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关注数学解释

时间:2022-02-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:可是,严谨的数学要求不失一般性。不过,寻找一个简洁、干净、清晰,又不失严格的数学解释,总归是数学教师不能推卸的职责。数学解释直接关系到数学理解。数学知识作为一种静态的文化要顺利地传递给学生,那就需要数学解释。只有正确无误、符合学生思维水平的数学解释,才能让思维透亮地呈现。我们知道,三段论法是演绎推理的主要形式。所谓三段论法,是由三个判断组成,其中两个判断为前提,最后一个判断是结论。

课堂中的教师讲解通常是整堂课教学的主要形式。

于是课堂中教师如何剖析与解读概念、定义、定理,如何教授例习题,这些都对学生的思维感悟有着举足轻重的作用。

表达可以是文字上的,也可以是语言上的。教师的语言并非越通俗化越好,也并非越理论性强越好。在数学教学中,借用条理干净的言语或图表进行表述往往能起到事半功倍的效果。

让我们来看一例——研究抽象函数图像的对称关系。

对于抽象函数的研究一直是学生的弱项,很多时候通过举具体的实例就能够非常轻松地得到正确答案。

如果每次都是举具体的函数来搪塞的话,即便学生接受,但作为教师的我们恐怕也没法给自己一个满意的交代。

以下是对两个抽象函数图像对称关系问题的解析。

(1)已知x∈R,则函数y=f(a-x)与函数y=f(a+x)的图像关于直线x=0对称。

解析:

由于函数y=f(x)和函数y=f(-x)的图像关于直线x=0对称。函数y=f(a-x)的图像是由y=f(-x)向右平移a个单位所得,而函数y=f(x+a)是由y=f(x)向左平移a个单位所得。通过以上对应图表,可清晰、明了得到函数y=f(a-x)与函数y=f(a+x)的图像关于直线x=0对称。

(2)已知x∈R,则函数y=f(a-x)与函数y=f(x-a)的图像关于直线x=a对称。

解析:

由于函数y=f(x)和函数y=f(-x)的图像关于直线x=0对称。而函数y=f(x)与y=f(-x)的图像都向右平移a个单位,分别得到函数y=f(a-x)与y=f(x-a)的图像。直线x=0向右平移a个单位得到直线x=a。借助以上对应图表,可得函数y=f(a-x)与函数y=f(a+x)的图像必然就关于直线x=a对称。

以上两个关于抽象函数图像对称关系的问题,应该说用特殊化的方法也能够非常轻松地得到正确答案。诚然,特殊化也是发现真理的一条途径。如果我们仅仅通过特殊化举几个具体函数的例子话,的确也可以敷衍一下。可是,严谨的数学要求不失一般性。

在这两题中,借用了图表,以这种简洁的表达形式,展现出一种对应的形式,有利于学生清晰地理解,也有助于学生欣赏到这样一种解决问题过程中的对应之简洁美。

对于本题,无论是特殊化也好,还是像这里借用图表来严格推理也罢,都应该是寻求正确答案的有效途径。我举这个例子并非想厚此薄彼地凸显这种借用图表推理的方法。事实上,在我的课堂里两种方法我都会讲。不过,寻找一个简洁、干净、清晰,又不失严格的数学解释,总归是数学教师不能推卸的职责。

数学解释直接关系到数学理解。数学知识作为一种静态文化要顺利地传递给学生,那就需要数学解释。只有正确无误、符合学生思维水平的数学解释,才能让思维透亮地呈现。有时我们通过设置辨析题,通过条理清晰的讲解,从而为学生进行逻辑地思辨做好良好的示范。

我们再以讲解命题“单调函数必有反函数”为例。

很多学生对这个命题与其逆命题孰真孰假分辨不清,以为两者皆为真。

我们知道,三段论法是演绎推理的主要形式。所谓三段论法,是由三个判断组成,其中两个判断为前提,最后一个判断是结论。第一个判断是提供性质的判断,叫做大前提;第二个判断是和大前提有联系的特殊判断,叫做小前提;第三个判断是联合前两个判断并根据它们的联系而推出的新的判断,叫做结论。

三段论的一般形式是:

一切M都是P,(大前提)

S是M,(小前提)

所以S是P。(结论)

一个非常经典的例子是:

凡人都会死。(大前提)

苏格拉底是人。(小前提)

苏格拉底会死。(结论)

“单调函数必有反函数”这个真命题可以用三段论来解释:

一一对应函数必有反函数。(大前提)

单调函数是一一对应函数。(小前提)

所以,单调函数必有反函数。(结论)

波利亚曾说过类似这样的话,上课时对某一内容的解释可以借用乐曲中的变奏方式。如一开始用这样的语言来解读某个定义,后再用另一种语言来阐释该定义,这样更有利于学生通过不同的表述从而对定义的理解更为深刻。

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