摘 要:高中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)注重變式的訓(xùn)練,是提高數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)效率的重要途徑. 教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì),從“不變”中探求規(guī)律,逐步培養(yǎng)學(xué)生靈活多變的思維品質(zhì),提高其數(shù)學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)其探索精神和創(chuàng)新意識,從而真正把對能力的培養(yǎng)落到實處.
關(guān)鍵詞:復(fù)習(xí)課;變式教學(xué);實踐
高考數(shù)學(xué)題“源于課本,高于課本”,這是歷年高考試卷命題所遵循的原則,也是在高考復(fù)習(xí)中一直所堅持和探求的. 如何理解和貫徹這個原則,筆者認(rèn)為,通過對課本內(nèi)容的深挖,對例題、習(xí)題重組,就能將課本、資料、高考試題有機(jī)地結(jié)合起來,從而在課堂上展示知識的發(fā)生、發(fā)展過程,形成完整的認(rèn)知過程,去啟迪學(xué)生思考、頓悟、探究. 在高中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)和講評課中注重變式的訓(xùn)練,這是提高數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)效率、激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和信心的重要途徑. 變式既是一種重要的思想方法,更是一種行之有效的教學(xué)方式.
■什么是變式教學(xué)
1. 所謂變式,就是在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識事物屬性的過程中,不斷變更所提供材料或事例的呈現(xiàn)形式,使本質(zhì)屬性保持穩(wěn)定而非本質(zhì)屬性不斷變化,從而產(chǎn)生新的問題情境,誘發(fā)學(xué)生用不同的方法去思考問題,克服或弱化思維定式思維,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,活躍思維方式,改善思維品質(zhì)(尤其是思維的靈活性),樹立創(chuàng)新意識,發(fā)展創(chuàng)造能力.
2. 什么是變式教學(xué)?變式教學(xué)就是對教學(xué)內(nèi)容通過不同側(cè)面進(jìn)行“單維”的表述,使主體內(nèi)容呈現(xiàn)形式不斷發(fā)生改變,在本質(zhì)內(nèi)容保持不變的前提下,使外在的表述形式不斷發(fā)生變化,通過對“單維”的多向表述,呈現(xiàn)“兩維”、“三維”或“多維”的問題形態(tài). 比如變更概念中的非本質(zhì)特征,變換問題中的條件或結(jié)論,轉(zhuǎn)換材料的形式或內(nèi)容,配置實際應(yīng)用的各種環(huán)境或背景復(fù)雜化,但概念或問題的本質(zhì)不變.
■數(shù)學(xué)變式教學(xué)的基本思想
運(yùn)用不同的知識和方法,借鑒科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的思想方法和數(shù)學(xué)問題的編擬手法,對有關(guān)數(shù)學(xué)概念、定理、公式及課本上的習(xí)題進(jìn)行不同角度、不同層次、不同情形、不同背景的變化,有意識地引導(dǎo)學(xué)生從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì),從“不變”中探求規(guī)律,逐步培養(yǎng)學(xué)生靈活多變的思維品質(zhì),增強(qiáng)其應(yīng)變能力,激發(fā)其學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性,提高其數(shù)學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)其探索精神和創(chuàng)新意識,從而真正把對能力的培養(yǎng)落到實處. 結(jié)合教學(xué)實際,進(jìn)行課堂問題變式應(yīng)該思考以下問題:
1. 課堂問題變式的數(shù)量的確定
問題變式的數(shù)量確定是一個首要的問題,原因大致如下:第一,課堂時間有限;第二,即使將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時間拓展到課堂以外,我們?nèi)圆豢赡芴峁┎⑶医淌趯W(xué)生關(guān)于某個特定數(shù)學(xué)內(nèi)容的所有變式. 數(shù)學(xué)教學(xué)是教會學(xué)生通過體驗有限變異這樣一個過程學(xué)會面對未來變異的本領(lǐng).
2. 課堂問題變式的選取和安排
實際上,這是與問題變式的數(shù)量確定緊緊相關(guān)的問題,正是因為問題變式的數(shù)量有限,所以必須選擇好的問題,問題變式安排應(yīng)該遵循以下基本原則;第一,在問題的外貌特征上,后一問題應(yīng)與前一問題相近;第二,在問題的內(nèi)在結(jié)構(gòu)上,后一問題應(yīng)與前一問題相近;第三,在變異增加的數(shù)量上,每一問題應(yīng)該逐漸增加,一次不宜增加過多;第四,在變異增加的內(nèi)容上,應(yīng)該從簡單到復(fù)雜,從具體到抽象.
