再探函数文化
再 探 函 数 文 化
冉光华
(贵阳市二中,贵州 贵阳 550001)
摘 要:函数的文化性近年来颇受关注,有诸多论点:历史论,三说论,思想论,模型论,应用论等。这些论点却忽视了离我们最近的汉语文化和社会文化,再探函数文化有:1、汉语字义诠释函数本意;2、联系实际,尊重社会准则,合理解释唯一对应;3、函数符号的断想、实验及欣赏。
关键词:再探;函数;文化
函数的文化性近年来颇受关注,主要有以下观点的论述:
历史论:追溯最早函数概念的提出,过程的历史变迁及相关数学家的贡献。
三说论:变量说——函数是刻画变量与变量之间依赖关系的模型;映射说——函数是连接两类对象的桥梁;关系说——函数是“图形”。
思想论:运动变化的思想,应用模型的思想。
模型论:用数量关系表示变量之间的依赖关系,并通过数及其运算等研究变化规律。
应用论:函数来源于社会,应用于社会,一方面,用函数解决现实生活中一些简单的实际问题,另一方面,用函数思想讨论其它的数学问题。
对函数再作如下文化探讨:
一、汉语字义诠释函数本意
“近水楼台先得月。”汉语是离我们最近的文化,我们天天都在汉语中生活,我们随时在不自觉地继续着汉语学习。汉语是最宽和最近的社会文化,数学文化的自身发展要自觉吸收社会文化、民族文化,数学教育也要自觉借鉴其它文化,函数概念的教学可以先从汉语角度教学,即先解释字面词义:
函:①﹤书﹥匣;封套;②信件。古代也有用套囊代替信件的。
大家知道三国演义中刘备到吴国相亲的过程中,赵云总是在关键的时候把诸葛亮事先给他的套囊拿出来看,每每使危机化解。由此看来,套囊有两种涵义:一种是指信件,一种是指装有计谋或便条的嚢袋。匣—匣子:装东西的较小的方形器具,有盖儿。无论是匣、套囊或信件,都是装有东西的一件物体的意思,或都是装有关系的一样东西的意思。于是仅凭字义,函数意思则可以解释为:
函数——装有关系数(量)的器具或东西,或用器具或东西装的关系数。由此而知函数是什么的大致意思了。
讲了函数的概念后,把 是 的函数记为 ,这就是一个器具或东西,它里面装着对应关系的变数(量) , 。每一个函数式,就是一个物件式的对应关系,而表格、图像又何尚不是呢。 因此, 函数即为变量 , 的对应关系器(式)。这里的函是对应关系器(式)的意思。
二、联系实际,尊重社会准则,合理解释唯一对应
函数的定义:……对 的每一个取值, 都有唯一确定的值与之对应……这里的“唯一对应”都认为是天经地义的——这是规定,只需按此准则去理解函数概念就是。相信大多数数学教师均是如此或类似教学唯一对应的。武断地规定式的教学“唯一对应”显然有悖于教育本质。“数学文化就在数学里面”,函数定义中的唯一对应有着极好的社会文化:
数学来源于社会生活,社会生活方方面面都遵循着普遍的准则
——唯一对应性。如:几千年来的道德规范,每个妇女都是唯一的丈夫与之对应;每个人都是唯一的生母与之对应,每个公民都是唯一的祖国与之对应;和谐社会每个地方都是唯一的政府与之对应;每套住房都是唯一的合法主人与之对应……。这种唯一对应性,正是生活的准则,道德的准则,社会的准则。数学来源于社会,服务于社会,天经地义的是数(学)社(会)合一,数(学)道(德)合一。这种唯一性是社会有序的基石,社会诚信的基石,社会和谐的基石,社会稳定的基石。这种唯一性也是数学真的基石,是数学善的基石,是数学美的基石,是数学严谨的基石,数学理性的基石。同时也要指出,不唯一对应也是存在的,但不是主流,社会如此,数学如此,看对什么而言,这才符合辩证法。
这种唯一的文化论同样能对映射概念中的唯一性对应进行合理解释。
针对唯一对应性,设计练习:
1、有否存在关于 轴对称的函数?
2、下列方程是 的函数吗?
① ;② ;③ ;④
3、设 , ,问集合 的交集有多少个元素?
三、函数符号的断想、实验及欣赏
数学教学长期忽视了数学符号(下简称符号)的文化教学,至少是符号学习只是大学教师研究的课题,少有在中小学课堂中探索和实践。符号是数学语言主流,也是现实问题数学化的标志。中国数学史表明:符号(字母)创造匮乏,这与汉字文化不无关系。符号蕴含的文化价值被数学教育忽视了。符号的文化从一种角度反映了一个民族的文化史,乃至创造史,中华民族则是在汉字符号上体现了独特的创造力,但在科学符号的创造上相对匮乏。现实是,许多学生因符号化(字母化)而怕数学,部分学生因符号化而喜欢数学,滑稽的是数学教学恰恰没有从符号(形式)角度去化解学生的学习障碍,更谈不上借助符号文化去培养学生学习数学的兴趣,去提高数学教学质量。符号(字母)学习有它的过程性和规律性,但被中国教育者忽略了。
表示函数的符号 似乎是天经地义的,最初是怎么来的?其历史如何?如果是信函,应该怎么用符号表示?你如果是第一个来创造函数符号的人,你用什么表示?笔者用此在我校学生中作为学生课外研究性课题,结果得到了许多表示函数的符号:
; ; ; ; ,其中 是值域英语单词 的缩写, 表示函数的中文的第一个字母, 表示自变量的中文第一个字母; ; ; ; ; ; ;等等。
把这些来自学生中的创造符号写在黑板上,让学生欣赏,选出好或比较好的表示函数的符号,并说明理由,结果是:
好—— 、 ,都表示有自变量与因变量的确切关系,对每一个自变量的取值,都有表示确定对应的函数值。但后者美中不足的是 不是我们习惯用的自变量 ,字母 , 容易使人想到高度及半径。
较好—— 、 ,除具有前者特征外,符号 、 从视觉和书写上有点别扭,不流畅。 中的符号 少了形和状。 、 中在书写 时则不但别扭,而且形状怪怪的,视觉不顺。
不好—— 、 、 三者都难以表示函数的确定对应取值。 中表示自变量 、因变量 的对应关系模糊,且符号 太过平庸。
并且,让学生审视 与 的优缺点,学生明显感觉到后者的优点,好像前者的 是不平等的。
我们再来欣赏通常的函数 ,它的优点有哪些?如何欣赏这一景点?为此,引导学生发表自己的观赏感言。归纳起来,对该符号等式有如下评价:简约性,包容性,蕴含性,畅通性,对应性,唯一性,轻盈性,平等性,并且比较前面的学生创造的符号式,该符号式似乎不但简洁,而且美观。
再欣赏:把函数 比喻成一座桥。“ ”这不正是一座桥吗?!有流通的功能,不但形似,而且神似。桥有互逆性,该符号式有互逆性。这种看法多么体贴!
无疑,函数符号式 是函数表示方法中的最简单明了的。
参考文献:
[1]现代汉语词典(第五版) .商务印书馆,2008.
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[3]黄传军. 高中数学新课程中函数的教学建议 .中学数学教学参考(上旬),2009,(8).
[4]章建跃.数学概念的理解与教学 .中学数学教学参考(上旬),2010,(11).
[5]张奠宙,宋乃庆.数学教育概论 .高等教育出版社,2009.