顧敏
在高中的知識體系中,等差數(shù)列是一個重難點,也是在教學的過程中一個經(jīng)常出現(xiàn)的瓶頸。作為教師,不能固守傳統(tǒng)的教學方法,一味地講公式、做習題,而要獨運匠心,創(chuàng)新教學。本文以蘇教版教材為例,從三個方面淺議等差數(shù)列的創(chuàng)新教學實踐。
一、鏈接生活,生動導入
數(shù)學的眾多知識都是來源于生活,生活是生動的,數(shù)學是抽象的,可以說數(shù)學是生活實際的模型化。在實際的教學中,我們可以返璞歸真,將知識還原到生活中,通過知識鏈接生活,生動導入課堂。
必修五第二章開啟了數(shù)列的教學,數(shù)列就開始進入學生的視線。數(shù)列的概念比較簡單,但是變式復雜,有著多種多樣的變式。這時候就需要抓住本源,從根本處理解知識。在引入等差數(shù)列概念時,我選用了一個生活實例。王老板開了一家飯店,隨著事業(yè)的發(fā)展,他面臨一項投資的選擇。方案一:一次性投資5萬元,6年后收益12萬元。方案二:一次性投資7萬元,第二年收益1萬元,以后每年收益比前一年多0.5萬元。比較兩種方案。這一案例提出之后,引起了學生的積極討論,學生身臨其境,仿佛自己就是飯店老板一樣,都興致勃勃地想管理自己的“財富”。第一種方案的收益很明顯,利潤所得即為收益-投資=10-5=7萬元,這就作為一個比較標準,與方案二進行對比,關(guān)鍵要看方案二的收益模型。首先看6年后的收益,每年累計求和為1+1.5+2+2.5+3+3.5= 13.5萬元。那么6年之后所得利潤=13.5-7=6.5萬元,6.5萬元小于方案一中的7萬元。從相同的投資期來比較的話,方案一所得利潤更大。但是如果將方案二的投資期再延長一年,二者所得的利潤就相當了。如果再延長一年,方案二將超過方案一。方案二的增長模型就是一個等差數(shù)列,雖然起點低,增長慢,但是一直有增長,最終會取得一個數(shù)值很大的結(jié)果。
通過這樣一個貼近現(xiàn)實的例子,就生動地引出了等差數(shù)列的概念,并且隱含地帶出了數(shù)列求和的意義與需要。只將數(shù)列變成一列數(shù)字,其概念是晦澀難懂的,各種公式也將變成一種單純的數(shù)字符號,求和、變換等也將變得失去實際的意義。
二、自主歸納,深化意識
數(shù)列中最為重要的可以說就是求和公式了。但是如果公式只是要求學生進行背誦的話,容易造成遺忘,對學生自身的思維能力的提高也沒有積極的影響。因此,作為教師要善于“讓權(quán)”,引導學生自主總結(jié)歸納公式。
等差數(shù)列的公式比較簡單,適合學生自己去探索。在推導等差數(shù)列的前n項和的時候,我引入了一個經(jīng)典的加法給學生啟示思路。題目是“1+2+3+…+98+99=?”這道題目我們在小學就曾經(jīng)破解了。題目的解答是采取巧妙的方式,加法式中共有99項,第一個數(shù)與最后一個數(shù)相加的和是100,第二個數(shù)與倒數(shù)第二個數(shù)相加是100,以此類推。那么整個式子就可以歸結(jié)為49個100相加,再加上一個50,結(jié)果即為4950。那么這種思想就可以延伸到等差數(shù)列求和當中,學生以此為啟發(fā)探究等差數(shù)列的前n項和。我們記數(shù)列前n項和為Sn,首項為a1,公差為d。學生經(jīng)過1到99加和的啟發(fā),將前n項和相加分為了奇數(shù)項數(shù)和偶數(shù)項數(shù)兩種。對于偶數(shù)項數(shù),正好分為 n個首末項相加的和,用符號表示即為Sn= n×(a1+an)= n(a1+a1+ (n-1)d)=na1+ n(n-1)d。對于奇數(shù)項數(shù),則會多出來一項,這項是第
項。此時的求和則是Sn= (n-1)×(a1+an)+a(1+n)/2= (n-1)(a1+a1+ (n-1)d)+a1+ d=na1+ n(n-1)d,這時候?qū)W生就會發(fā)現(xiàn)雖然進行了分類討論,結(jié)果卻能統(tǒng)一,經(jīng)過自身的推導,結(jié)論掌握的程度要超過教師講解。
數(shù)列的求和公式往往是能統(tǒng)一成相同形式的,但是數(shù)列的種類越積越多,僅僅憑借背誦記憶是很容易混淆的。正因為這樣,讓學生自己進行推導,掌握的知識就更加牢固,正所謂“授人以魚不如授人以漁”。
三、多元交流,引導反思
一個“1”再加一個“1”,結(jié)果是“2”;但是一種思想“加”另一種思想,結(jié)果可能就是很多種思想。所以說,學習中的交流是必不可少的,課堂上的交流不僅只是教師與學生之間,更應該普及在學生與學生之間。
以一道例題的討論為例。題干如下:已知等差數(shù)列的前5項和S5=10,前10項和為S10=30,求數(shù)列的前15項和S15。學生大多數(shù)采用的是先求數(shù)列的公差,然后求出首項,進而得出通項公式。有了通項公式,整個數(shù)列就相當于已知了,代入所求的前15項和的要求,問題即可解決。一般到了這里,問題就算結(jié)束了,但是此題還有更巧妙的解法,我沒有點破,只是讓學生各自結(jié)組討論。很快就有小組發(fā)現(xiàn)了,已知與所求的角標有著特殊的聯(lián)系,5,10,15構(gòu)成了一組等差數(shù)列。該小組提出這一發(fā)現(xiàn)后,其他小組有意識地將結(jié)果進行橫向比較,回顧剛才的運算結(jié)果S15=60,大家發(fā)現(xiàn)S5,S10-S5,S15-S10也是呈等差數(shù)列分布的。一石激起千層浪,規(guī)律就這樣被發(fā)現(xiàn)了,進而又有其他小組借助這兩個小組的“科研發(fā)現(xiàn)”,找到了這種理論的依據(jù),即為S5,S10-S5,S15-S10的意義是第一個5項和,第二個五項和,第三個五項和這樣分布的,這樣也構(gòu)成了一個“大”的等差數(shù)列。
如果按照常規(guī)的解法,恐怕整個班級都要用同樣的傳統(tǒng)解法來解數(shù)列求和的題目?!氨娙耸安窕鹧娓摺保ㄟ^學生的多元交流,新的規(guī)律就可以被發(fā)現(xiàn),新的方法就會被傳播,可以引發(fā)學生自我的反思與提高。
總之,數(shù)列教學需要教師化難為易,從生活入手;積極引導學生深入思考,學會自主歸納;支持學生多元交流,鼓勵方法的創(chuàng)新。只要教師勇于開拓反思,就一定能突破“數(shù)列教學”的瓶頸。
(作者單位:江蘇省平潮高級中學)