■復(fù)習(xí)課數(shù)學(xué)變式教學(xué)的實施
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1. 概念的變式
復(fù)習(xí)課的一個重要任務(wù),就是與學(xué)生一起回顧本專題的知識內(nèi)容,使學(xué)生重溫知識的內(nèi)在聯(lián)系,建立知識結(jié)構(gòu),為創(chuàng)新學(xué)習(xí)打下堅實的知識基礎(chǔ). 在知識歸析環(huán)節(jié)中,教師活動體現(xiàn)在:(1)設(shè)計針對性、啟發(fā)性強(qiáng)的問題,激發(fā)學(xué)生回顧舊知識的興趣;(2)引導(dǎo)學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu). 學(xué)生活動體現(xiàn)在:主動參與、積極回顧、探究所學(xué)知識的內(nèi)在本質(zhì)聯(lián)系,建立明晰、穩(wěn)固的知識體系,使所學(xué)知識在回顧與反思中得到進(jìn)一步升華. 數(shù)學(xué)基本概念的變式往往從引入、鑒別、鞏固、深化和擴(kuò)張幾個階段著手.
案例1:函數(shù)單調(diào)性定義的引入,安排在必修1中. 要求掌握單調(diào)性的直觀圖形,理解單調(diào)性的定義,通過大量的具體函數(shù),理解單調(diào)性在研究函數(shù)中的作用. 復(fù)習(xí)課教學(xué)應(yīng)定位在鞏固、深化概念,理解、應(yīng)用定義,提升教材,開發(fā)能力上. ①單調(diào)性與函數(shù)圖形有密切聯(lián)系,了解了單調(diào)性,就可以基本上決定函數(shù)圖形的形狀(畫圖);反之,掌握了函數(shù)的圖形,也就能很好地了解函數(shù)的單調(diào)性(用圖象法求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間);②單調(diào)性與不等式聯(lián)系密切. 單調(diào)性是用不等式來描述的,反之,具體函數(shù)的單調(diào)性反映了一些不等關(guān)系.例如:設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域為A,區(qū)間I?哿A,對于區(qū)間內(nèi)的任意兩個值x1,x2,給出三個論斷:(1)x1
(1)(2)?圯(3)判斷或證明函數(shù)單調(diào)性;
(3)(1)?圯(2)比較函數(shù)值的大?。?/p>
(3)(2)?圯(1)解抽象不等式.
③教學(xué)中,不應(yīng)只停留在直接應(yīng)用定義這一層面上,應(yīng)通過典型例題的選取,進(jìn)行變式等創(chuàng)設(shè),提升例題的功能,開發(fā)學(xué)生的解題能力.
2. 習(xí)題的變式
(1)精選范例
復(fù)習(xí)課所選的范例應(yīng)具有針對性(針對復(fù)習(xí)專題的內(nèi)容和學(xué)生的實際情況而選,起點要低,要面向全體學(xué)生)、典型性(為鞏固“三基”而選,對某個知識點、某種方法、某種思想的訓(xùn)練有代表性,能起到以點代面的作用)、靈活性(解法多樣、題型易變、易于實施變式教學(xué))、綜合性(體現(xiàn)所復(fù)習(xí)專題的知識、方法在本學(xué)科及其他學(xué)科中的應(yīng)用)、層次性(即范例的選排、變式題的探索要有層次性,如由基礎(chǔ)到技巧、由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合等).
在此環(huán)節(jié)中,教師活動體現(xiàn)在:選擇符合上述要求的題目,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)廣闊的探索空間. 學(xué)生活動體現(xiàn)在:自主審題,為實施解法變式、題目變式作好情感準(zhǔn)備.
(2)解法探究
通過對范例實施解法變式,追求一題多解,解法優(yōu)化,培養(yǎng)學(xué)生的靈活性.
案例2:已知a,b為正數(shù),且ab=a+b+3,求ab的取值范圍.
解法1:ab=a+b+3≥2■+3,所以■≥3,ab≥9.
