激发三思,使课堂教学更具想象力

2012-04-29 16:58施莉莉
数学学习与研究 2012年23期

施莉莉

【摘要】一题多解是锻炼学生思维,激发学生潜能的有效武器之一.当下的学生太过拘泥于所谓的标准答案,习惯于“拿来主义”,长此以往必将“暗流汹涌”,功亏一篑.本文通过三个方面并结合实例讲述怎样引导学生乐于一题多解.

【关键词】放开手;沉住气;搭平台

哲学博士余潇枫教授认为:“每一名学生的脑袋都是一个‘发电机,教育的本质是引出和激发学生的潜能.无论做什么事,都应该三思,即前思、反思和当下思.”余教授的话一针见血地指出,激发三思,可使课堂教学更具想象力.当今社会,有些学生的思想犹如笼中鸟,无法自由翱翔,作为教师应改变传统的教学模式,激发学生的思维,积极引导学生进行一题多解.

一、放开手让学生去体验思考的乐趣

苏霍姆林斯基说:“在学生的脑力劳动中,摆在第一位的不是记住别人的思想而是让学生本人进行思考.”而我们老师却常常会越俎代庖,事无巨细,总想把所有的知识一字不落地装进学生的脑袋,觉得这样才算完成了教学目标.殊不知,这样学生只能被动地学习,课堂上学生毫无激情,不敢多说一句,刻板沉闷,学生无半点思维的空间.

“一千个读者心中就有一千个哈姆雷特.”教师应该放开手,改变唯我独尊、唯教参独尊、唯标准答案独尊的老思路,留给学生更多认真品味、用心揣摩、独立思考的空间.

如在介绍完两角和与差的三角函数后,我给学生准备了这么一道题:已知在△ABC中,满足tanA+tanB+3=3tanAtanB(*),且sinAcosA=3[]4,判断△ABC的形状.

学生甲分析:利用变形公式tanA+tanB=tan(A+B)·(1-tanAtanB)易得(1-tanAtanB)[tan(A+B)+3]=0,则1-tanAtanB=0或tan(A+B)+3=0,而当1-tanAtanB=0时,代入(*)得tanA+tanB=0,又因在△ABC中,易得A+B=π,所以矛盾.那就只能tan(A+B)+3=0,利用诱导公式可知C=60°.再将sinAcosA=3[]4两边平方得sin2Acos2A=3[]16,后用sin2A+cos2A=1进行转化易得cos2A=3[]4或1[]4,因为sinAcosA=3[]4>0,00得cosA>0,cosA=3[]2或1[]2得A=30°或60°,当A=30°时B=90°,矛盾,当A=60°时B=60°,此三角形是等边三角形.这时有的学生啧啧称赞,也有学生认为这种方法容易做错,当中有好多“地雷”,如容易将1-tanAtanB=0约掉,想不到用sin2A+cos2A=1转化等.我很欣喜我的学生能用辩证的观点去看待问题,能对如此精致的答案说“不”,那代表他们会想着去探求更适合自己的方法.

学生乙分析:利用两角和的正弦,让sinAcosA=3[]4的两边同时乘以2,得sinAcosA+sinAcosA=3[]4,sin(A+A)=3[]2=sin2A,易得A=30°或60°,后回代入(*)解出tanB,再求出B,也可得此三角形是等边三角形.课堂里又开始议论纷纷.“这种方法更赞.”“回代入(*)避免了繁杂的运算.”“想不到两边乘以2,方法的技巧性好像太强了”……我非常惊喜于学生的表现,我不急于向学生解释为何两边乘以2,事实上学了倍角公式的正弦后就能迎刃而解.我惊喜,因他们能不入俗套,想到回代的方法,更惊喜,他们对倍角的正弦公式来历有了不同的演绎.这些惊喜绝不可能来自于所谓的标准答案,而应该得益于学生积极且活跃的思维.我越来越期待他们更精彩的表现.

学生丙分析:利用熟悉的弦化切,将sinAcosA=3[]4变形为sinAcosA[]sin2A+cos2A=3[]4,等式左边分子和分母同时除以cos2A,易得新方程tanA[]tan2A+1=3[]4,可直接解出tanA,回代入(*)求出tanB,经检验后得等边三角形.教室内突然间出奇的安静,他们还在尝试.“解这个新方程有点难啊.”有人在窃窃私语,“但这种弦化切的方法容易想到!”

学生丁分析:能否将sinAcosA=3[]4中的3[]4直接拆成1[]2×3[]2,变形得sinAcosA=sin60°cos60°,A=60°呢?教室内沸腾了,“这样解题有缺陷.”“拆法不唯一吧.”……此刻下课铃声已响起,但同学们仍在忘我地讨论,激烈地争辩.

其实只要老师能进行有效的提问,营造宽松而和谐的课堂氛围,最大限度地让学生去探索,尊重学生的思路,反而有利于激发学生的积极思维使他们敢于主动体验思考的乐趣.

二、沉住气让学生感悟攻克的艰辛

古人云:“天将降大任于是人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,增益其所不能.”上帝给你的礼物越大,用来包裹的问题就越大.想让学生得到更大的成功,必先让学生去感悟攻克的艰辛.

