李樹臣 張開民
【摘 要】 數(shù)學(xué)能力是數(shù)學(xué)素養(yǎng)的核心構(gòu)成要素,加強(qiáng)數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)至關(guān)重要.估算能力是數(shù)學(xué)能力不可或缺的重要組成成分.數(shù)學(xué)估算能力是在數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程中形成、發(fā)展和提高的,離開“過(guò)程”無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的估算能力,這些過(guò)程主要指掌握知識(shí)的過(guò)程、形成能力的過(guò)程和問(wèn)題解決的過(guò)程.
【關(guān)鍵詞】 估算能力;數(shù)學(xué)概念;方程解法;問(wèn)題解決
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)(2011年版)》)指出“數(shù)學(xué)素養(yǎng)是現(xiàn)代社會(huì)每一個(gè)公民應(yīng)該具備的基本素養(yǎng)”[1].數(shù)學(xué)教學(xué)必須立足和落腳于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力是提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要舉措.
估算的意思是大致推算,近義詞是預(yù)算、估計(jì)等,估算是一種能力,是計(jì)算能力的重要組成部分.《課標(biāo)(2011年版)》)非常重視對(duì)學(xué)生“估算”能力的培養(yǎng),共提及“估算”13次,“估計(jì)”61次.估算意識(shí)的形成、估算能力的培養(yǎng)和發(fā)展都離不開“過(guò)程”,這里的過(guò)程可概括為下面三個(gè).1 掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程
《課標(biāo)(2011年版)》界定的“課程內(nèi)容”,主要包括數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)命題和數(shù)學(xué)論證,我們不妨把這些內(nèi)容統(tǒng)稱為“數(shù)學(xué)知識(shí)”,教材對(duì)這些知識(shí)的設(shè)計(jì)展現(xiàn)了“知識(shí)背景—知識(shí)形成—揭示聯(lián)系”[1]的過(guò)程,教學(xué)中也要努力體現(xiàn)這個(gè)過(guò)程,這樣有助于學(xué)生理解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程,揭示出知識(shí)之間的相互聯(lián)系,從而把握數(shù)學(xué)的本質(zhì)[2].
數(shù)學(xué)概念是揭示現(xiàn)實(shí)世界空間形式與數(shù)量關(guān)系本質(zhì)屬性的思維形式[3].數(shù)學(xué)概念是重要的基礎(chǔ)知識(shí),是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,學(xué)生對(duì)概念的掌握情況直接影響著學(xué)習(xí)的效果.
初中數(shù)學(xué)教材中的很多概念都有其產(chǎn)生的過(guò)程,教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境,以此引導(dǎo)學(xué)生在探索活動(dòng)的過(guò)程中學(xué)習(xí)概念,學(xué)生在經(jīng)歷這些過(guò)程當(dāng)中,有時(shí)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹肮浪恪?,從這個(gè)意義上講,“估算”有助于數(shù)學(xué)概念的建立.
案例1 無(wú)理數(shù)概念的建立過(guò)程.
無(wú)理數(shù)的引進(jìn)是學(xué)習(xí)實(shí)數(shù)的關(guān)鍵,學(xué)生往往有這樣的疑問(wèn):既然“無(wú)理”,為什么還叫“數(shù)”呢?為了讓學(xué)生接受這個(gè)數(shù),首先應(yīng)設(shè)法讓學(xué)生感到這個(gè)數(shù)是客觀存在的,同時(shí)意識(shí)到它是無(wú)限的.根據(jù)《課標(biāo)(2011年版)》提出的數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)“激發(fā)學(xué)生興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,引發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考”[1]的理念,筆者設(shè)計(jì)了下面的這個(gè)“故事”情節(jié).
巴霍姆想到大草原上買一塊地,他問(wèn)賣地人價(jià)錢如何,聰明的賣地人說(shuō):
每天1000盧比,就是你給我1000盧比,太陽(yáng)初升時(shí)你可以出發(fā),到日落時(shí)走過(guò)的路所圍成的土地就歸你.賣地人還提醒說(shuō),如果在日落之前返回不到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn),你就一點(diǎn)地也買不了,這1000盧比就算白花了.
