例如,在初一年级,学生可以顺利地判定方程组的解集为空集,而相对于认识"y=2x 1与y=2x 3表示两条平行直线,自然没有交点",属于对事物表象--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x2 2x 3=0为什么没有实数解?函数y=x2 2x 3的图象与x轴为什么没有交点?函数y=x2 2x 3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y=x2 2x 3的顶点的位置。到最一般地研究函数y=x2 2x 3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"的值的状况对于这类问题的制约。再比如,研究如何去求解x-3>0, x-3=0,x-3<0,也均属于对现象的认识,而准确地认识函数y=x-3的性质,才是对事物本质的认识。
从外部形式看,y=a1x2,y=a2x2 k,y=a3(x-h)2,y=a4(x-h)2 k,y=a5x2 bx c,它们各不相同;但当ai(i=1,2,…,5)为非零实常数,b、c、h、k均为实常数时,它们的本质特征就暴露了出来,显现在我们眼前的竟是同一类事物:均代表一条抛物线;特别地,当a1=a2=a3=a4=a5≠0时,它们的共性就暴露得更加彻底,后四条抛物线均可由y=a1x2经适当改变位置而得到,而开口方向、大小均不改变。
六、具体与抽象
现代认知科学理论告诉我们,人类对事物本质属性的认识,是由现象到本质、由具体到抽象、由浅入深的渐进过程。感性认识常来之于对某些具体实践的思考;而理性认识则来之于对这些初步认识概括和抽象的过程,从而达到对事物本质属性的认识。因此只有从具体的感性认识上升发展为抽象的理性认识以后,才容易纳入原有的认知结构,才可以转化为运用的能力,才能为更高级的抽象提供基础和保证。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,都是从具体到抽象逐步展开论述和论证,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。
七、量变与质变
本章体现量变与质变观点的内容,例子很多,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。(1)对于一次函数y=kx b,若从k≠0变为k=0,情况如何?(2)二次函数y=ax2 bx c中,规定 a≠0;若令a=0,情况如何?(3)反比例函数y=中,自变量x的取值范围是x≠0;如果x=0,或y=0,又将如何?(4)对于y=kx b,从k>0变为k<0,则其变化特征如何相应变化?(5)对于二次函数y=ax2 bx c,若Δ>0变为Δ=0或Δ<0,相应的函数图象及性质将如何改变?(6)对于周长确定的矩形,当相邻边长均为周长的时,面积的大小有何特征?(7)对于一般的二次函数y=ax2 bx c,从x<-变为x=-,再变为x>-,其增减趋势如何相应地改变??
诸如此类,均是量变积累到一定程度导致质变的例子。
八、有限与无限?
事物或数量中,有限总是表现为具体的,因而我们对这一概念可以穷极或易于理解,或能完全把握;而无限则是抽象的,它是一种运动无限延长的过程,是物的一种变化发展趋势,是一种抽象的理念,需反复渗透方可形成一定程度的认识。
(1)学生"准确地""画出函数y=2x-1的图象",其实只是画出了这个函数图象的一个有限部分,远非全部,即用有限的部分去"表示""无限"的趋势。(2)列表、描点、连线,画出抛物线,显然也只是画出了函数图象的一个"部分",用"有限"的一些点"确定"其"大致"位置、形状、大小,而连线是从有限走向了无限。(3)在画反比例函数的图象时,关于有限与无限、极限的思想体现得更为充分,例如观察教科书上例题y=的图象,当x(或y)的绝对值越大(或越小)时,y(或x)的绝对值如何变化?何谓"无限接近"而"永远不能到达"两坐标轴?(4)坐标轴上有多少个点?坐标轴有多长?一个象限内有多少个点?直角坐标平面内有多少个点?坐标轴上任意两点之间有多少个点?以坐标平面内任一点P(a,b)为圆心,任意小的正数r为半径作圆,圆内有多少个点?圆上有多少个点?圆外还"剩余"多少个点?抛物线可以画多长?……?所有这些具体的、生动的材料,都在向学生对数的理解方面潜移默化地渗透着无限、极限等观点。
