[摘 要] 不等式是研究基本數(shù)量關(guān)系的核心知識(shí),它既是高考的重要考點(diǎn),又是數(shù)學(xué)研究的重要工具. 在“不等式”的教學(xué)中,教師應(yīng)立足基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成、發(fā)展、應(yīng)用等過程,促使學(xué)生全面深刻地理解不等式,提高學(xué)生利用不等式解決實(shí)際問題的能力,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).
[關(guān)鍵詞] 不等式;數(shù)量關(guān)系;數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)
當(dāng)下,高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)不單要關(guān)注知識(shí)的講授,更要關(guān)注數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí). 培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),關(guān)系到學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力的形成,影響著學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)能力的提升. 在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)以教材為基礎(chǔ),充分發(fā)揮學(xué)生的主體價(jià)值,讓學(xué)生在思考、探究、交流、歸納中不斷提升數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng). 筆者以“基本不等式”的教學(xué)為例,談?wù)剬?duì)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí),供參考.
關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)
基礎(chǔ)知識(shí)是一切數(shù)學(xué)活動(dòng)的基石,是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的根基. 因此,在不等式教學(xué)中,教師應(yīng)重視基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成過程,讓學(xué)生通過親身經(jīng)歷全面深刻地理解知識(shí),形成正確認(rèn)識(shí). 在基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)中,教師應(yīng)注意以下兩點(diǎn):一是關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)前后的聯(lián)系,通過遷移達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)、發(fā)展能力的目的;二是重視基礎(chǔ)知識(shí)的本質(zhì)剖析,引導(dǎo)學(xué)生通過參與知識(shí)形成過程,感悟數(shù)學(xué)本質(zhì),提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).
對(duì)于不等式的內(nèi)容,學(xué)生并不陌生,在初中階段就重點(diǎn)講解并練習(xí)過. 在基本不等式教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的不等式相關(guān)內(nèi)容,如不等式的性質(zhì)、解法等. 在具體教學(xué)中,教師可以給出幾道簡(jiǎn)單的練習(xí),讓學(xué)生通過具體練習(xí)重溫不等式運(yùn)算符號(hào)和數(shù)值的變化,感知基本不等關(guān)系,以此通過舊知回顧,為新知學(xué)習(xí)架橋鋪路.
在引入階段中,部分教師喜歡開門見山,直接給出基本不等式,然后通過相應(yīng)練習(xí)鞏固強(qiáng)化,這樣學(xué)生不知道知識(shí)的起源和應(yīng)用指向,勢(shì)必影響學(xué)習(xí)的積極性,不利于學(xué)習(xí)能力的提升. 要知道,數(shù)學(xué)知識(shí)是在生產(chǎn)生活中逐漸抽象而來的,其有豐富的生活背景. 因此,在不等式教學(xué)中,教師有必要結(jié)合教學(xué)實(shí)際引入一些適合的情境,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)、去抽象,提高學(xué)生邏輯推理和數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).
例如,在引入階段,教師以實(shí)踐探究活動(dòng)為背景,創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)情境問題:王大伯為了防止家禽破壞菜地,決定用籬笆圍一個(gè)菜園,如果菜園的面積一定,如何才能節(jié)省材料呢?如果籬笆長度一定,如何讓菜園的面積最大?由此以生活為背景,讓學(xué)生知曉解決以上問題的本質(zhì)就是研究不等式,從而點(diǎn)燃學(xué)生探究不等關(guān)系的熱情.
另外,在定理的推理闡釋階段,教師要以學(xué)生理解為目標(biāo),提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生自主探究,以此通過經(jīng)歷推導(dǎo)過程,提高邏輯推理能力. 當(dāng)然,在探究過程中,教師要充分發(fā)揮組織者和示范者的作用,啟發(fā)學(xué)生從不同角度分析,尋找不同的證明策略,并指導(dǎo)學(xué)生使用規(guī)范的數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表述,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師不能直接將概念、定理、公式等強(qiáng)加給學(xué)生,應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)有效的教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生參與知識(shí)形成過程,夯實(shí)基礎(chǔ),為數(shù)學(xué)核心學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)奠基.
關(guān)注思維發(fā)展
數(shù)學(xué)教學(xué)也是數(shù)學(xué)思維的教學(xué),發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力是數(shù)學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)基本任務(wù). 在不等式教學(xué)中,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的思維活動(dòng),在表達(dá)、推理、抽象等過程中鍛煉學(xué)生的思維,強(qiáng)化學(xué)生的理解,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力.
在基本不等式教學(xué)中,教師除了應(yīng)用作差法、綜合分析法等代數(shù)方法證明基本不等式外,還可以從幾何角度出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生借助直觀圖形來完成解釋,從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本不等式的理解,幫助學(xué)生積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
例如,在得到基本不等式≥(a≥0,b≥0)后,教師設(shè)置了這樣一個(gè)問題:如圖1所示,在Rt△ABC中,AB為圓O的直徑,AD=a,BD=b,CD⊥AB于D,試分析CD與CO的長度關(guān)系.
