田載今
我們常把要研究的對象分為“一般對象”或“特殊對象”,例如,當(dāng)我們把平行四邊形看作一般對象時,矩形、菱形和正方形就是其中的幾種特殊對象,即幾種特殊的平行四邊形.又如,當(dāng)我們把一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)看作一般對象時,正比例函數(shù)y=kx(k≠0)就是一種特殊對象,即一種特殊的一次函數(shù).
一般對象與特殊對象的關(guān)系是:一般對象中包含了特殊對象.一般對象的性質(zhì),指的是其中各個特殊對象都具有的共性.例如,任一平行四邊形都有“對邊相等”“對角相等”“對角線互相平分”等性質(zhì).特殊對象存在于一般對象之中,特殊對象不僅具有一般對象都具有的共性,而且還有自己的特性.例如,矩形不僅具有平行四邊形的所有性質(zhì),而且還有“四個角都是直角”“兩條對角線相等”等特性,這些特性并非任一平行四邊形都會具有.
我們研究對象時,有兩種不同的途徑.一種是從研究一般對象發(fā)展到研究特殊對象,另一種是從研究特殊對象發(fā)展到研究一般對象,我們需要根據(jù)研究對象的特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)难芯客緩剑?/p>
一、“從一般到特殊”的研究途徑舉例
回顧人教版初中數(shù)學(xué)教科書的第十八章《平行四邊形》,大家會發(fā)現(xiàn)教科書展現(xiàn)的是“從一般到特殊”的研究途徑.
這章的第一節(jié),從認(rèn)識平行四邊形的定義出發(fā),以平行四邊形的基本特征(兩組對邊分別平行)為基礎(chǔ),推導(dǎo)出平行四邊形的性質(zhì),并由性質(zhì)的逆命題推導(dǎo)出判定一個四邊形是平行四邊形的條件(“兩組對邊分別相等”“兩組對角分別相等”“對角線互相平分”“一組對邊平行且相等”等).
這章的第二節(jié),依次認(rèn)識矩形、菱形和正方形.矩形是有一個角是直角的平行四邊形.相對于一般平行四邊形,矩形特殊在“有一個角是直角”.根據(jù)這一特征,再加上一般平行四邊形的共性,就能推導(dǎo)出矩形的特性以及判定方法.菱形是有一組鄰邊相等的平行四邊形.相對于一般平行四邊形,菱形特殊在“有一組鄰邊相等”,根據(jù)這一特征,再加上一般平行四邊形的共性,就能推導(dǎo)出菱形的特性(“四條邊都相等”“對角線互相垂直,并且每一條對角線平分一組對角”等)以及判定方法.正方形是四條邊都相等并且四個角都相等的四邊形,它既是特殊的矩形,又是特殊的菱形,所以它不僅具有一般平行四邊形的共性,而且具有矩形和菱形的特性,在認(rèn)識了平行四邊形、矩形和菱形之后,對正方形這種特殊性更強(qiáng)的平行四邊形的認(rèn)識就水到渠成了.
平行四邊形、矩形、菱形和正方形的包含關(guān)系,可以用圖1來表示.
圖1直觀地顯示出一般對象(平行四邊形)包含了特殊對象(矩形和菱形),特殊對象又包含了更特殊的對象(正方形).由圖l可以看出,特殊對象處于一般對象范圍之內(nèi)的特定區(qū)域,這表示它除具有一般對象的屬性之外,還具有特定的性質(zhì),一般地說,如果對象4包含對象B,那么A的外延(即范圍)大,B的外延?。籄的內(nèi)涵(即屬性)少,B的內(nèi)涵多.
縱觀這章的體系結(jié)構(gòu),“先研究一般平行四邊形,再研究特殊平行四邊形”這一“從一般到特殊”的發(fā)展脈絡(luò)十分清晰,
三、“從特殊到一般”的研究途徑舉例
回顧人教版初中數(shù)學(xué)教科書第十九章《一次函數(shù)》第二節(jié)“一次函數(shù)”,大家會發(fā)現(xiàn)教科書展現(xiàn)的是“從特殊到一般”的研究途徑.
