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立足課本回歸,培養(yǎng)數(shù)學思維

2014-03-26 18:29:06丁明杰
理科考試研究·高中 2014年1期
關(guān)鍵詞:原題章節(jié)本題

丁明杰

新課標明確指出:數(shù)學教育的基本目標之一是提高學生的數(shù)學思維能力.然而,在實際高三一輪復習教學的過程中,回歸課本將原題原做,炒冷飯的現(xiàn)象卻比較常見,加之各種高密度、高強度的解題訓練.使得學生只是機械地模仿解題,反而阻礙了學生思維能力的培養(yǎng),加大了學生的疲勞學習,削弱了學生的學習興趣.事實上,我們只要在課本原題的基礎(chǔ)上進行追加、追問,將思維背景進行拓展,將問題進行再延伸,就能有效培養(yǎng)學生思維的深度和廣度,激活學生的思維,幫助學生構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成知識板塊,促進學生數(shù)學思維能力的提高和發(fā)展.

圖1例如:普通高中課程標準實驗教科書P124頁第10題:如圖1,將矩形紙片的右下角折起,使得該角頂點落在矩形的左邊上,那么折痕長度l取決于角θ的大小.探求l,θ之間的關(guān)系式,并導出用θ表示l的函數(shù)表達式.

解 如圖1,∠ECB=∠ECD=π2-θ,∠DCA=π-(π2-θ)-(π2-θ)=2θ.

因為0<2θ<π2,且0<θ<π2,所以π4 <θ<π2.

Rt△CBE中,BC=CD=lsinθ,Rt△DAC中,AC=DCcos2θ=lsinθcos2θ.因為AB=CA+CB=6,所以lsinθcos2θ+lsinθ=6.l=6sinθ(1+cos2θ)=3sinθcos2θ=3sinθ(1-sin2θ)(π4<θ<π2).

本題放在三角函數(shù)習題部分,基于高一,就當時的目的而言:(1)讓學生學會選用角作為變量建立函數(shù).(2)讓學生熟練掌握三角公式,進行化簡.而對于高三經(jīng)過一輪復習的學生而言,本題就不應到建立函數(shù),化簡三角函數(shù)為止了,也不應再局限在三角函數(shù)章節(jié)了.我們可以進一步追問所建函數(shù)的性質(zhì)等.如本題就可進一步追問:當θ為何值時,l的值最小,最小值為多少?

解 令u=sinθ(1-sin2θ),t=sinθ,則t∈(0,22).

因為u=t(1-t2),t∈(0,22),所以u∈[239,24).

因為l=1uu∈[239,24],所以l∈(22,332].

當sinθ=33時,l的值最小,最小值為332.

這樣通過追加追問折痕的最值問題,在三角函數(shù)部分就解決不了了,自然引發(fā)了學生的思維過渡、換元轉(zhuǎn)化為三次函數(shù)的思想方法,進而促使學生聯(lián)系求導步驟、反比例函數(shù)的圖象等基本方法、基本技能去求解最值問題.將知識貫穿聯(lián)通,提高效率事半功倍.如此,回歸課本決不是原題原做,炒冷飯,而是讓學生活用思想方法,轉(zhuǎn)化問題,解決問題.構(gòu)建各知識之間的聯(lián)系,融會貫通.當然,為了求得最小值,我們也不應該將本題再局限在三角函數(shù)部分了,還可以讓學生將思維背景進行拓展.例如本題就還可以從解析幾何為思維背景出發(fā).

圖2解 如圖,以AB所在直線為x軸,以AD所在直線為y軸建立直角坐標系,設(shè)C(a,0)(00),E(6,m)(m>0),所以CE:y=m6-a(x-a).

又B,D關(guān)于直線CE對稱

m6-a·-b6=-1,

b2=m6-a(3-a)

m2=3(6-a)23-a.

l2=(6-a)2+m2=(6-a)2+3(6-a)23-a.

令t=3-a,t∈(-3,0),l2=(t-3)2+3(t-3)2t=t2+9t+27t+27, t∈(-3,0).

這樣,通過思維背景的拓展,催生了學生的靈活思維,開拓了學生的思維角度.使學生自然地將各章節(jié)融會貫通,形成完整的知識體系.當然,將思維背景拓展到解析幾何,我們就又可以進一步延伸到圓錐曲線.