問題給出后,教師先讓學(xué)生獨(dú)立思考,然后師生互動(dòng)交流. 從交流反饋來看,學(xué)生運(yùn)用射影定理或三角形相似性質(zhì)容易得到結(jié)論CD2=AD·DB,AC2=AD·AB,BC2=BD·BA,然后直觀得到CD≤CO,進(jìn)而得到≥. 這樣將代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為幾何問題,又將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,既讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,又幫助學(xué)生理解基本不等式,有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,提高課堂教學(xué)效率.
在新知學(xué)習(xí)中,雖然通過經(jīng)歷遷移、合作等活動(dòng)為新知學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中依然會(huì)產(chǎn)生一定的思維障礙,如對(duì)“一正、二定、三相等”的理解、不等式轉(zhuǎn)化變形的基礎(chǔ)等. 在教學(xué)中,教師要充分展現(xiàn)學(xué)生的思維過程,挖掘?qū)W生的思維漏缺,通過有效的啟發(fā)和指導(dǎo)幫助學(xué)生突破思維障礙,提高課堂教學(xué)有效性.
重視應(yīng)用推廣
不等式具有廣泛的應(yīng)用性,教學(xué)中應(yīng)重視呈現(xiàn)不等式的應(yīng)用價(jià)值,以此通過問題的解決提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng). 在不等式應(yīng)用教學(xué)中應(yīng)關(guān)注以下兩點(diǎn):一是關(guān)注不等式應(yīng)用條件;二是關(guān)注定理的變形. 這兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)既是教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),又是學(xué)習(xí)易錯(cuò)點(diǎn)和障礙處. 教學(xué)中通過“用”不僅可以突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),還可以消除學(xué)生的誤區(qū),培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力.
例如,在基本不等式應(yīng)用中,教師給出如下問題.
問題1:王大伯為了防止家禽破壞菜地,決定用籬笆圍一個(gè)100 m2的矩形菜園,這個(gè)矩形菜園的長、寬各為多少時(shí),所用的籬笆最少呢?
問題2:王大伯現(xiàn)有36 m的籬笆,他想用這些籬笆圍成一個(gè)矩形菜園來防止家禽破壞菜地,那么這個(gè)矩形菜園的長、寬各為多少時(shí),其面積最大呢?
以上問題與課前引入相呼應(yīng),讓學(xué)生通過具體練習(xí)體會(huì)基本不等式在求解最值問題中的價(jià)值. 當(dāng)然,不等式的應(yīng)用并不局限于此. 從數(shù)的大小關(guān)系來看,對(duì)于基本不等式≥(a≥0,b≥0),變形得a+b≥2(a≥0,b≥0),這樣可以很好地解釋a+b與ab的大小關(guān)系. 另外,基本不等式≥(a≥0,b≥0)還可以反映兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)和幾何平均數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系. 在此基礎(chǔ)上可以繼續(xù)推廣,讓學(xué)生思考:三個(gè)或三個(gè)以上的正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)和幾何平均數(shù)存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?若是兩個(gè)正數(shù)的倒數(shù),又存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?這樣通過適度的拓展延伸,開闊學(xué)生的知識(shí)視野,讓學(xué)生通過問題解決逐漸將知識(shí)內(nèi)化為能力,提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).
開展系統(tǒng)滲透
眾所周知,數(shù)學(xué)是一門邏輯性較強(qiáng)的學(xué)科,知識(shí)間有著緊密的聯(lián)系. 因此,在日常教學(xué)中,教師應(yīng)從聯(lián)系的角度出發(fā),通過舊知回顧和新知拓展將新舊知識(shí)有效地串聯(lián)起來,通過原有認(rèn)知系統(tǒng)的重構(gòu)與完善來提高學(xué)生的數(shù)學(xué)水平. 不等式作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,教學(xué)中要打破章節(jié)的束縛,全面、系統(tǒng)地滲透知識(shí),通過新舊知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和方法的遷移與拓展來提高學(xué)生解決問題的能力.
例如,在基本不等式教學(xué)中,教師給出了這樣一個(gè)問題:求函數(shù)y=x+(a>0)的最值. 對(duì)于該題,大多數(shù)學(xué)生采用函數(shù)單調(diào)性來研究,而教師可以引導(dǎo)學(xué)生從基本不等式的角度來求解:當(dāng)x>0時(shí),x+≥2,當(dāng)且僅當(dāng)x=,即x=時(shí)等號(hào)成立. 當(dāng)x<0時(shí),(-x)+
-
≥2,當(dāng)且僅當(dāng)-x=-,即x=-時(shí)等號(hào)成立. 這樣將不等式與函數(shù)內(nèi)容聯(lián)系在一起,不僅可以快速地解決問題,而且在問題的解決中可以逐漸完善學(xué)生的知識(shí)體系.
當(dāng)然,不等式內(nèi)容在研究直線與圓的最值問題時(shí),在解三角形應(yīng)用題中都有重要應(yīng)用. 在相關(guān)知識(shí)教學(xué)中,教師應(yīng)穿插講解,通過不等式知識(shí)的聯(lián)網(wǎng)教學(xué),幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系.
總之,在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的道路上,教師不要好高騖遠(yuǎn),應(yīng)以教材為基礎(chǔ),利用各個(gè)教學(xué)模塊滲透知識(shí)和思想,使學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)知識(shí)和思想的同時(shí)提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).