注重初中函数教学中辩证思想的渗透

发表时间:2020/11/3   来源:《教育学文摘》2020年第20期   作者:李广伟 陈福勤
[导读] 在初中数学中蕴含的辩证观点极为丰富。特别是函数,其最大特点是“变”:变化、变量、运动,有了变数,运动进入了数学,有了变数,辩证法进入了数学。
        李广伟    陈福勤
        苏州高新区第二中学215219
        在初中数学中蕴含的辩证观点极为丰富。特别是函数,其最大特点是“变”:变化、变量、运动,有了变数,运动进入了数学,有了变数,辩证法进入了数学。辩证唯物主义是科学的世界观和方法论,在教学过程中,如果我们能够适时、适度、适量地渗透辩证唯物主义的观点,就能使学生从小受到辩证唯物主义的启蒙教育,提高学生辩证地观察事物和解决问题的能力,加强学生核心素养的培养。
        一、量变到质变
        我们在学习一次函数这一章时,画y=x+2,y=2x-3等k>0的函数图像时,y随x的增大而增大;而在画y=-x,y=-2x+1等k<0的函数图像时,y随x的增大而减小。从k>0到k<0体现了量变与质变的观点,要使学生深刻认识这些内容却是很困难的,因而我们在教学时宜逐步引导,点滴渗透,而后去系统推进对这些内容的理解。而在二次函数学习中,在初学画的图像时,通过列表、描点、连线。学生在描点后得到(-3,9),(-2,4),(-1,1), (0,0),(1,1),(2,4)(3,9)等点。可让学生思考图像变化的规律是怎样的,函数值在何处有了不同的变化?经过观察、讨论,总结得出二次函数的图像是抛物线,在对称轴左侧y随x的增大而减小,在对称轴右侧y随x的增大而增大。函数值在抛物线顶点处完成了由量变到质变的变化过程。通过这些例子可让学生体会辩证思想中的量变到质变的含义。
        二、特殊与一般
        在二次函数中由学习等函数的性质,通过这些特殊的例子,得出函数的一般性质,当a>0时,抛物线开口向上,而再学习
等函数的性质,又得出(a<0)时抛物线开口向下。另一方面我们再从这个特殊的顶点在原点、对称轴为y轴、开口向上的函数,推广到
等一般地函数。它们之间的关系,均是典型的特殊与一般之间的关系,而这一关系又是辩证统一的。为利于学生认识事物的本质属性,教材中总是先介绍简单的、特殊的内容,然后再逐步推广、逐步加深到较复杂的、更一般的内容,从而引导学生逐步认识事物的本质属性,掌握对事物的认识规律。在教学中不能急于求成,直接得出结论,而忽略事物变化的过程,死记硬背。使学生知识掌握机械性,缺乏灵活变化的能力和应用能力。应从特殊到一般,循序渐进揭示函数发展的规律。
三、现象与本质
        在物质世界中,没有一定的现象,就不能表现出事物的本质,而且其本质常常寓于现象之中。当然,个别现象不一定能暴露出事物的本质,因为本质是若干同类现象的寓归。这在数学上也会如此。例如,在初一年级第二学期,学生可以顺利地判定方程组无解,而相对于认识“y=x+1与y=x-3表示两条平行直线,自然没有交点”,属于对事物表象与现象的认识;只有达到透彻理解一次函数的概念与性质以后,才算是认识了事物的本质。一元二次方程为什么没有实数解?函数的图象与x轴为什么没有交点?函数的最小值是多少?学生从“实数的偶次幂非负”到“列表—描点—连线”,直观地看抛物线的顶点的位置。到最一般地研究函数的最小值,实乃学生由浅入深,由现象到本质的认识过程。这类问题中,方程没有实数根,或图象与x轴没有交点,或顶点在x轴上方,均是现象,而问题的本质,恰恰是“一元二次方程根的判别式”的值的变化状况对于这类问题的解释。例如不论自变量x取什么数,二次函数的函数值总是正值,求m的取值范围。引导学生如何利用二次函数的图像性质解决问题。再比如,研究如何去求下列方程或不等式解也均属于对现象的认识,而准确地认识函数的性质,才是对事物本质的认识。


        四、运动与静止
     根据人类认识事物的客观规律及青少年实践和知识的发展水平,我们可结合教材中的具体教学内容,引导学生逐步认识事物的绝对运动与相对静止这一辩证关系。