這節(jié)的第一小節(jié),從認(rèn)識正比例函數(shù)的定義出發(fā),以正比例函數(shù)的基本對應(yīng)關(guān)系y=kx(k≠0)為基礎(chǔ),由描點(diǎn)法得出正比例函數(shù)的圖象是通過原點(diǎn)的一條直線.而由“k>0時,圖象經(jīng)過第一、三象限,從左到右上升;k<0時,圖象經(jīng)過第二、四象限,從左到右下降”,引導(dǎo)出正比例函數(shù)的增減性(k>0時,隨著x的增大y也增大;k<0時,隨著x的增大y反而減?。?至此,完成了用“定義一圖象一性質(zhì)”這一模式研究正比例函數(shù)的過程.
這節(jié)的第二小節(jié),在正比例函數(shù)關(guān)系y=kx(k≠0)的基礎(chǔ)上,添加常數(shù)6,使函數(shù)關(guān)系發(fā)展成為y=kx+b(k≠0),引出了一般的一次函數(shù)的定義.按一次函數(shù)的定義可知,正比例函數(shù)是一種特殊的一次函數(shù),其特殊性在于常數(shù)b=0.在研究一次函數(shù)的圖象時,教科書沒有重復(fù)描點(diǎn)法這一“原始的”方法,而是引導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)y=kx與y=kx+b(k≠0)的聯(lián)系,借助正比例函數(shù)的圖象得出一般的一次函數(shù)的圖象.具體的認(rèn)識過程是,先提出問題:畫函數(shù)y=-6x和y=-6x+5的圖象,由于y=-6x是正比例函數(shù),其圖象是第一小節(jié)已經(jīng)研究過的問題,我們很容易得出它是過原點(diǎn)和點(diǎn)(1,-6)的一條直線.對比兩個函數(shù)的解析式,可以聯(lián)想到一次函數(shù)y=-6x+5的圖象是平行于直線y=-6x并且比它高5個單位的一條直線(圖2).進(jìn)一步,容易得出一般的一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)的圖象為過點(diǎn)(0,b)和點(diǎn)(1,k+b)的一條直線,
掌握了一次函數(shù)的圖象后,聯(lián)系正比例函數(shù)的增減性,借助圖象的直觀描述,容易得出一次函數(shù)的增減性(k>0時,隨著x的增大y也增大;k<0時,隨著x的增大y反而減?。?至此,完成了用“定義一圖象一性質(zhì)”這一模式研究一次函數(shù)的過程.
縱觀這節(jié)的體系結(jié)構(gòu),“先研究正比例函數(shù)這種特殊的一次函數(shù),再研究一般的一次函數(shù)”這一“從特殊到一般”的發(fā)展脈絡(luò)十分清晰,
三 “由淺入深,由簡至繁,由易到難”進(jìn)行研究
“從一般到特殊”和“從特殊到一般”是兩種過程相反的研究途徑,但它們并非是“一對一錯”的對立關(guān)系,它們各自都有用武之地,關(guān)鍵在于要用得恰到好處,要適合研究的對象,
“由淺入深,由簡至繁,由易到難”是一般研究過程的規(guī)律,不論是“從一般到特殊”,還是“從特殊到一般”,都應(yīng)遵循這樣的規(guī)律.例如,矩形、菱形和正方形是特殊的平行四邊形,它們的內(nèi)涵比一般平行四邊形更多,性質(zhì)更復(fù)雜,判定條件更嚴(yán)苛,而且對它們的研究不能脫離對一般平行四邊形的認(rèn)識,因此“從一般到特殊”地研究平行四邊形是符合認(rèn)識規(guī)律的,又如,正比例函數(shù)y=kx(k≠0)是特殊的一次函數(shù),與一般的一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)相比,正比例函數(shù)所具有的b=0的特征使其在形式上更簡單,由此其圖象的位置也更容易確定(必定過原點(diǎn)).正是由于這些特性,使正比例函數(shù)成為一次函數(shù)中最簡單的特殊對象,而且在認(rèn)識它的基礎(chǔ)上很容易擴(kuò)展到一般的一次函數(shù),因此“從特殊到一般”地研究一次函數(shù)是符合認(rèn)識規(guī)律的,
俗話說“到什么山唱什么歌”“看菜吃飯,量體裁衣”,研究不同的對象,有可能采取不同的研究途徑,要具體問題具體分析,沒有一成不變的方法.
同學(xué)們,回顧并總結(jié)研究問題的方法,對于提高研究問題的能力非常有益.認(rèn)識一般對象與特殊對象的辯證關(guān)系,對于更全面地認(rèn)識事物十分重要.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級數(shù)學(xué)人教版2015年6期