何龍春
【摘要】函數(shù)是近現(xiàn)代數(shù)學(xué)科學(xué)的基石.函數(shù)把中學(xué)數(shù)學(xué)中的代數(shù)各部分知識有效聯(lián)系在一起,同時為解析幾何學(xué)習(xí)所需的數(shù)、形結(jié)合思想奠定了基礎(chǔ).
【關(guān)鍵詞】函數(shù);抽象;思維;策略
筆者根據(jù)多年的教學(xué)實踐,就中職生函數(shù)學(xué)習(xí)困難的原因以及解決策略作一下探討:
一、中職生陷入函數(shù)學(xué)習(xí)困境的原因
1.函數(shù)知識體系復(fù)雜
函數(shù)概念包含兩個本質(zhì)屬性(變量和對應(yīng)法則)及一些非本質(zhì)屬性(如集合、定義域、值域等),還有函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性等性質(zhì).中學(xué)數(shù)學(xué)的函數(shù)又包含對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、三角函數(shù)、導(dǎo)函數(shù)和函數(shù)列(離散型函數(shù))等多種類型.同時函數(shù)還涉及很多的子概念,如映射、非空數(shù)集、變量(包括自變量、因變量)、定義域、值域、象、原象、對應(yīng)、對應(yīng)法則等.這些構(gòu)成了函數(shù)復(fù)雜的知識體系.
2.“變量”概念的復(fù)雜性和辯證性
“變量”是函數(shù)概念的本質(zhì)屬性.“變量”的關(guān)鍵在于“變”,而“變”在現(xiàn)實中與時、空相關(guān)聯(lián),但在數(shù)學(xué)中對時、空是沒有界定的.另外,日常中的“變量”是變化的、不確定的,而數(shù)學(xué)中的變量則包括常量,是確定的.由于日常的變量概念對學(xué)生的干擾,使很多學(xué)生認為“y=3中,y的值不會隨x的變化而變化,它不是函數(shù)”.函數(shù)概念中變量的意義具有一般性,它可以是數(shù)、點、有形之物,甚至也可以是無形的.在教學(xué)實踐中,教師往往沒有把“變量概念的理解”作為教學(xué)難點,課堂上只是給出變量(自變量、因變量)這個詞,而沒有關(guān)注學(xué)生是否真正理解了變量的內(nèi)涵.如果不能夠理解好變量的概念,必會影響學(xué)生對函數(shù)概念的理解.
3.函數(shù)的表征形式豐富多樣
函數(shù)主要的七種表征類型有:①解析式.②圖像式.③表格式.④集合箭圖式.⑤函數(shù)機器式.⑥序偶式.⑦通俗語言式.
這七種類型還有很多變式,在解題過程中,要求學(xué)生在這幾種類型間能靈活地轉(zhuǎn)換,需要把抽象思維和形象思維結(jié)合起來,這對中職生而言,無疑是一種思維上的挑戰(zhàn).
4.函數(shù)符號的抽象性
函數(shù)概念的符號化是函數(shù)學(xué)習(xí)的難點,y=f(x)表示了一種既是廣義的又是特殊的對應(yīng)關(guān)系.例如:f表示任意一個函數(shù),但又是一個確定的函數(shù).這種含義,學(xué)生僅從字母表面是很難理解的.另外,學(xué)生也很難通過“x”或者“y”在頭腦中形成定義域、值域的概念.“f”的抽象性和隱蔽性,對學(xué)生的思維能力提出了新的高水平的要求,這也大大增加了函數(shù)學(xué)習(xí)的難度.
5.學(xué)生的思維發(fā)展
初中生以形式邏輯思維水平為主;剛進入中職學(xué)習(xí)的學(xué)生,思維剛脫離了經(jīng)驗型的邏輯思維,學(xué)會了對一些事物進行淺層次的抽象思考,但仍然無法上升到辯證思維階段.這是認知發(fā)展的階段性客觀特點,這一特點限制了學(xué)生對于抽象的函數(shù)概念的理解和把握,導(dǎo)致在學(xué)習(xí)函數(shù)時,對函數(shù)對應(yīng)變化的相依關(guān)系無法理解,進而成為中職函數(shù)學(xué)習(xí)的軟肋.