巴霍姆認(rèn)為這樣很合算,就付給了賣地人1000盧比.第二天早早地來(lái)到了草原,等太陽(yáng)一出來(lái),他就瘋狂的奔跑.他先向正南筆直跑了10千米,然后拐彎向東又跑了13千米,再拐彎向正北跑了2千米.突然,他發(fā)現(xiàn)時(shí)間不早了,戀戀不舍的直奔早上的出發(fā)點(diǎn)跑去,用盡力氣拼命的跑,總算在太陽(yáng)完全落山之前趕到了出發(fā)點(diǎn),只見他向前一撲,口吐鮮血.堅(jiān)守信譽(yù)的賣地人把地留給了巴霍姆的后人.
【數(shù)學(xué)思考】根據(jù)故事提供的信息,思考并解答下面兩個(gè)問(wèn)題:
(1)畫出巴霍姆跑過(guò)的路線圖,你認(rèn)為這是一個(gè)什么圖形?
(2)求出巴霍姆所跑的路程(保留根號(hào)),相互交流自己的思考方法.
設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生對(duì)課堂是否有“興趣”直接影響著課堂教學(xué)的效果,教師在備課中一定要認(rèn)真研讀課程內(nèi)容,精心設(shè)計(jì)能使學(xué)生感興趣的問(wèn)題系列.讓學(xué)生感興趣的方法很多,如“講故事”“做游戲”就是常用的方法之一,目的是讓學(xué)生在聽故事、做游戲的同時(shí),產(chǎn)生自覺探究數(shù)學(xué)知識(shí)的“欲望”.為激發(fā)學(xué)生投入到積極學(xué)習(xí)無(wú)理數(shù)的過(guò)程中,我們?cè)O(shè)計(jì)了這個(gè)令人惋惜的故事.
在學(xué)生聽完故事后,設(shè)計(jì)了兩個(gè)問(wèn)題,幾乎所有學(xué)生通過(guò)分析、思考都能給出問(wèn)題(1)的解答,畫出圖1所示(巴霍姆跑過(guò))的路線圖,也知道這是個(gè)梯形.
對(duì)于第(2)個(gè)問(wèn)題,大部分學(xué)生也能給出下面的解答:
如圖2,在Rt△ACB中,AB=BC2+AC2=132+(10-2)2=233,從而求出這一天巴霍姆所跑的路程為25+AB=(25+233)千米.
【探究發(fā)現(xiàn)】
233是個(gè)特殊的數(shù),為了“搞清楚”這個(gè)數(shù),請(qǐng)同學(xué)們探究下面問(wèn)題:
(1)233可能是整數(shù)嗎?如果不是整數(shù),你能估計(jì)233在哪兩個(gè)連續(xù)自然數(shù)之間嗎?
(2)233可能是整數(shù)15,16之間的某一個(gè)分?jǐn)?shù)嗎?相互討論.
(3)233可能是有限小數(shù)嗎?可能是循環(huán)小數(shù)嗎?
(4)由此你判斷233是一個(gè)怎樣的數(shù)呢?
設(shè)計(jì)意圖 本案例起始于一個(gè)故事,在學(xué)生聽完故事后,給出了“數(shù)學(xué)思考”與“探究發(fā)現(xiàn)”兩個(gè)環(huán)節(jié),第一個(gè)環(huán)節(jié)的目的是讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算巴霍姆所跑的路程得到一個(gè)新數(shù)(直角三角形的斜邊長(zhǎng))233(體現(xiàn)出擴(kuò)充數(shù)系的合理性),這是學(xué)生探究第二個(gè)環(huán)節(jié)中問(wèn)題的基礎(chǔ).
對(duì)問(wèn)題(1)大部分學(xué)生都能根據(jù)225<233<256,估計(jì)出233是在15和16之間的一個(gè)數(shù).對(duì)于問(wèn)題(2),學(xué)生通過(guò)舉例、討論都能得到233不是15和16之間的一個(gè)分?jǐn)?shù)的結(jié)論.這時(shí)學(xué)生已經(jīng)意識(shí)到233不是有理數(shù).
