郎神針對孫悟空的變化采取了“一物降一物”的辦法,在變化中始終占據(jù)上風(fēng)。這相當于變量y與x之間具有某種對應(yīng)的法則。
對于變量概念的認識和理解,要注意:
第一,兩個變量是相互依存的,一個變量隨著另一個變量的變化而變化。就像故事里二郎神的變化是隨著孫悟空的變化而變化的,因變量y離不開自變量x,沒有自變量就沒有因變量。
第二,因變量y與自變量x之間存在著對應(yīng)法則。如:孫悟空先變化,二郎神為了降服他再變化,孫悟空每變一種動物,二郎神就相應(yīng)地變化成另一種動物,對于兩個變量,先給定自變量x的值,因變量y的值隨之確定,對于x所取的每一個確定值,y都依照某種法則取得唯一一個確定的對應(yīng)值。
第三,在一個變化過程中,自變量都會根據(jù)實際含義有相應(yīng)的取值范圍。在這部經(jīng)典神話小說里,孫悟空為降妖除魔,保護師父西天取經(jīng),有七十二種不同的變化,這應(yīng)該就是孫悟空作為自變量來說的取值范圍吧。
通過這種形象的對比,學(xué)生對抽象的變量之間的關(guān)系有了更為具體、形象的認識和理解。所以,把抽象的數(shù)學(xué)知識具體、形象地呈現(xiàn)給學(xué)生,是符合學(xué)生心理發(fā)展特點的,還能使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得生動有趣、輕松愉快。