关注课本教学的几点思考

2016-12-13 08:38江苏省沭阳高级中学纪秀艳
中学数学杂志 2016年12期
关键词:归纳法证法切线

☉江苏省沭阳高级中学 纪秀艳

关注课本教学的几点思考

☉江苏省沭阳高级中学 纪秀艳

课本是考试内容的载体,是高考命题的参考依据.纵观近几年高考试卷,不难发现许多考题都可以在课本找到“影子”.但是,“轻视课本”大有人在,特别是在基础年段,由于数学概念的复杂性和抽象性,学生认为数学概念只要熟记即可,教师认为概念难以讲清楚,何况学生不感兴趣,照本宣科即可,这也就造成当前数学教学中不同程度地存在“概念知识一带而过”的局面,直接导致多数学生对数学概念的印象是模糊的,不利于高三的复习.为此,高三复习,教师要引导学生对一些重要数学概念进行回归再读.

一、关注课本知识的延伸性

课本例题和习题具有一定的示范性,我们不能简单地一解了之.下面以一道例题为例,谈谈如何进行深入的探究,对开发学生的智力、培养良好的思维品质的作用.

案例1用数学归纳法证明:(1+x)n≥1+nx(x>-1,n为正整数).(北师大版数学选修教材4-5数学归纳法一节例3)

本题作为选修教材中的内容,学生经过两年多的学习,其数学基础知识比较丰富,基本技能比较扎实,可以从多角度思考,尤其遇到与正整数有关的命题,除了数学归纳法之外,还可以函数、不等式、数列等多方面思考.本题题干中要求用数学归纳法证明本身就局限了学生的思维,将“用数学归纳法”这六个字删去,更能起到发展学生数学思维能力的作用.在教师的启发下,学生给出的几种证明方法:

证法1(数学归纳法):(1)当n=1时,不等式明显成立.

(2)假设n=k时,命题成立,即(1+x)k≥1+kx,

那么当n=k+1时,因为x>-1,x+1>0,由假设(1+x)k≥1+ kx,得(1+x)k+1=(1+x)k(1+x)≥(1+kx)(1+x)=1+(k+1)x+kx2

因为kx2≥0,所以1+(k+1)x+kx2≥1+(k+1)x,

所以(1+x)k+1≥1+(k+1)x,

即n=k+1时命题成立.

综合(1)(2)知,命题成立

证法2(多元均值不等式):当1+nx<0时,原式显然成立,当1+nx>0时,

证法3(运用数列解决问题):不等式两端都含有自然数n,如果集中到一端可使问题简化.

an+1-an=

故an≤1恒成立,原命题得证.

证法4(导数法):当n=1时,不等式显然成立.

当n≥2时,令f(x)=(1+x)n-nx-1,则f′(x)=n(1+x)n-1-n,显然,当x>0时,f′(x)>0,当-1<x<0时,f′(x)<0,故f(x)在x=0处取得极小值,且f(0)=0,

故对于所有的x>-1且x不为0,均有f(x)>0,即(1+ x)n≥1+nx,原命题得证.

命题的推广:指数n如果不是正整数时,会有怎样的结论?

在中学数学教学中,例题教学占有相当重要的地位,研究例题不仅可以加深学生对概念、定理等基础知识的理解和掌握,更重要的是可以开发学生的智力,培养和提高学生解决问题的能力,从而促进学生数学素养的提高.因此,只有充分挖掘例题的内涵,拓展其外延,才能有效地促进学生的数学能力的提高.

二、关注课本知识体系

掌握概念就是掌握同类事物的共同本质属性.按照认识论原理,人类不可能一次地和孤立地认识一类事物的本质属性,必须用联系的方法,经历一个由感性到理性的发展过程.因此,回归课本概念,不是孤立、离散对待各个知识点,而应宏观看待各知识点之间的联系,“穿针引线”,建构知识体系.

在人教版必修4“向量”章节中指出:向量是既有大小又有方向的量,它既有代数和特征,又有几何特征,通过向量可以实现代数问题与几何问题的互相转化,所以向量是数形结合的桥梁.相比较而言,学生对向量的代数运算要容易接受一些,但对向量的几何运算往往感到比较困难,无从下手.因此,教学中可以结合课本知识,关注向量多方面的知识.