學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題(3)的探究,發(fā)現(xiàn)233是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數(shù).給出問(wèn)題(4)的答案:這是一個(gè)與有理數(shù)不同的新數(shù)(體現(xiàn)出建立無(wú)理數(shù)概念的必要性).
教學(xué)時(shí),教師及時(shí)指出:為了數(shù)學(xué)自身的發(fā)展,必須引進(jìn)一個(gè)新的概念.
按照這樣的設(shè)計(jì),引進(jìn)無(wú)理數(shù)概念,學(xué)生經(jīng)歷了“聽故事→思考問(wèn)題→感受新數(shù)(反映了擴(kuò)充數(shù)系的必要性)→探究新數(shù)特點(diǎn)(體現(xiàn)出擴(kuò)充數(shù)系的合理性)→給出定義”的過(guò)程.
這種把知識(shí)學(xué)習(xí)寓于故事之中的教學(xué),能激發(fā)學(xué)生積極的進(jìn)行觀察、猜測(cè)、計(jì)算、推理、驗(yàn)證等活動(dòng),在這些活動(dòng)的過(guò)程中學(xué)習(xí)了無(wú)理數(shù)概念,培養(yǎng)和提高了學(xué)生的估算能力,落實(shí)了《課標(biāo)(2011年版)》提出的“能用有理數(shù)估計(jì)一個(gè)無(wú)理數(shù)大致范圍”的目標(biāo),同時(shí)培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的數(shù)感、符號(hào)意識(shí)、運(yùn)算能力、推理能力等數(shù)學(xué)素養(yǎng).
這種設(shè)計(jì)能體現(xiàn)出《課標(biāo)(2011年版)》倡導(dǎo)的“面向全體學(xué)生”的理念,尊重了學(xué)生的個(gè)體差異,對(duì)于第一個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題,學(xué)生都能解答.第二個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題是為“學(xué)有余力”的學(xué)生設(shè)計(jì)的.這種設(shè)計(jì)體現(xiàn)了《課標(biāo)(2011年版)》提出的“人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育,不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展”的課程基本理念.
教師應(yīng)當(dāng)精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生圍繞“問(wèn)題”積極開展實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、探究、交流、發(fā)現(xiàn)等數(shù)學(xué)活動(dòng),在活動(dòng)的過(guò)程中,學(xué)生不僅能掌握知識(shí),形成能力,還能體驗(yàn)到數(shù)學(xué)活動(dòng)中充滿著探索性與創(chuàng)造性,以“喚醒”學(xué)生的求知欲和好奇心,不斷提高學(xué)生的思維品質(zhì)和思維水平.2 數(shù)學(xué)能力的形成過(guò)程
《課標(biāo)(2011年版)》在“課程總目標(biāo)”中提出的第二條要求是:學(xué)生能“體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)之間、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間、數(shù)學(xué)與生活之間的聯(lián)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)的思維方式進(jìn)行思考,增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題的能力、分析和解決問(wèn)題的能力”[1].這實(shí)際上是《課標(biāo)(2011年版)》對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)能力目標(biāo)提出的宏觀要求.認(rèn)真研讀和分析可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)能力至少包含如下10種能力[4]:
(1)運(yùn)算能力;(2)幾何直觀能力;(3)數(shù)據(jù)分析能力;(4)感受隨機(jī)現(xiàn)象的能力;(5)合情推理能力;(6)演繹推理能力;(7)觀察能力;(8)數(shù)學(xué)建模能力;(9)合作交流能力;(10)數(shù)學(xué)思考能力與表達(dá)能力等.
具體到每一種能力又可以包括若干種“子能力”,例如數(shù)學(xué)運(yùn)算能力就包含估算能力,教學(xué)中培養(yǎng)估算能力的“載體”太多了,如實(shí)數(shù)的運(yùn)算,角度的測(cè)量、含有π的計(jì)算、估算一個(gè)無(wú)理數(shù)(如233)的值,估計(jì)方根的范圍等等.
