高中數(shù)學抽象知識形象化的處理

高飛

摘要：高度的抽象性是數(shù)學學科主要的特點。如何讓學生在學習時深刻理解其中內涵，從而實現(xiàn)高效學習已成為教師研究的一個重要內容。形象教學與類比系統(tǒng)歸納同步，把抽象知識形象化處理可以收到較好的效果。

關鍵詞：數(shù)學 抽象知識 形象化

背景一：數(shù)學是抽象的。它的形成已有幾千年，當人們在一些零散的數(shù)學知識的應用中，逐漸加深了對自然規(guī)律的認識和把握時，有意識的抽象思維就隨之形成了。數(shù)學抽象的特點在于：第一，數(shù)學的抽象體現(xiàn)于將客觀對象的其它特征拋棄，只保留它的數(shù)量關系和空間形式進行研究;第二，數(shù)學的抽象是一級一級逐步提高的，下一次的抽象是以前一次的抽象材料為其具體背景，它們所達到的抽象程度大大超過了其它學科中的一般抽象;第三，高度的抽象必然有高度的概括，數(shù)學本身幾乎完全周旋于抽象概念和它們的相互關系的圈子之中。如果自然科學家為了證明自己的論點常常求助于實驗，那么數(shù)學家證明定理只需用推理和計算。這就是說，不僅數(shù)學的概念是抽象的，而且數(shù)學的方法也是抽象的，并且大量地使用了抽象的符號。因此高度的抽象性是數(shù)學學科特點之一。

背景二：當前數(shù)學教學中，為了應付高考，教師在教學過程中過分強調程式化和模式化;例題教學中給學生歸納了各種類型，并要求學生按部就班地解題，不許越雷池一步行;要求學生解答重復性練習題，減少學生自己思考和探索的機會，導致學生只會模仿，套用模式解題。重視邏輯思維訓練而忽視形象思維訓練的做法導致了學生分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力差。創(chuàng)造性思維水平低，學生不會自已去尋找真理和發(fā)現(xiàn)真理。因此，就當前數(shù)學教學實際而言，大力加強形象思維的訓練有非常重要的現(xiàn)實意義。

形象化的知識總能給人帶來吸引力，對于學生來說，他們需要這樣的知識形態(tài)。錢學森認為，人類思維可以分為三種：抽象（邏輯）思維，形象（直感）維和靈感（頓悟）思維，并建議把形象思維作為思維科學研究的突破口。

背景三：新課程理論認為：每一位學生都是金子，他們的潛力是巨大的。可隨著高中生源不斷萎縮，學生的學習基礎一年不如一年，而我校又是鄉(xiāng)下的普通高中，學生是全縣最差的普通高中學生，數(shù)學基礎較差，接受能力弱，加上高中數(shù)學知識是高度抽象的。如果用常規(guī)方法去教學，學生上課必定是聽不懂，長此下去學生必定會厭學，學習將會越來越差。這不可避免地給我校高中數(shù)學的教學帶來一定的困難。教師必須面對這些現(xiàn)實狀況，在實施數(shù)學教學中對學生進行全面的了解，并在施教過程中，不斷因人而異地研究和分析這些學生在數(shù)學學習方面產(chǎn)生障礙的癥結所在，在教學中要采取行之有效的策略。這就需要教師時時刻刻的站在學生的角度上去形象地去理解知識，要把抽象的知識形象化，只有這樣才能激發(fā)起學生的學習數(shù)學的興趣。這對于推進學校的素質教育，提高學科教育質量，具有十分重要的現(xiàn)實和歷史意義，也是教學實踐給教育理論提出的一個嚴峻課題。

