張建梅
摘要:本文通過一節(jié)具體的高三復(fù)習(xí)課案例,談?wù)勅绾卧诟呷龜?shù)學(xué)課堂上做到求“真、善”致“美”。要想使教學(xué)課堂呈現(xiàn)“真、善、美”,必須采用“喚醒”藝術(shù),因?yàn)椤皢拘选笔钦n堂教學(xué)的力量,是課堂的靈魂。
關(guān)鍵詞:喚醒;美學(xué);方程思想;數(shù)列通項(xiàng);高三復(fù)習(xí)
中圖分類號(hào):G633.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A???? 文章編號(hào):1992-7711(2019)19-125-2
筆者曾在全區(qū)高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)研討會(huì)上了一堂高三復(fù)習(xí)課的公開課。課題是“運(yùn)用方程思想研究數(shù)列的通項(xiàng)”。本節(jié)課以一道簡單的問題開始,通過自主探究,小組合作等一系列的體驗(yàn),喚醒學(xué)生的內(nèi)在潛力,領(lǐng)悟此種數(shù)學(xué)題型的感性認(rèn)識(shí),最終獲得能力的形成.本節(jié)課獲得大家的一致好評(píng)。
一、教學(xué)實(shí)錄
1.引題探究
等差數(shù)列{an}中,a15=10,a60=40,求該數(shù)列的通項(xiàng)公式。
解析:由于an是關(guān)于n的一次函數(shù),于是,
(15,a15),(60,a60)及(n,an)三點(diǎn)共線,斜率相等。
由a60-a1560-15=an-a15n-15。即40-1060-15=an-10n-15,解得an=23n。
設(shè)計(jì)意圖:這是一道比較簡單的問題,學(xué)生可以從基本量入手,也可以從等差數(shù)列的通項(xiàng)入手,也可以利用等差數(shù)列的性質(zhì)獲得最終結(jié)果。在大家自由討論本題的做法并總結(jié)后,教師PPT展示上述做法,讓學(xué)生思考這種方法是運(yùn)用什么知識(shí)點(diǎn)來求解的,由此讓學(xué)生知曉數(shù)列是特殊的函數(shù),可以利用函數(shù)的性質(zhì)來解決此道題目。
函數(shù)思想和方程思想是中學(xué)階段兩個(gè)重要的數(shù)學(xué)思想,函數(shù)和方程互相作用,互相成就彼此。而數(shù)列是一種特殊的函數(shù),我們能不能從方程角度來研究數(shù)列呢?教師通過邊敘述邊在黑板上畫出下面關(guān)系圖,從而引出這節(jié)課的課題:運(yùn)用方程的思想研究數(shù)列的通項(xiàng)。
2.初步探究
(1)已知等差數(shù)列{an}的公差是正數(shù),并且a3a7=-12,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
(2)設(shè)數(shù)列{an}各項(xiàng)均為正數(shù),首項(xiàng)a1=1,an+(n+1)an+1=na2nan+1(n∈N*),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
(3)已知數(shù)列{an}的前三項(xiàng)分別為a1=5,a2=6,a3=8,且數(shù)列{an}前n項(xiàng)和Sn滿足Sn+m=12(S2n+S2m)-(n-m)2,其中m,n為任意正整數(shù)。求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
三道題設(shè)計(jì)的目的分別是:
(1)讓學(xué)生總結(jié)思路,可以通過基本量獲得方程組(a1+2d)(a1+6d)=-12(a1+3d)+(a1+5d)=-4,解方程組求{an}的通項(xiàng)公式,或者通過等差數(shù)列的性質(zhì)獲得a3、a7是方程x2+4x-12=0的兩個(gè)根,通過解一元二次方程求解{an}的通項(xiàng)公式。
(2)學(xué)生通過變形獲得(n+1)a2n+1+anan+1-na2n=0(n∈N*),觀察該式子,嘗試把該式子看成關(guān)于an+1的一元二次方程,亦可以把該式子變形為(n+1)(an+1an)2+(an+1an)-n=0(n∈N*),把該式子看成關(guān)于an+1an的一元二次方程,通過解方程即可以獲得{an}的通項(xiàng)公式。本題的難點(diǎn)在把條件或理解為一元二次方程或變形為一元二次方程,在方程中,分別視“an+1”和“an+1an”為主變?cè)?,通過解方程即可獲得結(jié)果。一元二次方程式是解開本道題的一把鑰匙。
(3)題與上述兩個(gè)問題不同于“m,n為任意正整數(shù)”,正是這一強(qiáng)大的條件賦予Sn+m=12(S2n+S2m)-(n-m)2無限可能。對(duì)m進(jìn)行賦值,由一個(gè)方程衍生多個(gè)方程,進(jìn)而得解。本題的難點(diǎn)在于為什么要賦值,對(duì)誰賦值,賦什么值。學(xué)生可以通過多次賦值嘗試,獲得經(jīng)驗(yàn),最終達(dá)到解題的方向。
