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小议用合理的情境实现数学抽象教学

2019-02-19马卫华

数理化解题研究 2019年6期
关键词:定义域概念加工

马卫华

(江苏省南通市通州区金沙中学 226300)

一、生活情境的重要性

生活情境是数学教学使用频率最高的一种情境,也是数学生活化最贴切的展现.以函数概念教学为例,函数概念教学是中学数学高度抽象、概况的重要概念,影响学生是否能对函数学习掌握得扎实.

案例1 《函数》概念

给出两段视频展示(视频略):其一,木头用机器加工成木凳、木桌、木床、柜子等等一系列木制品;其二,面粉用机器加工成包子、馒头、面条、面饼等.请学生思考,给出的两段视频的共性.

生:一段视频是用木头加工各种木制品,一段视频是用面粉加工各种食品.

师:那请把问题抽象一下,你能获得什么思考?

生:我感觉都是用一种物质加工成各种材料.

师:的确如此,那恰恰想告诉我们,如何从生活的情境中去抽象物理属性,获得数学本质呢?让我们将木头和面粉一起看成是自变量x,经过一个机器加工获得了不同的加工品,我们不妨将其看成是y.你能不能用这样的视频情境来回顾下初中数学给予的函数概念?

生:就是每一个自变量x经过变化总能得到一个因变量y,这样的对应关系就是一种函数关系.

生:原来这就是高中函数概念,一点也不难懂.

说明:函数概念是极具抽象的数学概念,其形成的过程历经数百年.对于如此抽象的函数概念,以往我们不可能仅仅通过数十分钟的教学就能到位,需要从多个角度去感性的认识,进而获得数学抽象的形成,可以这么说类似的加工情境很好地展示了函数变化的过程,体现了变量的思想,实现了数学抽象的形成.

二、特殊情境的简捷性

特殊情境,也是特殊化思想的一种体现.如何利用特殊的数学情境解决问题呢?笔者始终认为,存在即是合理,特别是对于并不追求过程的小题,我们可以创设特殊情境来解决数学抽象的问题.

案例2 抽象函数定义域的求解

抽象函数定义域的求解是难点,学生对这里自变量实在是分不清楚,如:函数f(2x-1)的定义域是指哪个量?函数f(3x+1)的定义域是x∈]1,2],怎么求f(3x-1)的定义域?的确对于初学者来说,有些分辨不清.我们不妨创设特殊情境,实现数学抽象问题的教学.

问题:(1)函数y=f(x+1)的定义域是(-∞,1]∪]2,+∞),求函数y=f(x)的定义域.

(2)函数y=f(x)的定义域为(-,1]∪]2,+),求函数f(x-1)的定义域.

(3)函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图象关于____对称.

(4)函数y=f(x)满足f(a+x)+f(a-x)=2b,则函数y=f(x)的图象关于____对称.

分析上述四个小问题,是笔者在抽象函数学习中给学生提出的.学生在学习过程中对于抽象函数的求解陷入了困境,如何理解抽象函数中的定义域?对称性?在解析式缺失的情况下,如何利用已经掌握的数学知识?这都成了学习的难点.因此,对于初学者来说,我们暂时回避抽象问题的解决过程,而是利用特殊情境的手段换元题目,让其形态具体展示出来.笔者请学生开发问题(1)和问题(2)的具体特征形态,如下表:

问题(3)和问题(4),如下表:

显然,任何一个抽象定义域指的都是自变量x的取值范围,如函数y=f(x+2)的定义域所求的是“x”的范围,而不是“x+2”的范围;其次在解决问题过程中,法则f作用的部分,要关注其整体,即对于法则“f”来说,势必要关注其针对的整体,即法则“f”下两个整体部分的范围的一致性,如“函数x=f(x+1)”和“ 函数f(x-1)”中,“x+1”和“x-1”的取值范围是一致的.

总之,能帮助理解数学知识、抓住数学本质的都是数学情境,只要合理利用、善于设计都是我们教学的好手段,有助于我们实现数学抽象的教学过程,加快数学抽象素养的培养.

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