解法2:設(shè)ab=k,則a+b=k-3,a,b是x2-(k-3)x+k=0的兩根,Δ=(k-3)2-4k≥0,k≥9或k≤1. 又a+b>0,所以ab=a+b+3>3,故ab≥9.
解法3:a=■. 因為a>0,所以b-1>0. ab=■=(b-1)+■+5≥9.
案例3:求證:■=tanθ.
證法1:(運(yùn)用二倍角公式統(tǒng)一角度)
左=■=■=右.
證法2:(逆用半角公式統(tǒng)一角度)
左=■=■=右.
證法3:(運(yùn)用萬能公式統(tǒng)一函數(shù)種類)
設(shè)tanθ=t,則左=■=■=t=右.
證法4:tanθ=■,左=■=■=右.
證法5:(可用變更論證法)只要證下式即可.
(1-cos2θ+sin2θ)sin2θ=(1+cos2θ+sin2θ)(1-cos2θ).
證法6:由正切半角公式tanθ=■=■.
在解法變式環(huán)節(jié)中,教師活動體現(xiàn)在:(1)引導(dǎo)占據(jù).當(dāng)學(xué)生探索解法遇到困難時,誘導(dǎo)、點撥;(2)評價鼓勵. 對學(xué)生探索得到的求解思路或方法評價,以增強(qiáng)學(xué)生的探索信心和精神,激發(fā)探索欲. 學(xué)生活動體現(xiàn)在:①自主探索解法,求得問題解決;②求新求異,多角度思考問題,多渠道尋求解決問題的方法;③相互交流,相互啟發(fā),擴(kuò)大探索成果;④自主總結(jié)各種解法的規(guī)律與技巧,形成解題技能.
(3)探索變式
復(fù)習(xí)課所說的“變式”,與新課教學(xué)模式中所談的“變式”相比,更加深、廣,即變式題目新,知識滲透深,方法應(yīng)用廣.
案例4:已知△ABC的一邊的兩個頂點B(0,6)和C(0,-6),另兩邊的斜率之積是-■,求頂點A的軌跡.
一般學(xué)生能比較容易地運(yùn)用求軌跡方程的直接法求得軌跡是橢圓■+■=1(去掉點(0,6),(0,-6)).
①探索規(guī)律,變式推廣,深化認(rèn)知結(jié)構(gòu)
學(xué)生解題后,教師引導(dǎo)學(xué)生對條件和結(jié)論進(jìn)行觀察,得到:
(?。┒ㄖ怠雠c結(jié)論中的36,81存在關(guān)系:■=■ ;
(ⅱ)定點B(0,6)和C(0,-6)是橢圓■+■=1短軸的兩個端點.
由此猜測得到:
變式1:過兩定點(0,b)和(0,-b)的兩相交直線的斜率之積是-■,求交點的軌跡.
易求得結(jié)果為■+■=1(除去(0,b),(0,-b)兩點).
引導(dǎo)學(xué)生將定點改為(a,0),(-a,0),得到:
變式2:過兩定點(a,0)和(-a,0)的兩相交直線的斜率之積是-■,求交點的軌跡.
學(xué)生解答,仍得結(jié)果為■+■=1(除去(a,0),(-a,0)兩點).
由此,教師啟發(fā):兩定點發(fā)生改變,而軌跡不變,給我們什么啟示?引導(dǎo)學(xué)生觀察兩定點的位置關(guān)系——關(guān)于原點對稱,于是產(chǎn)生更大膽的猜測:是否只要關(guān)于原點對稱,所得軌跡就是橢圓呢?于是得到變式3:
變式3:設(shè)B(acosθ,bsinθ),C(-acosθ,-bsinθ),當(dāng)動點P(x,y)與B,C的連線的斜率之積等于-■時,求動點P的軌跡.
引導(dǎo)學(xué)生給出解答,結(jié)果為:動點A的軌跡是橢圓■+■=1(除去B,C,(-acosθ,bsinθ),(acosθ,-bsinθ)四點).
點評:在問題解決的過程中,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、步步深化,善于透過現(xiàn)象看本質(zhì),發(fā)現(xiàn)規(guī)律性,達(dá)到深化學(xué)生認(rèn)識、培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良思維品質(zhì)、發(fā)展學(xué)生能力的目的.