所以,从而△ABC是正三角形.

注:实质上本题中O为△ABC的外心和重心,证法1用代数法对学生要求比较高,关键是建系设出三点坐标;证法3利用三个等腰的三角形得出结论.

变形1:已知a+b+c=0,且|a|=3,|b|=5,|c|=7,求a与b的夹角θ.

分析:由已知得-c=a+b,两边同时平方得2a·b=15,于是cosθ=求△ABC的内角C的大小.

解法2:同解法法1求得,其

图1

解法1:可以仿上一题证法2,不难求出C=135°.

解法2:如图2所示,仿变形2很易求出∠AC′B=45°,再根据A,C,B,C′四点共圆,由此可求出结果.

注:解法2如果不借助图很易出错.

图2

解法1:以OA所在直线为x轴,过O垂直x轴的直线为y轴,建立直角坐标系,如图3所示,设∠AOC=α,扇形所对应的半径为r,则A(r,0),B.由很易得到方程组,再由辅助角公式不难求出的最大值为2.

图3

解法3:仿解法1建立坐标系,如图4,过C分别作OA、OB的平行线,构造平行四边形ODCE,则x∠ODC=60°.在△ODC中,由余弦定理不难得到x2+y2-xy=1,这样就转化解法2.

图4

向量的几何运算主要包括向量加减法的几何运算,在处理平面几何的有关问题时,往往有其独到之处,教师可让学有余力的学生课下继续探讨,以提高学生的思维发散能力.向量的代数运算关键是如何求出坐标,也就是要首先建系,选择适当坐标系对题目解决起着很大作用.本文的例题源于书本,这提示我们:要深入研究课本,拓展外延,才能真正地学以致用,达到能力的提升,适应高考,促进自身的发展.

事实上,“知识体系”是对课本概念再解读的重要手段,教师复习时要注意“授之以渔”,引导学生“实践反思”.当然,“建构知识体系”对高中学生而言,必要而又重要,教师关键在于引导.

三、关注课本知识的纵横迁移

图5

明确概念,不仅要关注概念的内涵,同时要关注概念的外延,厘清概念与其他概念之间的关系,最终能较好实现知识之间的迁移.因此,回归课本概念,要对课本上的知识和方法加以总结提高,加以成“串”,使知识“升华”,最终达到知识间的“纵横迁移”.

比如,选修2-2中导数的几何意义——切线是一个重要的概念,在这概念中关键在于抓住“当Pn趋近于点P时,割线PPn趋近于切线”(如图5),即要关注“逼近思想”、“以直代曲”.

在这理解的基础上,不仅可以让学生明白“切线”定义的发展(切线不再是一般曲线(如圆锥曲线)中与曲线只有一个交点的直线,切线与曲线可以不止一个交点),关注曲线“在点P处的切线”与“过点P的切线”的差异;而且可以让学生更清晰地知道“已知函数的单调性,逆向求参数”时为什么要“等号”的原因(如y=x3在R上单调递增,但导数可能为0,如y′|x=0= 0);进而让学生弄清楚“割线斜率”与“导数”之间的差异(后者是对前者的无限逼近,即取极限).这样,当面对2012年福建省普通高中毕业班质量检查文科数学第12题:设函数f(x)及其导函数f′(x)都是定义在R上的函数,则“∀x1,x2∈R,且x1≠x2,|f(x1)-f(x2)|<|x1-x2|”是“∀x∈R,|f′(x)|<1”的().

A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

我们的学生也许能较快辨认正确答案为B.

“纵横迁移”是对知识的一种“悟”,它离不开学习者对知识的理解掌握、拓展延伸、归纳反思,是回归再读课本概念的一个较高境界.复习时,教师关键在于引导学生用联系的眼光看待问题.比如可以“类比平面向量学习空间向量”,“可以用函数的眼光看待数列”等等,这样,数学的知识点不再孤立,知识间的纵横迁移也会水到渠成.

近几年的新课标卷越来越强调能力和方法的考查,能力和方法的提升离不开对数学概念的深刻理解,倘若复习时,我们能引导学生重视回归课本概念,关注概念形成,注重建构知识体系,努力实现纵横迁移,把课本的概念读懂、读透,这何尝不是一种人人可操作而又有效的复习手段!Z

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