這些知識(shí)都可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的估算能力,借助于解方程也可以培養(yǎng)估算能力.
方程是《課標(biāo)(2011年版)》界定的重要課程內(nèi)容,在初中階段學(xué)生將先后學(xué)習(xí)一元一次方程、一次方程組、分式方程和一元二次方程.其基本流程分為“方程概念—方程解法—方程應(yīng)用”三部分[5](圖3):
理解方程概念是關(guān)鍵,靈活解方程是基礎(chǔ),解決實(shí)際問(wèn)題是“落腳點(diǎn)”
對(duì)于解方程,《課標(biāo)(2011年版)》在第三學(xué)段的“課程內(nèi)容”中提出了四條具體要求[1]:
(1)經(jīng)歷估計(jì)方程解的過(guò)程;
(2)能解一元一次方程、可化為一元一次方程的分式方程;
(3)掌握代入消元法和加減消元法,能解二元一次方程組;
(4)能解簡(jiǎn)單的三元一次方程組.
大多數(shù)老師在教學(xué)中非常重視后三條,而對(duì)于第(1)條則重視不夠.這樣就失去了一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生估算能力的好機(jī)會(huì).為了全面培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)感、符號(hào)意識(shí)、運(yùn)算能力等素養(yǎng),建議教師在教學(xué)中,利用好“解方程”載體,強(qiáng)化對(duì)學(xué)生“估算”能力的培養(yǎng).
案例2 用估算的方法解方程3x+1=64.
3x+1=64是一個(gè)簡(jiǎn)單的一元一次方程,常規(guī)解法非常簡(jiǎn)單,對(duì)于學(xué)生而言,用估算法解方程是一種新的“方法”,教學(xué)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生這樣估算:
(1)首先估計(jì)一個(gè)數(shù),例如驗(yàn)證x=15是不是方程的解,把x=15代入方程,左邊=46,右邊是64,顯然估計(jì)值(x=15)偏小了,所示x=15不是方程的解;
(2)然后換一個(gè)比15大的數(shù)重新估計(jì),例如x=25,把x=25代入方程,左邊=76,右邊是64,估計(jì)值(x=25)偏大了,所示x=25不是方程的解;
(3)由(1)(2)可知,方程3x+1=64的解應(yīng)該在15到25之間,可以在這個(gè)范圍內(nèi)再取一個(gè)整數(shù)進(jìn)行嘗試,你準(zhǔn)備取怎樣的一個(gè)數(shù)進(jìn)行嘗試?你能得到怎樣的結(jié)論?
(4)請(qǐng)根據(jù)下面表格中的步驟,估算方程3x+1=64的解,并進(jìn)行檢驗(yàn):
你得到這個(gè)方程的解了嗎?是多少?
(5)你對(duì)這種“估算—檢驗(yàn)”的方法有什么體會(huì)?請(qǐng)相互交流.
設(shè)計(jì)意圖 對(duì)于一個(gè)方程,如果把一個(gè)數(shù)a1代入它的左邊,左邊小于右邊,同時(shí)把另外一個(gè)數(shù)a2代入它的左邊,左邊大于右邊,那么方程的解一定會(huì)在a1與a2這兩個(gè)數(shù)之間.只要逐漸增大a1的值,同時(shí)縮小a2的值,即逐漸縮小a1與a2這兩個(gè)數(shù)的差,就會(huì)越來(lái)越接近或者求出方程的解.經(jīng)歷這樣的估算過(guò)程,學(xué)生不僅能找出方程的解,而且還能感悟到逐漸逼近的數(shù)學(xué)思想.基于這樣的想法,我們?cè)诮o出一元一次方程的有關(guān)定義后,設(shè)計(jì)了這個(gè)案例.
為引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)并掌握估算方程解的一般方法,我們以方程3x+1=64為例,設(shè)計(jì)了5個(gè)具有“遞進(jìn)”層次的小問(wèn)題,目的是讓學(xué)生經(jīng)歷估算方程解的一般過(guò)程,學(xué)會(huì)通過(guò)嘗試、逐步調(diào)整和填表等數(shù)學(xué)活動(dòng),直至估算出方程3x+1=64的解.