②探索問題的逆命題,完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)
記條件(?。憾cB(acosθ,bsinθ),C(-acosθ,-bsinθ);
記條件(ⅱ):點P與B,C兩點連線的斜率乘積為-■;
記條件(ⅲ):點P是橢圓■+■=1上的點.
則變式3的命題結(jié)構(gòu)為(?。áⅲ扣荩á#?,作逆向變式,引導(dǎo)學(xué)生探究上述命題的逆命題是否成立,則可得到:
變式4:設(shè)B(acosθ,bsinθ),C(-acosθ,-bsinθ)是橢圓■+■=1ZL64ijArhbC3EOxCuv1ezoxtE6NcZ+z+kiH1ZbEB/90=上兩個定點,P是該橢圓上的一個動點,求證:kPB·kPC= -■(定值).
變式5:設(shè)P是橢圓■+■=1上的一個動點,B,C是該橢圓上兩個定點,若kPB·kPC=-■,求證:點B,C關(guān)于橢圓中心(原點)對稱.
點評:引導(dǎo)學(xué)生探索命題的逆命題,可使學(xué)生從正、逆兩個方面完整地認(rèn)識橢圓的性質(zhì),形成完整的知識結(jié)構(gòu). 同時,在探索逆命題的過程中,不斷克服思維的單向性,培養(yǎng)和發(fā)展思維的整體性和雙向性.
③類比推廣,擴(kuò)大成果
在完整地認(rèn)識了橢圓的有關(guān)問題后,教師把握好時機(jī),適時拋出范例2,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探索,將橢圓的有關(guān)性質(zhì)類比到雙曲線,實現(xiàn)知識遷移,要注意運(yùn)用激勵性語言,鼓舞學(xué)生的斗志,使學(xué)生一鼓作氣完成探索.
類比推廣:△ABC一邊的兩個端點B(0,6)和C(0,一6),另兩邊斜率的積是■,求頂點P的軌跡.
易求得P的軌跡是雙曲線■-■=1.
點評:問題推廣,可以擴(kuò)展學(xué)生對問題認(rèn)識的廣度,更為重要的是讓學(xué)生用類比進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn).
在探索變式環(huán)節(jié),教師活動體現(xiàn)在:(?。┱T導(dǎo)啟發(fā),創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生探索,適時引導(dǎo)、點撥,指引學(xué)生探索的方向(如引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行條件變式、結(jié)論變式、等價變式、逆向變式、拓展變式等);(ⅱ)及時評價,鼓勵學(xué)生的探續(xù)探索的勇氣. 學(xué)生活動體現(xiàn)在:通過獨立探索、小組討論、集體交流等方式,全員思維,最大限度地探索題目的各種變式.
④問題解決
對范例變式得到的數(shù)學(xué)問題,難易程度不同,應(yīng)采取靈活多樣的解決策略,如詳解、略解,課下練習(xí)、書面作業(yè),課下思考討論等. 在此環(huán)節(jié)中:教師活動體現(xiàn)在:(?。ψ兪筋}的分類處理,確定哪些題目課上解決,課下思考;(ⅱ)引導(dǎo)點撥,適時啟發(fā). 引導(dǎo)學(xué)生解題的方向,點撥可面向個體,注意因材施教;(ⅲ)適時作鼓勵性評價. 學(xué)生活動體現(xiàn)在:自主探索,按教師要求,探求規(guī)定題目的求解策略;相互探討,對不能自主解決的問題,學(xué)生之間、師生之間相互探討試題規(guī)律,進(jìn)行方法的積累與總結(jié).
⑤總結(jié)升華
師生共同完成總結(jié). 一是對解題方法、規(guī)律的總結(jié)進(jìn)行升華,對課堂上的方法加以梳理、概括,納入知識方法體系;二是對研究問題的方法加以總結(jié),探究學(xué)習(xí)的方式、方法,并逐步使之成為學(xué)生的自覺行為.
變式教學(xué)的實踐說明它的確是一種提高課堂效率的有效途徑,同時更有利于學(xué)生思維的提升和解決問題能力的提高,能關(guān)注學(xué)生個體的發(fā)展,符合新課程的教學(xué)理念. 在新課程背景下,教師需以現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育理論、素質(zhì)教育創(chuàng)新觀、創(chuàng)造性思維教學(xué)理論為指導(dǎo),通過實踐研究,逐步形成行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)風(fēng)格.