圖3解 如圖3,以直線AB為y軸,以AB的中垂線為x軸,建立直角坐標系,過D作DM∥AB交CE于點M,連結(jié)BE,由題意可得DM=MB,DM⊥AD,由拋物線的定義可知:M點的軌跡是以AD為準線,B為焦點的拋物線弧.折痕與拋物線相切.M點的軌跡方程為x2=-12y,l是以M(m,n)為切點的拋物線y=-112x2的切線,切線的斜率為k=-16m,所以CE:y-n=-a6(x-m).令y=-3,得x=m+6(n+3)m,所以E(m+6(n+3)m,-3).令x=0,得y=16m2+n,C(0,16m2+n).l2=CE2=[m+6(n+3)m]2+(16m2+n+3)2.又有m2=-12n,l2=36-3(n+3)2m+(m-3)2=n2+9n+27n+27, n∈(-3,0).

上述例題是在高三學生回歸課本時的處理,這個階段恰是高三一輪復習剛結(jié)束,學生對各知識段已經(jīng)基本掌握,但是還沒有形成完整的知識體系,各知識之間、各章節(jié)之間的關(guān)系還沒有得到很好的聯(lián)系和融合.此時的學生迫切需要將高中知識融為一體,構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成完整的知識體系.此時,將課本原題進行追問、拓展、延伸,恰到好處地成為載體,有效地達成培養(yǎng)數(shù)學思維的目標.

心理學研究表明:數(shù)學教學要適應學生的認知發(fā)展水平, 數(shù)學素質(zhì)與人的心理發(fā)展水平密切相關(guān),這些素質(zhì)是在長期的數(shù)學學習過程中潛移默化地養(yǎng)成的.因此在新授課時未能和不宜追問、拓展、延伸的問題,在一輪復習之后,及時對課本回歸,對課本的題目進行追問、拓展、延伸是必要的,也是符合心理認知發(fā)展規(guī)律的.

數(shù)學問題的解題策略是指探求數(shù)學問題的答案時所采取的途徑和方法.上述例題中利用設(shè)角減少未知量的個數(shù),利用函數(shù)求最值,建立直角坐標系解圖形問題,折疊聯(lián)系到解析幾何中的對稱問題,再由折痕聯(lián)系到拋物線的軌跡等等,這些想法、思路、途徑和方法都在不斷地培養(yǎng)學生的解題方法、解題策略和數(shù)學思維.因此,高三一輪復習后的回歸課本,將課本原題進行追問、拓展、延伸也正是培養(yǎng)解題策略和數(shù)學思維的具體實戰(zhàn).

將上述課本原題進行的追問、拓展、延伸后,囊括了高中數(shù)學的函數(shù)、三角、解幾、導數(shù)等重要知識板塊.在解決問題的過程中,學生所涉及到的不再是單一的、標準的、模式化了的問題,那么,就需要另辟蹊徑,創(chuàng)造性的思維,就需要思考解決問題的新方法和新策略.而方法和策略的獲得及證明正確的過程,恰恰又被認為是創(chuàng)造的過程或培養(yǎng)思維能力的過程.

因此,在高三一輪復習中,應該將課本原題進行追問、拓展、延伸到底,立足課本回歸,著力培養(yǎng)數(shù)學思維,凸顯高效課堂.

新課標明確指出:數(shù)學教育的基本目標之一是提高學生的數(shù)學思維能力.然而,在實際高三一輪復習教學的過程中,回歸課本將原題原做,炒冷飯的現(xiàn)象卻比較常見,加之各種高密度、高強度的解題訓練.使得學生只是機械地模仿解題,反而阻礙了學生思維能力的培養(yǎng),加大了學生的疲勞學習,削弱了學生的學習興趣.事實上,我們只要在課本原題的基礎(chǔ)上進行追加、追問,將思維背景進行拓展,將問題進行再延伸,就能有效培養(yǎng)學生思維的深度和廣度,激活學生的思維,幫助學生構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成知識板塊,促進學生數(shù)學思維能力的提高和發(fā)展.

圖1例如:普通高中課程標準實驗教科書P124頁第10題:如圖1,將矩形紙片的右下角折起,使得該角頂點落在矩形的左邊上,那么折痕長度l取決于角θ的大小.探求l,θ之間的關(guān)系式,并導出用θ表示l的函數(shù)表達式.

解 如圖1,∠ECB=∠ECD=π2-θ,∠DCA=π-(π2-θ)-(π2-θ)=2θ.

因為0<2θ<π2,且0<θ<π2,所以π4 <θ<π2.