問(wèn)題(1)(2)給出了判斷一個(gè)數(shù)是否為方程解的“全”過(guò)程,這是用估算法解方程的基礎(chǔ),學(xué)生有了解答問(wèn)題(1)(2)的經(jīng)驗(yàn),不難給出問(wèn)題(3)(4)的解答,并且給出對(duì)問(wèn)題(5)的體會(huì).
估算方程的解不是一次、兩次就能估算出來(lái)的,往往需要經(jīng)歷多次估算才能“找”出方程的解,因此,估算方程的解是一個(gè)過(guò)程.在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生的知識(shí)、能力和方法都能“伴隨”著估算的進(jìn)行得到培養(yǎng)和提高,并且還能不斷積累估算的經(jīng)驗(yàn),這些都是學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)中不可或缺的因素.3 解決問(wèn)題的過(guò)程
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的任務(wù)之一是利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,在這個(gè)過(guò)程中,既要用到具體的基礎(chǔ)知識(shí),又能反映出學(xué)生的數(shù)學(xué)能力.所以《課標(biāo)(2011年版)》指出,數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的活動(dòng).這樣的活動(dòng)應(yīng)體現(xiàn)“問(wèn)題情境─建立模型─求解驗(yàn)證”[1]的過(guò)程.
在解決有些實(shí)際問(wèn)題時(shí),估算比精確計(jì)算更有意義.
案例3 你能估計(jì)折紙的高度嗎?
為了引出“估算”的概念,從而使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)估算的必要性,逐步培養(yǎng)他們的估算意識(shí),教學(xué)中可以借助實(shí)驗(yàn)操作,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行折紙活動(dòng):
取一張報(bào)紙,將它對(duì)折,再對(duì)折,你估計(jì)最多能將它折幾次?并提出兩個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生思考與探究:
(1)你能將它對(duì)折8次嗎?為什么?
(2)如果能將一張報(bào)紙連續(xù)對(duì)折30次,你估計(jì)它的厚度是多少?相互交流
設(shè)計(jì)意圖 估算是根據(jù)具體條件及有關(guān)知識(shí)對(duì)事物的數(shù)量或算式的結(jié)果作出的大概推斷或估計(jì).在解決有些實(shí)際問(wèn)題時(shí),估算比精確計(jì)算更有意義,為了盡早的讓學(xué)生意識(shí)到“估算”在日常生活以及學(xué)習(xí)中有著廣泛的應(yīng)用,初步了解估算的意義,養(yǎng)成估算的意識(shí),筆者在七年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)了“有理數(shù)的乘方”后,設(shè)計(jì)了這個(gè)案例.
教學(xué)中,在學(xué)生探索、思考、交流之后,可以這樣引導(dǎo)學(xué)生估算:
一張普通報(bào)紙的厚度大約為0.01厘米,把一張紙連續(xù)對(duì)折8次后,它的厚度約為0.01×28=0.01×256=2.56(厘米),這相當(dāng)于把一本256頁(yè)的書對(duì)折一次,這幾乎是不可能的.如果能將一張報(bào)紙連續(xù)對(duì)折30次,那么它的厚度約為:
由此可以估計(jì)出將一張報(bào)紙連續(xù)對(duì)折30次后的厚度將是100千米,這個(gè)厚度將超過(guò)珠穆朗瑪峰的海拔高度11倍之多,這顯然是不可能的.
學(xué)生通過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的探究,能感受到0.01×230是一個(gè)大數(shù),體會(huì)到估算在解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題中的意義,初步了解到估算的策略和價(jià)值,有助于發(fā)展學(xué)生的數(shù)感,逐步樹立起“估算”的意識(shí).
根據(jù)《課標(biāo)(2011年版)》提出的“呈現(xiàn)內(nèi)容的素材應(yīng)貼近學(xué)生現(xiàn)實(shí)”[1]的建議,我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)從學(xué)生實(shí)際出發(fā),精心選擇教學(xué)素材,讓學(xué)生去閱讀、理解,從而意識(shí)到有些問(wèn)題需要準(zhǔn)確計(jì)算,有些問(wèn)題只要通過(guò)估算得到近似值就可以.