二、促進中職生函數(shù)學(xué)習(xí)的幾點策略
1.著眼大局,注重早期滲透
像函數(shù)這種核心概念,它的學(xué)習(xí)需要學(xué)生對一些相關(guān)內(nèi)容有初步的認知和理解,比如數(shù)學(xué)符號、變量的認識、變量間的制約關(guān)系等.因此在教學(xué)中,雖然不屬于函數(shù)教學(xué)的內(nèi)容,但教師應(yīng)著眼于整個數(shù)學(xué)課程,有意識地逐步滲透給學(xué)生一些關(guān)于函數(shù)的視角和想法.比如引導(dǎo)學(xué)生比較二元一次方程的區(qū)別,設(shè)計系列問題引導(dǎo)學(xué)生思考,獲得變量的認識.
2.循序漸進,注意適時適度
教學(xué)中應(yīng)避免急于求成,否則不僅不能幫助學(xué)生理解函數(shù)符號,反而會干擾學(xué)生剛建立起的初步認識.應(yīng)著眼于整個數(shù)學(xué)課程,逐層深入,甚至于還需要循環(huán)遞進.函數(shù)知識體系雖復(fù)雜,但是它們之間環(huán)環(huán)相扣,有很強的邏輯聯(lián)系,例如函數(shù)單調(diào)性、函數(shù)奇偶性都是有助于函數(shù)結(jié)構(gòu)屬性的認識的.函數(shù)學(xué)習(xí)的早期尤其要注意循序漸進,使學(xué)生把函數(shù)的基礎(chǔ)知識掌握好.若妄圖“一口吃成個胖子”,就會像一座基石不穩(wěn)的大廈,面臨倒塌的危險.
3.促進概念的理解
首先,好的問題解決過程,能有效地促進學(xué)生對概念的理解,數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)很大程度上是在做題的過程中得以完成的.在講解解題過程的時候,要注意滲透對函數(shù)概念的理解,淡化解題程序,這不僅有助于學(xué)生弄懂函數(shù)的基本概念,更有助于學(xué)生形成函數(shù)概念與問題解決策略之間的關(guān)聯(lián).其次,是知識網(wǎng)絡(luò)圖的建立.通過建立數(shù)學(xué)概念的知識網(wǎng)絡(luò)圖,便于學(xué)生在舊的概念基礎(chǔ)上接受新的概念,形成新舊知識的整合,不僅有利于記憶,也利于知識的應(yīng)用.
4.強調(diào)函數(shù)各種表現(xiàn)形式間的轉(zhuǎn)化
學(xué)生通過函數(shù)表示的學(xué)習(xí),已經(jīng)知道了函數(shù)有多種表現(xiàn)形式,但并不意味著他們能夠順利實現(xiàn)各種形式之間的有效聯(lián)系,快速地轉(zhuǎn)化.一提到函數(shù),在學(xué)生頭腦中更多地反映出的是解析式,而不是同時反映出多種表現(xiàn)形式,能夠從中選擇最適合的形式解決問題.在研究具體函數(shù)時,教師要注意訓(xùn)練學(xué)生使用多種形式表現(xiàn)同一個函數(shù),并鼓勵學(xué)生討論哪一種表現(xiàn)形式最利于問題的解決,尤其是在日常練習(xí)中,注意培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想.
5.在相關(guān)內(nèi)容中,提升對函數(shù)的認識,升華對函數(shù)的理解
函數(shù)的教學(xué)不能僅停留于函數(shù)這一章,而應(yīng)著眼于整個數(shù)學(xué)課程,去落實對函數(shù)的理解.比如,在“一元二次不等式求解”教學(xué)中,可以樹立以函數(shù)的觀點去看待不等式求解,掌握函數(shù)與不等式的聯(lián)系,明確函數(shù)圖像相對于x軸的位置與不等式解集的關(guān)系;在解析幾何學(xué)習(xí)中,理清函數(shù)解析式與曲線方程、函數(shù)圖像與方程的曲線的聯(lián)系與區(qū)別;在涉及“范圍、最值”的數(shù)學(xué)問題求解中,樹立函數(shù)的思想,尋找未知量與已知量的依賴關(guān)系,建立它們的函數(shù)關(guān)系,通過函數(shù)求值域或最值解決.這樣既通過函數(shù)知識有效聯(lián)系了中職數(shù)學(xué)的內(nèi)容,也活躍了學(xué)生解決問題的思維.