摘 要:作為必修內(nèi)容,研究性學習是普通高中新課程的一個亮點. 將研究性學習與數(shù)學學科教學進行有效整合,有利于培養(yǎng)學生具有永不滿足、追求卓越的態(tài)度和學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,從而解決問題的能力. 因此,研究性學習的開展應(yīng)關(guān)注問題性、體驗性、探究性、辨析性.
關(guān)鍵詞:研究性學習;問題;體驗;探究
研究性學習重過程、重發(fā)現(xiàn)、重參與,使學生在自己的不斷探索中去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,形成一種自主的創(chuàng)新能力. 那么,在新課程背景下如何引導學生開展研究性學習是每位數(shù)學教師所要思考的問題,本文結(jié)合自己的教學實踐,談?wù)剮c認識.
研究性學習從提出問題開始,并圍繞發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題來進行的,是學生在活動中掌握數(shù)學、體驗數(shù)學的一種有效方式. 因此,研究性課題的選擇應(yīng)具有問題性.
案例1 正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的奇偶性
在教材中研究了正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的性質(zhì),其中關(guān)于奇偶性的結(jié)論為:正弦函數(shù)是奇函數(shù),余弦函數(shù)是偶函數(shù). 如果對此結(jié)論不引導學生進行探究,學生就達不到運用結(jié)論解決問題的目的. 因此,在教學中,教師可以結(jié)合正弦曲線、余弦曲線以下列問題作為切入點,引導學生進行研究性學習.
問題1 y=sinx的圖象的對稱軸是否存在?如果存在,有多少條?其數(shù)學表達式是什么?y=cosx的圖象的對稱中心是否存在?如果存在,有多少個?其數(shù)學表達式是什么?
問題2 y=sinx的圖象的對稱中心是否存在?如果存在,有多少個?其數(shù)學表達式是什么?y=cosx的圖象的對稱軸是否存在?如果存在,有多少條?其數(shù)學表達式是什么?
問題3 在y=sinx,y=cosx圖象的對稱軸、對稱中心處其函數(shù)值分別有什么特征?
問題4 當θ為何值時,函數(shù)y=sin(2x+θ)為奇函數(shù)?當θ為何值時,函數(shù)y=sin(2x+θ)為偶函數(shù)?
問題5 當θ為何值時,函數(shù)y=Asin(ωx+θ)為奇函數(shù)?當θ為何值時,函數(shù)y=Asin(ωx+θ)為偶函數(shù)?
問題6 當θ為何值時,函數(shù)y=Acos(ωx+θ)為奇函數(shù)?當θ為何值時,函數(shù)y=Acos(ωx+θ)為偶函數(shù)?
通過對以上幾個問題的研究性學習,促使學生在知識和方法間的聯(lián)系中體驗和感悟數(shù)學的內(nèi)涵,探究內(nèi)在規(guī)律,這樣不僅對正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的性質(zhì)有融會貫通的理解,而且能將一般形式的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的性質(zhì)應(yīng)用于解決有關(guān)問題,使數(shù)學思維提高到一個由例及類的層次,形成有效的“思維鏈”,有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力.
當q=1時Sn=na1,此種方法引起了學生的爭論,有人認為不正確,有人認為不完整,很多人知道還要用數(shù)學歸納法加以證明. 這是歸納猜想的方法,是一個很有意義的想法,它是知識間對比聯(lián)想的結(jié)果.
當q=1時,Sn=na1,這種證法得到了大部分學生的好評,既簡單又易懂.
上述方法都比課本介紹的“錯位相減法”簡單和容易理解,但有學生提出了質(zhì)疑:為什么課本要采用“錯位相減法”呢?新一輪的研究再度掀起,“錯位相減法”究竟適合怎樣的數(shù)列求和?在研究中讓學生自己體驗、自己領(lǐng)悟、自己構(gòu)建. 從研究中我們感到學生中潛藏著巨大的能量,只要給學生以時間和空間,他們一定還你一個奇跡.
探究性
中學教材因受眾多因素的限制,對知識的闡述具有一定的局限性,有待于進一步深化和拓展. 教師有意識地精選課本中的一些典型例題,并加以引申拓展,設(shè)計成探究型研究性課題,引導學生開展“研究性學習”,揭示其豐富的內(nèi)涵,不僅有利于學生掌握基礎(chǔ)知識,而且有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力.
案例3 已知a,b是正數(shù),且a≠b,求證:a3+b3>a2b+ab2.
教學中,在引導學生證明了結(jié)論之后,教師可以為學生設(shè)計如下的探究性問題:
探究一 (1)若a,b∈R,且a≠b,試比較a4+b4與a3b+ab3的大小.
探究二 (2)若a,b∈R+,且a≠b,試比較a5+b5與a3b2+a2b3的大小.
探究三 (3)若a,b∈R,且a≠b,試比較a6+b6與a4b2+a2b4的大小.
探究四 (4)請你根據(jù)(1)-(3)的結(jié)果,將相關(guān)結(jié)論推廣到一般情形.
隨著問題(1)(2)(3)的解決,對于問題(4),學生群情激昂,討論熱烈. 根據(jù)討論的結(jié)果,引導學生歸納出如下推廣結(jié)論:
(1)若a,b∈R+,且a≠b,m,n∈N,m
(2)若a,b∈R,且a≠b,m,n∈N,m
(3)若a,b∈R+,且a≠b,m,n∈N,有am+n+bm+n>ambn+anbm.
教材中有許多重要的例題和習題反映相關(guān)數(shù)學理論的本質(zhì)屬性,蘊涵著數(shù)學的重要思想方法,對于這類問題,通過類比、引申、推廣,提出新的問題并加以解決,既能有效鞏固基礎(chǔ)知識,又能培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力,也能更好地發(fā)揮教材的擴張效應(yīng).
學生討論研究后發(fā)現(xiàn),前三種解法中都無法取到等號,只有解法4是正確的,通過幾位學生的不斷講解、不斷完善,大家清楚了這幾個題目存在的問題,然后教師深刻分析了利用基本不等式求最值的注意問題,總結(jié)了求最值的三部曲:“一正、二定、三相等”.