邢鴻遠
數學離不開思維,而抽象是思維活動過程中不可缺少的組成部分,只有把數學學抽象了,我們才有可能在錯綜復雜的事物中抓住問題,在變化萬千的事物中抓住一般規律,并用簡潔準確的語言表達本質和規律。
數學思維學抽象我學了十多年的數學,最大的感受是數學的學習過程是不斷變化著的,由幼兒園的數數、小學的算算身邊的問題(應用題),到進入初中后直截了當地面對抽象的代數式,我們從充滿好奇地數碗、數桌腿享受著童真之樂,到學習平面幾何、平面直角坐標系和函數等等通往真正數學的學習,也就是抽象的數學,到了高中,數學的學習變得有規律、系統化,從集合開始,到各種各樣的函數,到解三角形、不等式,到導數……漸漸地,我開始學會在數學式中找規律,在圖和形中探思路,在抽象的符號中尋路徑。
一、抽象是什么
1.把事物本質化。抽象,是把繁雜問題簡單化,條理化,幼兒園的老師常常用溫柔如清風般的話語問我們:“如果你有一個蘋果,別人又給了你兩個蘋果,那么你現在有幾個蘋果?”現在如果有人問我們這個問題,我們可能會認為是不是腦筋急轉彎或是有意嘲弄我們的智商,因為這太簡單了,就是“1+2=?”呀,而這恰恰是一抽象,去掉了冗雜的情境包裝,暴露出來的是問題的本質,其實,解決數學問題就是一個不斷探索問題本質的過程,就好像你吃柚子,需要把外面對你無用的皮一層層剝掉,才能品嘗到可口的果實。
2.去掉具體內容,將問題符號化。我們都知道,數學這門學科力求簡單明了,用最干練的方式闡述出事物的性質,比如我們在學習立體幾何時,需要研究平面、線點之間的關系,我們如果總是用文字“平面”“線”與平行或相交等來表述的話,那就會很麻煩,而抽象則可以很有效地解決這些麻煩,我們可以用“α”“β”““∩”這些字母和符號來表示這些面、線以及它們之間的關系,定義出一些難以用文字表達的含義,而且別人也都明白這些含義,既能夠簡易表達促進解決問題,也方便不同的人交流想法。
3.通過假設和推理建立法則、公式或者模型,追求普適性。畢達哥拉斯學派有“萬物皆數”的思想,他們認為世界上的所有事物都體現或包含著數學的知識,而且可以用數學來表示、表達世界上一切事物,我們知道“天行有常,不為堯存,不為桀亡”,萬物的運動都有一定的規律,那么,數學也是如此,普遍性是無處不在的,正如德國哲學家萊布尼茨所說“世界上沒有兩片完全相同的葉子,也沒有兩片完全不同的葉子”,而抽象的重要方面就是在一般意義上解釋具體事物,如果我們總是碰到一個看似從來未接觸的問題就沒了思路與頭緒,漫無目地胡思亂想,只會讓自己精神疲倦而無所得,我們要學會將其與一些我們熟悉的問題試著聯系起來,尋求解法。
我們都知道,二次函數的圖像是拋物線,如果要求一個二次函數的值域或最值,相信大多數初中生都能駕輕就熟。
二、怎樣把數學學得抽象
1.最大限度地抽象
我們知道,“冰凍三尺,非一曝之寒”,要做到深層次的抽象,必須在平時的思考、做題中逼迫自己去抽象地思考問題,比如我們做一些幾何的填空題,也許我們習慣于畫個圖,把平面幾何的圖描繪出來,或是把立體圖形較為直觀地畫在圖上,去分析觀察,有些問題也許就能慢慢地解決,甚至有些問題通過圖形一目了然,倘若一直依賴于將其直觀化來解題,又怎能將數學學得抽象呢?所以,我們要強迫自己最大限度地抽象,在腦海里思索這些問題,也許這個過程會有些痛苦,但我們抽象的能力及水平于無形之中一點點提升著,此外,對于一次函數、二次函數等這些我們熟悉的函數的圖象,我們要做到頭腦中有圖。
2.讓數學問題變得不太抽象
努力地去抽象當然很關鍵,但有時與其拘泥于泥淖之中進退兩難,不如另辟蹊徑,找到一條平坦一些的道路,達到事半功倍的效果。
進入高中的數學學習后,數學這一門學科的學習再也不像往日那樣輕松,迎來的挑戰一波接一波,常常是解題時,想不出來題目說的到底是什么樣的,總還習慣性以為以前的老套路,老想法依然可以解題,結果往往是失敗,數學也開始不需要從前那么“真實”,是玩“符號游戲”,有點“空對空”的感覺,這時候,我們應該學會靈巧一點,如說畫個圖,讓其直觀化一些;或是舉些例子,在例子中試圖歸納出一些性質和共同點;再者我們可以將已經學過的知識與其聯系起來,通過類比、推理的方法尋找解題的路徑。
3.將類似的問題化歸到一類問題
化歸在我看來就是追求普適性,這里我們談談一個轉化為二次函數的例子:endprint