上述三道題是在學(xué)生們自主學(xué)習(xí),相互討論,在老師的點(diǎn)撥提煉下,獲得求數(shù)列通項(xiàng)的一種方法,即用方程的思想求數(shù)列的通項(xiàng)。在方法獲得的過程中,教師并沒有急功近利,也沒有短平快的心態(tài),而是通過提示,思考,再提示,再思考來喚醒學(xué)生對(duì)這一規(guī)律的知覺。
3.合作探究
已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,滿足Sn=2an+(-1)n,(n∈N*)。(2004年全國高考題)
(1)寫出數(shù)列的前三項(xiàng)a1,a2,a3;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
有了前面三道題的初步探究,學(xué)生已經(jīng)基本掌握了用方程思想求數(shù)列通項(xiàng)的一般規(guī)律。雖然有學(xué)生在處理Sn=2an+(-1)n這個(gè)條件中的(-1)n顯得無從下手,或走歧路,但大部分學(xué)生通過對(duì)方程思想的感悟,很快打通了本道題求通項(xiàng)的基本思路和方法,最終獲得正確的結(jié)果。
二、反思
本節(jié)課所選取的題目解決方法和策略有很多,由于課時(shí)的限制,所以沒有一一羅列,只是在如何用方程思想解決數(shù)列通項(xiàng)問題進(jìn)行了歸納和總結(jié):這樣做,一方面讓學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想的強(qiáng)大,另一方面讓學(xué)生能知曉這類題型。本節(jié)課涉及的題目有思維力度大和運(yùn)算繁等特點(diǎn),故基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可以在課前做些預(yù)習(xí),提高課堂效率。如果但總體來講,本節(jié)課是一節(jié)成功的“喚醒”。
三、思考
1.求真
求真必須做到以下幾個(gè)方面:(1)與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系。學(xué)生小學(xué)就學(xué)過方程,初中學(xué)過函數(shù),在高中經(jīng)歷數(shù)學(xué)思想,從小學(xué)到高中這一連續(xù)的過程積累,在高三復(fù)習(xí)階段學(xué)生完全有能力利用數(shù)學(xué)思想解決數(shù)學(xué)問題。高三教師在備課的時(shí)候一定要了解學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)和技能,在此基礎(chǔ)上,把握“最近發(fā)展區(qū)”,加速學(xué)生的發(fā)展。(2)用數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中“四基”做支撐。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中“四基”指“基礎(chǔ)知識(shí),基本技能,基本思想與基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)”。本節(jié)課中方程思想是數(shù)學(xué)基本思想,數(shù)列通項(xiàng)公式是基礎(chǔ)知識(shí),在高三階段,學(xué)生會(huì)經(jīng)常遇到求數(shù)列通項(xiàng)的問題,所以在求數(shù)列通項(xiàng)這一真實(shí)的基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,讓學(xué)生有真體驗(yàn),最終獲得真知識(shí)。(3)重視學(xué)生參與。數(shù)學(xué)探究活動(dòng)是綜合提升數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的載體[1]。在引題探究中,通過學(xué)生動(dòng)手操作,提出“數(shù)列”與“方程”具有怎樣的關(guān)系這一問題,組織學(xué)生“自主、合作、探究”,讓學(xué)生動(dòng)手,思考,再動(dòng)手,再思考最終思維得到提升。蒙臺(tái)梭利說過:“我看過了,我忘記了。我聽過了,我記住了。我做過了,我理解了。”這其實(shí)是學(xué)習(xí)的真實(shí)過程,在高三學(xué)習(xí)時(shí)間緊的情況下,舍得花時(shí)間做尤為重要,只有通過學(xué)生親力親為得到的思考才是真思考,收獲才是真收獲。
2.求善