Rt△CBE中,BC=CD=lsinθ,Rt△DAC中,AC=DCcos2θ=lsinθcos2θ.因為AB=CA+CB=6,所以lsinθcos2θ+lsinθ=6.l=6sinθ(1+cos2θ)=3sinθcos2θ=3sinθ(1-sin2θ)(π4<θ<π2).

本題放在三角函數(shù)習題部分,基于高一,就當時的目的而言:(1)讓學生學會選用角作為變量建立函數(shù).(2)讓學生熟練掌握三角公式,進行化簡.而對于高三經(jīng)過一輪復習的學生而言,本題就不應到建立函數(shù),化簡三角函數(shù)為止了,也不應再局限在三角函數(shù)章節(jié)了.我們可以進一步追問所建函數(shù)的性質(zhì)等.如本題就可進一步追問:當θ為何值時,l的值最小,最小值為多少?

解 令u=sinθ(1-sin2θ),t=sinθ,則t∈(0,22).

因為u=t(1-t2),t∈(0,22),所以u∈[239,24).

因為l=1uu∈[239,24],所以l∈(22,332].

當sinθ=33時,l的值最小,最小值為332.

這樣通過追加追問折痕的最值問題,在三角函數(shù)部分就解決不了了,自然引發(fā)了學生的思維過渡、換元轉(zhuǎn)化為三次函數(shù)的思想方法,進而促使學生聯(lián)系求導步驟、反比例函數(shù)的圖象等基本方法、基本技能去求解最值問題.將知識貫穿聯(lián)通,提高效率事半功倍.如此,回歸課本決不是原題原做,炒冷飯,而是讓學生活用思想方法,轉(zhuǎn)化問題,解決問題.構(gòu)建各知識之間的聯(lián)系,融會貫通.當然,為了求得最小值,我們也不應該將本題再局限在三角函數(shù)部分了,還可以讓學生將思維背景進行拓展.例如本題就還可以從解析幾何為思維背景出發(fā).

圖2解 如圖,以AB所在直線為x軸,以AD所在直線為y軸建立直角坐標系,設(shè)C(a,0)(00),E(6,m)(m>0),所以CE:y=m6-a(x-a).

又B,D關(guān)于直線CE對稱

m6-a·-b6=-1,

b2=m6-a(3-a)

m2=3(6-a)23-a.

l2=(6-a)2+m2=(6-a)2+3(6-a)23-a.

令t=3-a,t∈(-3,0),l2=(t-3)2+3(t-3)2t=t2+9t+27t+27, t∈(-3,0).

這樣,通過思維背景的拓展,催生了學生的靈活思維,開拓了學生的思維角度.使學生自然地將各章節(jié)融會貫通,形成完整的知識體系.當然,將思維背景拓展到解析幾何,我們就又可以進一步延伸到圓錐曲線.

圖3解 如圖3,以直線AB為y軸,以AB的中垂線為x軸,建立直角坐標系,過D作DM∥AB交CE于點M,連結(jié)BE,由題意可得DM=MB,DM⊥AD,由拋物線的定義可知:M點的軌跡是以AD為準線,B為焦點的拋物線弧.折痕與拋物線相切.M點的軌跡方程為x2=-12y,l是以M(m,n)為切點的拋物線y=-112x2的切線,切線的斜率為k=-16m,所以CE:y-n=-a6(x-m).令y=-3,得x=m+6(n+3)m,所以E(m+6(n+3)m,-3).令x=0,得y=16m2+n,C(0,16m2+n).l2=CE2=[m+6(n+3)m]2+(16m2+n+3)2.又有m2=-12n,l2=36-3(n+3)2m+(m-3)2=n2+9n+27n+27, n∈(-3,0).

上述例題是在高三學生回歸課本時的處理,這個階段恰是高三一輪復習剛結(jié)束,學生對各知識段已經(jīng)基本掌握,但是還沒有形成完整的知識體系,各知識之間、各章節(jié)之間的關(guān)系還沒有得到很好的聯(lián)系和融合.此時的學生迫切需要將高中知識融為一體,構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成完整的知識體系.此時,將課本原題進行追問、拓展、延伸,恰到好處地成為載體,有效地達成培養(yǎng)數(shù)學思維的目標.

心理學研究表明:數(shù)學教學要適應學生的認知發(fā)展水平, 數(shù)學素質(zhì)與人的心理發(fā)展水平密切相關(guān),這些素質(zhì)是在長期的數(shù)學學習過程中潛移默化地養(yǎng)成的.因此在新授課時未能和不宜追問、拓展、延伸的問題,在一輪復習之后,及時對課本回歸,對課本的題目進行追問、拓展、延伸是必要的,也是符合心理認知發(fā)展規(guī)律的.