     例如,我们可以引导学生从教科书上看到的,在练习本或黑板上画出的y=x的图象去思考:这个图象表面上是静止的,但从列表、描点到连线的过程去看却是运动的、变化的,直线由左向右不断上升,函数值y随x的增大而增大。再进一步挖掘,还可以发现:画成的图象表面上是完整的,其实是不完整的,因为它还可以向两方无限延伸,即不断运动、发展和变化,画出的函数图象永远只能是局部的,它只能是某个函数图象的一个象征物;同时这一例举也体现了部分与整体的辩证统一。又如二次函数的图像,当h=-2,k=3时,图像抛物线是静止的。而当顶点(h,k)在y=x上时,图像抛物线则会沿直线y=x运动。运动和静止是辩证的统一关系,运动是绝对的,永恒的,无条件的;静止是相对的,暂时的,有条件的。运动和静止相互依存,没有运动就无所谓静止;没有静止也无所谓运动。运动和静止相互渗透,绝对运动中包含着相对静止,相对静止中包含着绝对运动,任何事物都是绝对运动和相对静止的统一。学生可从函数中理解运动和静止的关系,又反过来指导学习函数的方法。
        五、对立与统一
        对立统一规律是唯物辩证法最根本的规律。对立与统一是矛盾双方相互关系的两方面的不同倾向。在学习反比例函数时,当x>0时,图像双曲线在第一象限,y随x的增大而减小;当x<0时,图像双曲线在第三象限,y随x的增大而减小;对于x>0和x<0来说是对立的,而对于函数值随x变化规律来讲是统一的,都y随x的增大而减小。在二次函数中的性质,当x>0时,y随x的增大而增大;当x<0时,y随x的增大而减小。这是一个对立矛盾的现象,而他们统一在抛物线图像中。这样,不仅使学生对反比例函数和二次函数有了比较深刻的理解,又使学生树立了全面地、辩证地看待一切事物的观点。从而使他们增强了用矛盾的观点观察、分析和解决问题的能力。
        六、实践与认识
        例如对于函数的概念,“一般地,如果在一个变化的过程中有两个变量x和y,并且对于变量x的每一个值,变量y都有惟一的值与它对应,那么我们称y是x的函数。其中x是自变量,y是因变量。当刚开始学习函数概念时,学生理解的并不透彻,而当学完一次函数、反比例函数、二次函数后反过来理解函数概念,才能上升为理性认识。我们可从细读教材中发现,无论是对正比例函数、一次函数、二次函数的研究,还是对反比例函数的图象及性质的讨论,都是通过列表、描点、连线等实践活动,从而加深对这些知识的理解。为了使学生的认识不局限于具体,而使之逐步上升为抽象,教材中每讲好一些具体的、典型的例题后,总是来一个“一般地,函数……具有以下性质……”,从而抓住了本质联系。正是这个“一般地”,构成了学生认知的困难。为了帮助学生克服认知障碍,我们应给学生以丰富的感性材料,使之产生丰富的感性认识,而后逐步上升为理性认识。例如在一次函数中有这样一段话“一般地,正比例函数的图像是经过原点的一条直线,一次函数的图像是由正比例函数的图像沿y轴向上(b>0)或向下(b<0)平移个单位长度得到的一条直线。”它的理解必须建立在对于等函数图像的画图实践中。通过实践既检验了函数性质的正确性,也提高了对它的认识。
        仔细分析教材,不难发现苏科版八年级第5章 ≤平面直角坐标系≥,第6章≤ 一次函数≥,第9章 ≤反比例函数≥,九年级第6章≤二次函数≥,渗透和体现的上述辩证观点的内容是十分丰富的。主要观点除上面已叙述的内容之外,至少还有微观与宏观,直与曲,精确与近似,部分与整体,绝对与相对,主观与客观辩证统一等内容。为帮助学生培养辩证唯物主义的世界观,我们应根据教材中相关的教学内容,结合学生的认识水平,有目的、有计划、有系统、有重点地组织教学内容,采用学生易于接受的教育、教学方法,适当渗透,系统推进,当渗透到一定程度时,再适时进行整理,适度地进行概括和抽象;日积月累,使这些教学内容在学生的头脑中系统地并深刻地扎下根去。这样,才能提高学生的能力和素质,才能让学生用辩证唯物主义的思想来分析问题、解决问题。
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