攻克问题的过程是一个亲身实践的过程.它能激发学生的学习积极性,增强学生的自信心,提高团结协作能力,增加一题多解的可能性,有利于学生的自身发展.

如苏教版必修5数列章节中的例题:某种卷筒卫生纸绕在盘上,空盘时盘芯直径40 mm,满盘时直径120 mm.已知卫生纸的厚度为0.1 mm,问:满盘时卫生纸的总长度大约是多少米(精确到1 m)?

课本给出的详细答案是:卫生纸的厚度为0.1 mm,可以把绕在盘上的卫生纸近似地看作是一组同心圆,然后分别计算各圆的周长,再求总合.

由内向外各圈的半径分别为20.05,20.15,…,59.95.

因此,各圈的周长分别为40.1π,40.3π,…,119.9π.

因为各圈半径组成首项为20.05,公差为0.1的等差数列,设圈数为n,则59.95=20.05+(n-1)×0.1,所以n=400.

显然,各圈的周长组成一个首项为40.1π,公差为0.2π,项数为400的等差数列.根据等差数列的求和公式,得S=400×40.1π+400×(400-1)[]2×0.2π=32000π(mm).

答:满盘时卫生纸的长度约为100 m.

分析 该种解法容易将数列的首项和末项弄错,导致全盘皆输.

而数列对学生而言本就是难点,于是我将全班分成六组,任务是利用课余寻求新方法解决该题,并每天检查他们的进展.其间有的组从家里带来了卷筒纸仔细观察,有的组展开量了一下发现一般的卷筒纸长度大概都是100米左右,有的组跑来求给一点提示.“仔细观察观察,充分发挥你们的空间想象力吧!”我满怀信心地说.时间一天天过去了,看着他们把卷筒纸展开又卷起,“呀,第二组的圆柱体越来越瘦了嘛.”我打趣道.“卷纸被人拿去上厕所了.”“不是卷纸,是长方体吧?”同学们七嘴八舌,笑声一片.“前些天,有人向我要提示,现在好像没必要了,你们都已看出圆柱体和长方体了,进展很快啊!”他们一开始还面面相觑,后来有人恍然大悟:“体积相等.”我知道他们已明白我话中的玄机了.第二天,他们给了我答案.

学生分析 (如图)利用卷筒纸展开前后的体积相等.展开前的体积=大圆柱的体积-小圆柱的体积,展开后成长方体.设卷筒纸的高为h(mm),满盘时卫生纸的总长度为x(mm),易知大圆柱的体积-小圆柱的体积=π×602×h-π×202×h,长方体体积=x×0.1×h,由题意得π×602×h-π×202×h=x×0.1×h,x≈100(m).

虽为了得到答案花了那么长时间,但同学们学会了实验、观察、共同协作,他们得到的不仅仅是“答案”,更会明白只有永不止步进行艰辛的攀登才会看到最美好的风景.

三、搭平台提升学生创新的欲望

荷兰数学家弗赖登塔尔强调:“注重培养和发展学生从客观现象找出数学问题的能力,进行再创造.”创新思维有助于学生个性优势的充分发挥,挣脱固有思维的束缚.

教师应积极地为学生搭建平台,给学生预留好起点和跳板,注意新旧知识的衔接,层层诱导,提升学生创新的欲望.

如2011年理科数学(新课标全国卷)第13题:若变量x,y满足约束条件3≤2x+y≤9,

6≤x-y≤9,则z=x+2y的最小值为多少?

分析:这是一道典型的线性规划题.作出可行域如图阴影部分所示,由y=-2x+3,

y=x-9,解得A(4,5).当直线过A点时取最小值,将A(4,5)代入,得zmin=4+2×(-5)=-6.

我特意先让学生在草稿纸上画出可行域后,互相交流一下画图的感想.普遍反映是坐标轴上标的数字太大,画出的平行四边形又太小,画图花的时间太长.而后我引入变题:已知不等式组3≤a≤9,

6≤b≤9,

a+b的范围是多少?“9≤a+b≤18.”同学们异口同声道.他们都觉得过分简单.我又追问:“若设2x+y=a,x-y=b后,这样的a,b与z会有联系吗?”一番思考后,学生分析:设z=m(2x+y)+n(x-y),易知m=1,n=-1.即z=a-b,易得zmin=3+(-9)=-6.我开始抛“绣球”,“若今年轮到你去出高考试卷,编一道涉及此知识点的考题吧!”从他们跃跃欲试的兴奋表情看得出,等待我的应该是“八仙过海,各显神通”.

适度的平台提升了学生自行找到答案的能力,并让学生的思维上升到一定的高度,必然能使学生看得更远,想得更深.

寻求一题多解的过程固然艰辛,但人生路上我们也可能会无数次被自己的决定或碰到的逆境击倒、欺凌、碾压.“宝剑锋从磨砺出.”只要我们记住蜘蛛不会飞翔,但它照样可以把网结在空中,奇迹永远会为执着者敞开一扇门.