數(shù)學問題的解題策略是指探求數(shù)學問題的答案時所采取的途徑和方法.上述例題中利用設(shè)角減少未知量的個數(shù),利用函數(shù)求最值,建立直角坐標系解圖形問題,折疊聯(lián)系到解析幾何中的對稱問題,再由折痕聯(lián)系到拋物線的軌跡等等,這些想法、思路、途徑和方法都在不斷地培養(yǎng)學生的解題方法、解題策略和數(shù)學思維.因此,高三一輪復習后的回歸課本,將課本原題進行追問、拓展、延伸也正是培養(yǎng)解題策略和數(shù)學思維的具體實戰(zhàn).

將上述課本原題進行的追問、拓展、延伸后,囊括了高中數(shù)學的函數(shù)、三角、解幾、導數(shù)等重要知識板塊.在解決問題的過程中,學生所涉及到的不再是單一的、標準的、模式化了的問題,那么,就需要另辟蹊徑,創(chuàng)造性的思維,就需要思考解決問題的新方法和新策略.而方法和策略的獲得及證明正確的過程,恰恰又被認為是創(chuàng)造的過程或培養(yǎng)思維能力的過程.

因此,在高三一輪復習中,應該將課本原題進行追問、拓展、延伸到底,立足課本回歸,著力培養(yǎng)數(shù)學思維,凸顯高效課堂.

新課標明確指出:數(shù)學教育的基本目標之一是提高學生的數(shù)學思維能力.然而,在實際高三一輪復習教學的過程中,回歸課本將原題原做,炒冷飯的現(xiàn)象卻比較常見,加之各種高密度、高強度的解題訓練.使得學生只是機械地模仿解題,反而阻礙了學生思維能力的培養(yǎng),加大了學生的疲勞學習,削弱了學生的學習興趣.事實上,我們只要在課本原題的基礎(chǔ)上進行追加、追問,將思維背景進行拓展,將問題進行再延伸,就能有效培養(yǎng)學生思維的深度和廣度,激活學生的思維,幫助學生構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成知識板塊,促進學生數(shù)學思維能力的提高和發(fā)展.

圖1例如:普通高中課程標準實驗教科書P124頁第10題:如圖1,將矩形紙片的右下角折起,使得該角頂點落在矩形的左邊上,那么折痕長度l取決于角θ的大小.探求l,θ之間的關(guān)系式,并導出用θ表示l的函數(shù)表達式.

解 如圖1,∠ECB=∠ECD=π2-θ,∠DCA=π-(π2-θ)-(π2-θ)=2θ.

因為0<2θ<π2,且0<θ<π2,所以π4 <θ<π2.

Rt△CBE中,BC=CD=lsinθ,Rt△DAC中,AC=DCcos2θ=lsinθcos2θ.因為AB=CA+CB=6,所以lsinθcos2θ+lsinθ=6.l=6sinθ(1+cos2θ)=3sinθcos2θ=3sinθ(1-sin2θ)(π4<θ<π2).

本題放在三角函數(shù)習題部分,基于高一,就當時的目的而言:(1)讓學生學會選用角作為變量建立函數(shù).(2)讓學生熟練掌握三角公式,進行化簡.而對于高三經(jīng)過一輪復習的學生而言,本題就不應到建立函數(shù),化簡三角函數(shù)為止了,也不應再局限在三角函數(shù)章節(jié)了.我們可以進一步追問所建函數(shù)的性質(zhì)等.如本題就可進一步追問:當θ為何值時,l的值最小,最小值為多少?

解 令u=sinθ(1-sin2θ),t=sinθ,則t∈(0,22).

因為u=t(1-t2),t∈(0,22),所以u∈[239,24).

因為l=1uu∈[239,24],所以l∈(22,332].

當sinθ=33時,l的值最小,最小值為332.

這樣通過追加追問折痕的最值問題,在三角函數(shù)部分就解決不了了,自然引發(fā)了學生的思維過渡、換元轉(zhuǎn)化為三次函數(shù)的思想方法,進而促使學生聯(lián)系求導步驟、反比例函數(shù)的圖象等基本方法、基本技能去求解最值問題.將知識貫穿聯(lián)通,提高效率事半功倍.如此,回歸課本決不是原題原做,炒冷飯,而是讓學生活用思想方法,轉(zhuǎn)化問題,解決問題.構(gòu)建各知識之間的聯(lián)系,融會貫通.當然,為了求得最小值,我們也不應該將本題再局限在三角函數(shù)部分了,還可以讓學生將思維背景進行拓展.例如本題就還可以從解析幾何為思維背景出發(fā).

