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(shí)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(shí),從而真正把對(duì)能力的培養(yǎng)落到實(shí)處.
關(guān)鍵詞:復(fù)習(xí)課;變式教學(xué);實(shí)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(jiān)持和探求的. 如何理解和貫徹這個(gè)原則,筆者認(rèn)為,通過(guò)對(duì)課本內(nèi)容的深挖,對(duì)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(lái),從而在課堂上展示知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,形成完整的認(rèn)知過(guò)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(píng)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(duì)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(shí)事物屬性的過(guò)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(wèn)題情境,誘發(fā)學(xué)生用不同的方法去思考問(wèn)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(shù)立創(chuàng)新意識(shí),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(duì)教學(xué)內(nèi)容通過(guò)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(guò)對(duì)“單維”的多向表述,呈現(xiàn)“兩維”、“三維”或“多維”的問(wèn)題形態(tài). 比如變更概念中的非本質(zhì)特征,變換問(wèn)題中的條件或結(jié)論,轉(zhuǎn)換材料的形式或內(nèi)容,配置實(shí)際應(yīng)用的各種環(huán)境或背景復(fù)雜化,但概念或問(wèn)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(shí)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(wèn)題的編擬手法,對(duì)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(shí)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(dòng)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(shí),從而真正把對(duì)能力的培養(yǎng)落到實(shí)處. 結(jié)合教學(xué)實(shí)際,進(jìn)行課堂問(wèn)題變式應(yīng)該思考以下問(wèn)題:
1. 課堂問(wèn)題變式的數(shù)量的確定
問(wèn)題變式的數(shù)量確定是一個(gè)首要的問(wèn)題,原因大致如下:第一,課堂時(shí)間有限;第二,即使將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)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(gè)特定數(shù)學(xué)內(nèi)容的所有變式. 數(shù)學(xué)教學(xué)是教會(huì)學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)有限變異這樣一個(gè)過(guò)程學(xué)會(huì)面對(duì)未來(lái)變異的本領(lǐng).
2. 課堂問(wèn)題變式的選取和安排
實(shí)際上,這是與問(wèn)題變式的數(shù)量確定緊緊相關(guān)的問(wèn)題,正是因?yàn)閱?wèn)題變式的數(shù)量有限,所以必須選擇好的問(wèn)題,問(wèn)題變式安排應(yīng)該遵循以下基本原則;第一,在問(wèn)題的外貌特征上,后一問(wèn)題應(yīng)與前一問(wèn)題相近;第二,在問(wèn)題的內(nèi)在結(jié)構(gòu)上,后一問(wèn)題應(yīng)與前一問(wèn)題相近;第三,在變異增加的數(shù)量上,每一問(wèn)題應(yīng)該逐漸增加,一次不宜增加過(guò)多;第四,在變異增加的內(nèi)容上,應(yīng)該從簡(jiǎn)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(shí)施
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1. 概念的變式
復(fù)習(xí)課的一個(gè)重要任務(wù),就是與學(xué)生一起回顧本專題的知識(shí)內(nèi)容,使學(xué)生重溫知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,建立知識(shí)結(jié)構(gòu),為創(chuàng)新學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ). 在知識(shí)歸析環(huán)節(jié)中,教師活動(dòng)體現(xiàn)在:(1)設(shè)計(jì)針對(duì)性、啟發(fā)性強(qiáng)的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生回顧舊知識(shí)的興趣;(2)引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)結(jié)構(gòu). 學(xué)生活動(dòng)體現(xiàn)在:主動(dòng)參與、積極回顧、探究所學(xué)知識(shí)的內(nèi)在本質(zhì)聯(lián)系,建立明晰、穩(wěn)固的知識(shí)體系,使所學(xué)知識(shí)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(gè)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(guò)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(kāi)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(lái)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?yàn)锳,區(qū)間I?哿A,對(duì)于區(qū)間內(nèi)的任意兩個(gè)值x1,x2,給出三個(gè)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)值的大小;
(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(guò)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(kāi)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(duì)性(針對(duì)復(fù)習(xí)專題的內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況而選,起點(diǎn)要低,要面向全體學(xué)生)、典型性(為鞏固“三基”而選,對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)、某種方法、某種思想的訓(xùn)練有代表性,能起到以點(diǎn)代面的作用)、靈活性(解法多樣、題型易變、易于實(shí)施變式教學(xué))、綜合性(體現(xiàn)所復(fù)習(xí)專題的知識(shí)、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(jiǎn)單到復(fù)雜、由單一到綜合等).
在此環(huán)節(jié)中,教師活動(dòng)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(dòng)體現(xiàn)在:自主審題,為實(shí)施解法變式、題目變式作好情感準(zhǔn)備.
(2)解法探究
通過(guò)對(duì)范例實(shí)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?yàn)閍>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(wàn)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(dòng)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(shí),誘導(dǎo)、點(diǎn)撥;(2)評(píng)價(jià)鼓勵(lì). 對(duì)學(xué)生探索得到的求解思路或方法評(píng)價(jià),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(dòng)體現(xiàn)在:①自主探索解法,求得問(wèn)題解決;②求新求異,多角度思考問(wèn)題,多渠道尋求解決問(wèn)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(shuō)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(shí)滲透深,方法應(yīng)用廣.