據(jù)以上分析，對抽象知識進行形象化的處理可以從以下幾個方面進行：

一.抽象知識生活化

數(shù)學是抽象的，但數(shù)學是源于生活的，生活中充滿著數(shù)學。在數(shù)學教學中，我們應順應學生的思維狀態(tài)，緊密聯(lián)系學生的生活實際，在現(xiàn)實世界中尋找數(shù)學題材，讓教學貼近生活，讓學生在生活中看到數(shù)學，摸到數(shù)學，體會數(shù)學，讓數(shù)學脫離抽象的五彩光環(huán)還學生一個清晰畫面。從而使學生不再覺得數(shù)學是高不可及、遙不可攀、虛無飄渺的，使學生伴隨著豐富的生活情境走進數(shù)學世界，使學生養(yǎng)成在生活中應用數(shù)學的思維習慣，這將使他們終身受益。教材中，生活的事例隨處可見。講解概率時，可以有乘車、排隊、抽簽、撲克、彩票多種生活實例讓學生參與其中;講解二分法時，可以仿做“幸運52”中的猜手機、MP4、電腦等價格的游戲，讓學生在玩中就領略了二分法的作用;講解指數(shù)函數(shù)時，對一張紙要達到珠峰的高度只需折疊的次數(shù)一定會使學生大吃一驚的。諸如此類之例，只要細心尋找，就可以為教學帶來意想不到的動態(tài)效果。可以說從具體實例出發(fā)，是學生思維特點的需要，也符合抽象性和具體性的基本關系，有利于學生對抽象結論的理解。

二.抽象知識具體化

遇到一個復雜問題時，如果從特殊情況入手，通過對通俗的、簡單問題的解決，往往會出現(xiàn)“柳暗花明又一村”的境地，使復雜的問題得以解決。這就是特殊化處理一般性。如抽象函數(shù)的有關性質對學生來說可是一個難點（通過它的名字你就能感覺得到它的特點）。我們經(jīng)?？梢赃@樣去解決：先找出一個符合函數(shù)方程的具體的代表函數(shù)，通過對代表函數(shù)性質的分析，加深對抽象函數(shù)的各種性質的理解。解決問題后，還要對此類問題的一般情況作一個思考歸納，加深對這類問題的認識。下面就以抽象函數(shù)定義域求法為例，希望能起到拋磚引玉的作用。抽象函數(shù)是指沒有明確給出具體解析式的函數(shù)，其有關問題對同學們來說具有一定難度，特別是求其定義域時，許多同學解答起來總感棘手，下面結合實例具體介紹一下抽象函數(shù)定義域問題的幾種題型及求法。

這樣就把較為抽象的解題思路具體化，使全體學生對這種思路都能有更加形象、深刻的認識。學生對抽象知識的認識，不能只停留在直觀的感性認識這個初級階段，還應發(fā)揮表象作用，使具體的感性認識逐步過渡到抽象的理性認識。

三.抽象知識系統(tǒng)化

站在系統(tǒng)的高度，注意比較知識間的聯(lián)系和區(qū)別，不但有利于抓住問題本質，而且可以找出規(guī)律即共性，簡化記憶，便于掌握。因為聯(lián)系、規(guī)律、和諧正是數(shù)學科學的本來面目。不同的問題可用同一個手段、方法、思路去解決;同一個問題也可用不同的手段、方法、思路去解決。缺乏整理的知識難于被學生所理解和掌握，而站在系統(tǒng)的高度，對知識八方聯(lián)系的結果，則知識好像在手心里，了若指掌。例如筆者在處理2.2.1對數(shù)與對數(shù)運算第一課時教學時，為了使學生順利理解對數(shù)的概念，先從加減、乘除互為逆運算出發(fā)，乘方的逆運算是開方（在一定范圍內），例如在3中，求底數(shù)的運算就是開方運算，寫成;求指數(shù)的運算就是對數(shù)的運算，寫成，從中可以知道乘方、開方、對數(shù)三者互為逆運算。借助下列表格，可以進一步理解對數(shù)的本質的概念。