案例4 設(shè)計(jì)一個(gè)估算π值的方案.
圓周率π是圓的周長(zhǎng)與直徑的比值,也等于圓形的面積與半徑平方之比.它是精確計(jì)算圓周長(zhǎng)、圓面積、球體積的關(guān)鍵值.在日常生活中,我們通常都用3.14作為π的近似值,去進(jìn)行近似計(jì)算.
π是一個(gè)無(wú)理數(shù),估算π值的方法有多種,下面是利用概率知識(shí)進(jìn)行估算的方案:
【操作發(fā)現(xiàn)】
(1)在一張紙上畫一個(gè)正方形ABCD及其內(nèi)切圓⊙O(如圖4),則正方形ABCD的邊長(zhǎng)a與內(nèi)切圓⊙O的半徑r的關(guān)系是______;
(2)隨機(jī)向圖4中撒10粒小米,則落在⊙O內(nèi)的小米有______粒,落在正方形ABCD內(nèi)的米有粒;如果撒20粒小米,則落在⊙O內(nèi)的小米有________粒,落在正方形ABCD內(nèi)的米有____粒.
(3)由此可得,隨機(jī)向正方形內(nèi)投一粒小米,則小米落在圓內(nèi)的概率是_______.
【實(shí)驗(yàn)探究】
(4)隨機(jī)向圖4中撒一把小米,統(tǒng)計(jì)落在⊙O內(nèi)的米粒數(shù)m,以及落在正方形ABCD內(nèi)的米粒數(shù)n,并計(jì)算比值mn;
(5)你認(rèn)為mn和前面問(wèn)題(3)的結(jié)果有怎樣的關(guān)系?相互交流自己的看法.你能利用這個(gè)關(guān)系估計(jì)出π的值嗎?
(6)相互交流如何能提高對(duì)于π的估計(jì)精確度?
設(shè)計(jì)意圖 在學(xué)生學(xué)習(xí)了用頻率估計(jì)概率的知識(shí)后,學(xué)生已經(jīng)明確知道,如果在一次試驗(yàn)過(guò)程中,用A表示事件“試驗(yàn)落在區(qū)域D中的一個(gè)小區(qū)域M中”,則事件A發(fā)生的概率為.為了讓學(xué)生真正理解這個(gè)公式的意義,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,我們?cè)O(shè)計(jì)了上面的實(shí)驗(yàn)活動(dòng).
整個(gè)方案分為“操作發(fā)展—實(shí)驗(yàn)探究”兩個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)觀察與思考不難得到問(wèn)題(1)的答案是a=2r;因?yàn)槿雒椎倪^(guò)程是隨機(jī)的,所以學(xué)生對(duì)問(wèn)題(2)得到的答案是不一樣的;問(wèn)題(3)的答案為圓O的面積正方形ABCD的面積=π4.
在第二個(gè)環(huán)節(jié)“實(shí)驗(yàn)探究”共設(shè)計(jì)了三個(gè)小問(wèn)題:對(duì)于問(wèn)題(4),只要一把小米的顆粒數(shù)不是很多,學(xué)生不難數(shù)出m與n的值,并計(jì)算出比值mn;通過(guò)對(duì)問(wèn)題(5)的思考可以得到mn=π4,這是估算π的根本所在.學(xué)生對(duì)問(wèn)題(6)交流的結(jié)論是:要提高對(duì)于π的估計(jì)精確度有兩個(gè)途徑:一是增加一把小米的顆粒數(shù),而是進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn).
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)估算越來(lái)越顯得重要,教學(xué)中應(yīng)從學(xué)生熟悉的生活情境或者感興趣的事物出發(fā),精心設(shè)計(jì)一些“估算”的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生在探究問(wèn)題的過(guò)程中,通過(guò)估算達(dá)到解決問(wèn)題的目的,從而培養(yǎng)學(xué)生的估算意識(shí),不斷提高其估算能力,進(jìn)而提高其數(shù)學(xué)素養(yǎng).
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中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2020年6期