圖2解 如圖,以AB所在直線為x軸,以AD所在直線為y軸建立直角坐標系,設(shè)C(a,0)(00),E(6,m)(m>0),所以CE:y=m6-a(x-a).

又B,D關(guān)于直線CE對稱

m6-a·-b6=-1,

b2=m6-a(3-a)

m2=3(6-a)23-a.

l2=(6-a)2+m2=(6-a)2+3(6-a)23-a.

令t=3-a,t∈(-3,0),l2=(t-3)2+3(t-3)2t=t2+9t+27t+27, t∈(-3,0).

這樣,通過思維背景的拓展,催生了學生的靈活思維,開拓了學生的思維角度.使學生自然地將各章節(jié)融會貫通,形成完整的知識體系.當然,將思維背景拓展到解析幾何,我們就又可以進一步延伸到圓錐曲線.

圖3解 如圖3,以直線AB為y軸,以AB的中垂線為x軸,建立直角坐標系,過D作DM∥AB交CE于點M,連結(jié)BE,由題意可得DM=MB,DM⊥AD,由拋物線的定義可知:M點的軌跡是以AD為準線,B為焦點的拋物線弧.折痕與拋物線相切.M點的軌跡方程為x2=-12y,l是以M(m,n)為切點的拋物線y=-112x2的切線,切線的斜率為k=-16m,所以CE:y-n=-a6(x-m).令y=-3,得x=m+6(n+3)m,所以E(m+6(n+3)m,-3).令x=0,得y=16m2+n,C(0,16m2+n).l2=CE2=[m+6(n+3)m]2+(16m2+n+3)2.又有m2=-12n,l2=36-3(n+3)2m+(m-3)2=n2+9n+27n+27, n∈(-3,0).

上述例題是在高三學生回歸課本時的處理,這個階段恰是高三一輪復習剛結(jié)束,學生對各知識段已經(jīng)基本掌握,但是還沒有形成完整的知識體系,各知識之間、各章節(jié)之間的關(guān)系還沒有得到很好的聯(lián)系和融合.此時的學生迫切需要將高中知識融為一體,構(gòu)建各章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成完整的知識體系.此時,將課本原題進行追問、拓展、延伸,恰到好處地成為載體,有效地達成培養(yǎng)數(shù)學思維的目標.

心理學研究表明:數(shù)學教學要適應學生的認知發(fā)展水平, 數(shù)學素質(zhì)與人的心理發(fā)展水平密切相關(guān),這些素質(zhì)是在長期的數(shù)學學習過程中潛移默化地養(yǎng)成的.因此在新授課時未能和不宜追問、拓展、延伸的問題,在一輪復習之后,及時對課本回歸,對課本的題目進行追問、拓展、延伸是必要的,也是符合心理認知發(fā)展規(guī)律的.

數(shù)學問題的解題策略是指探求數(shù)學問題的答案時所采取的途徑和方法.上述例題中利用設(shè)角減少未知量的個數(shù),利用函數(shù)求最值,建立直角坐標系解圖形問題,折疊聯(lián)系到解析幾何中的對稱問題,再由折痕聯(lián)系到拋物線的軌跡等等,這些想法、思路、途徑和方法都在不斷地培養(yǎng)學生的解題方法、解題策略和數(shù)學思維.因此,高三一輪復習后的回歸課本,將課本原題進行追問、拓展、延伸也正是培養(yǎng)解題策略和數(shù)學思維的具體實戰(zhàn).

將上述課本原題進行的追問、拓展、延伸后,囊括了高中數(shù)學的函數(shù)、三角、解幾、導數(shù)等重要知識板塊.在解決問題的過程中,學生所涉及到的不再是單一的、標準的、模式化了的問題,那么,就需要另辟蹊徑,創(chuàng)造性的思維,就需要思考解決問題的新方法和新策略.而方法和策略的獲得及證明正確的過程,恰恰又被認為是創(chuàng)造的過程或培養(yǎng)思維能力的過程.

因此,在高三一輪復習中,應該將課本原題進行追問、拓展、延伸到底,立足課本回歸,著力培養(yǎng)數(shù)學思維,凸顯高效課堂.

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