四.抽象知識變式化

五.抽象知識圖形化

數(shù)形結合是高中四大數(shù)學思想之一。通過數(shù)形結合，可將抽象的數(shù)學語言與直觀圖形結合起來，使抽象思維和形象思維結合起來;通過對圖形的處理，發(fā)揮直觀對抽象的作用，實現(xiàn)抽象概念和具體形象的聯(lián)系，可以把數(shù)量關系轉化為圖形的性質問題來研究，或者把圖形的性質問題轉化為數(shù)量關系的問題來研究，使數(shù)學問題得到解決。數(shù)學家華羅庚先生曾對數(shù)形結合的思想和方法賦詩：“數(shù)與形本是相倚依，焉能分作兩邊飛;數(shù)無形時少直觀，形少數(shù)時難入微;數(shù)形結合百般好，隔離分家萬事休;切莫忘，幾何代數(shù)統(tǒng)一體，永遠聯(lián)系莫分離。”教學中，可以用文氏圖使得集合間的關系符號和集合運算符號具體化;可以用復平面內的點、向量讓復數(shù)具體化;可以用函數(shù)圖像讓函數(shù)生動具體。重視數(shù)形結合的數(shù)學思想，善于用形的具體來化解數(shù)的抽象，是高中學生的必修功課。

六.抽象知識信息化

現(xiàn)代信息技術的廣泛應用正在對數(shù)學課程內容、數(shù)學教學、數(shù)學學習等方面產(chǎn)生深刻的影響?！镀胀ǜ咧袛?shù)學課程標準》中提到：“應重視信息技術與數(shù)學課程內容的有機整合，整合的原則是有利于對數(shù)學本質的認識。……在教學中，應重視利用信息技術來呈現(xiàn)以往課堂教學中難以呈現(xiàn)的課程內容?！倍R的抽象性正是課堂教學中難以呈現(xiàn)的內容之一。在函數(shù)的單調性、奇偶性概念的學習中，最讓學生感到困惑的是：如何突破常量到變量的轉化，從而達到由直觀到抽象。幾何畫板的動態(tài)演示在解決此類問題中具有絕對的優(yōu)勢，它可以通過演示數(shù)量的變化特征，給學生以啟發(fā)，從形的特征中找出它們在數(shù)值上的規(guī)律，形成函數(shù)奇偶性的定義。直觀是學生領會抽象的數(shù)學知識的起點，是使學生由不知到已知的開端;教師在教學中應盡可能對有關課題作形象化的處理，例如，使用圖片、幻燈、錄像以及計算機軟件，是數(shù)學教學中用作發(fā)展學生抽象思維的重要手段和原則。

總之，由于學生認識水平的限制，他們對于教材中較多地反映了數(shù)學的邏輯結構而掩蓋了數(shù)學思維活動過程中的數(shù)學理論是難以獨立地完成認識過程的。他們對于數(shù)學理論背后所蘊含的豐富的具體內容，或者頭腦中比較缺乏，或者有一定的感性但不能很好地將之與所學的理論相聯(lián)系，而對于被理論所掩蓋的數(shù)學思維活動過程則更是難以把握。所以在教學中，教師應為學生提供適量的，具有典型意義的具體的形象的材料，讓學生在數(shù)學理論知識的導引下，對這些材料進行充分的感知，并在此的基礎上再進行抽象概括，使新知識與已有的數(shù)學知識經(jīng)驗建立起內在聯(lián)系，成為一個有機的知識整體，達到對數(shù)學理論的理性認識。設計教學過程時，一定要讓學生有機會經(jīng)歷各個抽象階段：從現(xiàn)實的形象材料中抽象出數(shù)學的本質，通過從大量的或復雜的數(shù)學材料中抽取最重要的，本質的屬性或特征，從表現(xiàn)形式不同的數(shù)學材料中分析它們共同點的思維活動;通過分析數(shù)學對象的特征及其之間的聯(lián)系或關系，掌握數(shù)學的定義、定理、公式、法則等等。

參考文獻：

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浙江省紹興市永和高級中學 浙江省紹興市 312000