教學(xué)中的“喚醒”是一門藝術(shù)。如果說“求真”是對(duì)學(xué)生提出的要求,那么“求善”即“喚醒”就是對(duì)教師提出的要求。如何喚醒學(xué)生沉睡的內(nèi)在潛力?(1)合理科學(xué)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)。要真正“喚醒”學(xué)生的內(nèi)在知覺,必須要精心安排教學(xué)步驟,巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,恰當(dāng)使用教學(xué)手段,靈活使用教學(xué)方法等。高三要復(fù)習(xí)的內(nèi)容很多,如何落實(shí)到每一節(jié)課上是非常關(guān)鍵的,所以課堂設(shè)計(jì)要精打細(xì)磨,每節(jié)課都要有明確的教學(xué)目標(biāo),教學(xué)目標(biāo)要符合考綱,要適合學(xué)生。(2)重視積極評(píng)價(jià)?!傲佳砸痪淙瑦赫Z傷人六月寒”,積極的評(píng)價(jià)能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和自信心。在課堂教學(xué)中,挖掘?qū)W生身上的優(yōu)點(diǎn),并給予正確的激勵(lì)、評(píng)價(jià),能喚醒學(xué)生積極認(rèn)識(shí)自我、建立信心、促進(jìn)發(fā)展。法國第斯多惠說過:“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng),而在于激勵(lì)、喚醒和激舞?!狈e極評(píng)價(jià)能夠促進(jìn)師生之間的情感交流,消除學(xué)生在學(xué)習(xí)上的膽怯,重新豎起勇往向前的決心,非智力因素能得到最佳的發(fā)揮。(3)設(shè)置恰當(dāng)而有效的提問?!澳闶窃趺聪氲降??”“關(guān)鍵步驟是什么?”“你說說具體怎么做?”“有沒有其他方法?”教師通過認(rèn)知性提示語,讓學(xué)生思考由表及里,層層深入。除了上述設(shè)置讓學(xué)生主動(dòng)積極去思考的提問外,提問更要有針對(duì)性。在本節(jié)課中,不僅展示學(xué)生正確的做法,也展示學(xué)生的典型錯(cuò)誤,緊緊圍繞學(xué)生的做法展開有針對(duì)性的提問。對(duì)不同的學(xué)生個(gè)體設(shè)置不同的有針對(duì)性的提問,充分暴露學(xué)生思維障礙是提問的要求。問題從學(xué)生中來,回到學(xué)生中去,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤,自己解決自己的錯(cuò)誤。
3.至美
什么是美?美是能讓人身心產(chǎn)生愉悅的一種感覺,是一種無法言喻的一種感覺。教育教學(xué)中的美有很多,數(shù)學(xué)之美更注重理論與方法之美。
數(shù)學(xué)思想,是指現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系反映到人們的意識(shí)之中,經(jīng)過思維活動(dòng)而產(chǎn)生的結(jié)果。方程思想,是從問題的數(shù)量關(guān)系入手,運(yùn)用數(shù)學(xué)語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型(方程、不等式、或方程與不等式的混合組),然后通過解方程(組)或不等式(組)來使問題獲解。笛卡爾的方程思想是:實(shí)際問題→數(shù)學(xué)問題→代數(shù)問題→方程問題。正因?yàn)閿?shù)學(xué)中,充斥著等式和不等式,所以在《數(shù)學(xué)中的美學(xué)方法》這本書中談到:“在數(shù)學(xué)美學(xué)中,數(shù)學(xué)方程式的普適性,使類比方法的功能獲得極大的鞏固與提高,成為數(shù)學(xué)領(lǐng)域中與其他方法并列的一種科學(xué)美學(xué)方法[2]”。
在整個(gè)課堂設(shè)計(jì)中,始終圍繞“方程思想”和“數(shù)列通項(xiàng)”這兩大主題,尋找它們的關(guān)系、創(chuàng)造它們的關(guān)系、追求它們的關(guān)系。“方程思想”和“數(shù)列通項(xiàng)”在這節(jié)課的統(tǒng)一性得到淋漓盡致的體現(xiàn)。統(tǒng)一性是數(shù)學(xué)美的一個(gè)重要標(biāo)志,也是數(shù)學(xué)研究的主要方向。
數(shù)學(xué)的真、善、美往往被淹沒在形式的海洋里,需要大力的挖掘、用心觀察才能發(fā)現(xiàn)、感受和體驗(yàn)[3]。羅素也說過:“數(shù)學(xué),如果能正確地看待它,不但擁有真理,也擁有至高無上的美?!薄罢妗?、“善”、“美”是人類的追求,也是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)追求的最高境界。
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[3]張奠宙,柴俊.欣賞數(shù)學(xué)的真善美[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(上旬),2012(1/2).
(作者單位:南通市通州區(qū)金沙中學(xué),江蘇 南通226300)