案例4:已知△ABC的一邊的兩個(gè)頂點(diǎn)B(0,6)和C(0,-6),另兩邊的斜率之積是-■,求頂點(diǎn)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(diǎn)(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(duì)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(diǎn)B(0,6)和C(0,-6)是橢圓■+■=1短軸的兩個(gè)端點(diǎn).
由此猜測(cè)得到:
變式1:過(guò)兩定點(diǎn)(0,b)和(0,-b)的兩相交直線的斜率之積是-■,求交點(diǎn)的軌跡.
易求得結(jié)果為■+■=1(除去(0,b),(0,-b)兩點(diǎn)).
引導(dǎo)學(xué)生將定點(diǎn)改為(a,0),(-a,0),得到:
變式2:過(guò)兩定點(diǎn)(a,0)和(-a,0)的兩相交直線的斜率之積是-■,求交點(diǎn)的軌跡.
學(xué)生解答,仍得結(jié)果為■+■=1(除去(a,0),(-a,0)兩點(diǎn)).
由此,教師啟發(fā):兩定點(diǎn)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(diǎn)的位置關(guān)系——關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,于是產(chǎn)生更大膽的猜測(cè):是否只要關(guān)于原點(diǎn)對(duì)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(dòng)點(diǎn)P(x,y)與B,C的連線的斜率之積等于-■時(shí),求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡.
引導(dǎo)學(xué)生給出解答,結(jié)果為:動(dòng)點(diǎn)A的軌跡是橢圓■+■=1(除去B,C,(-acosθ,bsinθ),(acosθ,-bsinθ)四點(diǎn)).
點(diǎn)評(píng):在問(wèn)題解決的過(guò)程中,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、步步深化,善于透過(guò)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(shí)、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(wèn)題的逆命題,完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)
記條件(?。憾c(diǎn)B(acosθ,bsinθ),C(-acosθ,-bsinθ);
記條件(ⅱ):點(diǎn)P與B,C兩點(diǎn)連線的斜率乘積為-■;
記條件(ⅲ):點(diǎn)P是橢圓■+■=1上的點(diǎn).
則變式3的命題結(jié)構(gòu)為(?。áⅲ??圯(ⅲ),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(gè)定點(diǎn),P是該橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求證:kPB·kPC= -■(定值).
變式5:設(shè)P是橢圓■+■=1上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),B,C是該橢圓上兩個(gè)定點(diǎn),若kPB·kPC=-■,求證:點(diǎn)B,C關(guān)于橢圓中心(原點(diǎn))對(duì)稱.
點(diǎn)評(píng):引導(dǎo)學(xué)生探索命題的逆命題,可使學(xué)生從正、逆兩個(gè)方面完整地認(rèn)識(shí)橢圓的性質(zhì),形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu). 同時(shí),在探索逆命題的過(guò)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(shí)了橢圓的有關(guān)問(wèn)題后,教師把握好時(shí)機(jī),適時(shí)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(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移,要注意運(yùn)用激勵(lì)性語(yǔ)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(gè)端點(diǎn)B(0,6)和C(0,一6),另兩邊斜率的積是■,求頂點(diǎn)P的軌跡.
易求得P的軌跡是雙曲線■-■=1.
點(diǎn)評(píng):?jiǎn)栴}推廣,可以擴(kuò)展學(xué)生對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)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(dòng)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(shí)引導(dǎo)、點(diǎn)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(jià)變式、逆向變式、拓展變式等);(ⅱ)及時(shí)評(píng)價(jià),鼓勵(lì)學(xué)生的探續(xù)探索的勇氣. 學(xué)生活動(dòng)體現(xiàn)在:通過(guò)獨(dú)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(wèn)題解決
對(duì)范例變式得到的數(shù)學(xué)問(wèn)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(dòng)體現(xiàn)在:(?。?duì)變式題的分類處理,確定哪些題目課上解決,課下思考;(ⅱ)引導(dǎo)點(diǎn)撥,適時(shí)啟發(fā). 引導(dǎo)學(xué)生解題的方向,點(diǎn)撥可面向個(gè)體,注意因材施教;(ⅲ)適時(shí)作鼓勵(lì)性評(píng)價(jià). 學(xué)生活動(dòng)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(duì)不能自主解決的問(wèn)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(duì)解題方法、規(guī)律的總結(jié)進(jìn)行升華,對(duì)課堂上的方法加以梳理、概括,納入知識(shí)方法體系;二是對(duì)研究問(wèn)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(jué)行為.
變式教學(xué)的實(shí)踐說(shuō)明它的確是一種提高課堂效率的有效途徑,同時(shí)更有利于學(xué)生思維的提升和解決問(wèn)題能力的提高,能關(guān)注學(xué)生個(gè)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(guò)實(shí)踐研究,逐步形成行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)風(fēng)格.