数学教学中的有效方法探析

2018-07-09 08:20刘启洪
珠江教育论坛 2018年2期
关键词:双曲线规范解题

刘启洪

(罗定中学,广东 罗定 527200)

现代数学教育是培养学生的创造性思维,培养学生创造意识和能力,发掘学生创造潜力的教育。教师在日常教学过程中,通过采用有效的教学方法,加强学生思想方法、思维能力的培养,是数学教育所要实现的目标。

一、创设问题情境,提高学生对数学的学习兴趣

(一)学生在学习数学过程中存在的典型问题

凤凰卫视著名主持人邱震海先生曾谈到:“当代年轻人最大的问题就是很多人还没有意识到,他们身上的行为方式是有问题的,这是最大的问题。只要越来越多的人有这个意识,我们下一步的事情就比较好做。”因此,在教学过程中教师应该多观察,多与学生交流,找出学生存在的问题,并让学生明白问题所在才是最重要的。现阶段学生在数学学习中主要存在以下几个方面的问题:(1)记忆达不到要求;(2)对数学不感兴趣,对数学学习有畏难情绪;(3)意志力薄弱,不能持久学习;(4)知识量储存较大,但不能有效提取;(5)数学运算求解能力较为欠缺。

对于学生在学习数学过程中存在的以上问题,我们应对症下药,有针对性地对学生进行指导,在教学中有目的、有计划地开展教学活动。同时让学生认识到自己的不足之处,努力克服自身的缺点,不断提高数学成绩。

(二)重视数学问题本身的价值,体现数学的实用性价值

问题,是数学已有理论体系中通过思维的内部整理而反映出来的思维结果,恰到好处的问题不仅可以调动学生学习的积极性,也是学生智慧生成的门户。数学教育家波利亚指出:“拿一个有意义但又不复杂的题目,去帮助学生发掘问题的各个方面,通过这道题就像通过一道门户,把学生引入到一个完善的数学领域。”因此,教师在教学中可以选择有价值的问题进行探究,引导学生发现、讨论、反思、总结并弄清问题本质,提炼出数学思想,再进一步进行创造性应用。香港中学数学教材有这样一道例题:某企业有5个股东,100名工人,年底公布了公司的经营业绩,具体如表1所示。

表1 公司经营业绩情况表

图1 股东和员工工资总额增长情况

图2 股东和员工工资增长率变化情况

图3 股东和员工工资增长对比

从上述图表看,显然表1和图1为老板所画,反映了股东红利总额、工人工资总额与时间的函数关系,表示“有福同享,有难同当,股东红利与工人工资平行增长”。图2为公司工会主席所画,反映了股东红利增长率,工人工资增长率与时间的函数关系,显示“股东利润增长较快,工人工资增长相对较慢”。图3为工人所画,直观反映了“股东的人均红利从1万元增至2万元,人均净增1万元;而工人的工资从1 000元增至1 500元,人均净增仅500元。股东的平均收益远远高于工人的工资增长,收入差距太大,工资太低了”。以上3种说法,都源于同一数据表,没有造假,且都符合数学原理。教师用此题引导学生运用所学的一次函数知识,解释企业中说法不一而又各自有理的现象,比起常见的“鸡兔同笼”更具现实意义。此题不仅增进了学生对函数知识的理解和掌握,更体现了数学在现实生活中的应用。这类题能让学生在对所学内容产生浓厚兴趣的情况下,注意力更加集中,从而更容易接受并牢固掌握新知识,便于其灵活运用数学知识解决生活中的问题。

二、培养学生的主体能动性,使之获得成功的体验

教学活动要尽量做到多向交流,让成功的学生保持成功的心态,以利于获得更大的成功;同时,要让成功的学生去感染信心不足的学生,激发其实现和获得成功的愿望。具体做法如下:一是鼓励学生多提出问题,通过解决问题会让学生理清模糊概念,清除知识障碍;二是要积极肯定学生,学生每完成一个学习任务,都需要花费一定时间和精力,教师的积极肯定,能使学生获得自我实现的喜悦,从而在心理上提升对学习的需求。学生有了心理上的需求,才有心理上的参与,才能达到行为上的参与。

(一)培养数学技能,掌握解题方法,让学生体会解题成功的喜悦

学生解题能力不强,且缺乏数学解题技能,因此,在日常教学中,教师要重视对学生基本数学技能的培养。如果将解题过程比作珍珠项链,那么概念、公式、法则、定理等同于珍珠,而数学解题技能就是将“珍珠”串起来的线。我们要通过教学教会学生取得将“珍珠”串起来的“线”。解题不仅是对数学知识进行反复运用的过程,同时也是形成数学技能的过程。学生在实际探索中遇到问题,并越过障碍,思维才会畅通,其思维能力与水平才能提高,数学技能得到有效提升,才能给学生以“数学美”的感受。

笔者认为,探究数学定理的二级结论,有利于培养学生解题的技能,也有助于提高学生的解题速度。以下是笔者在某次限时训练中选用的1道练习题。

例1 已知点F1,F2是双曲线的左、右焦点,若双曲线左支上存在点P与点F2关于直线对称,则该双曲线的离心率为( )。

方法1 如图4,与渐近线垂直的直线F2Q可设为联立方程,可得点Q的坐标为PF2中点,由中点坐标公式知点 P在 双 曲 线上,即化简后可得e=。

图4 示意图

用此种方法运算较为繁琐,要求学生具备扎实的基本功和较高的运算求解能力,大部分同学达不到此要求。

方法2 可先求出点F2(c,0)到直线的距离可得 |PF1|=2a,由双曲线定义知 |PF2|- |PF1|=2b-2a=2a,即b=2a,b2=4a2,c2=5a2,e=。

对比这两种方法,方法2简捷很多。在方法2基础上对本题进一步研究,还可以归纳出两个有用的二级结论。

结论1 由焦点向渐近线引垂线,焦点到渐近线的距离为b,垂足到原点的距离为a。

结论2 由焦点向渐近线引垂线,垂足在双曲线的准线上。

例2 (2014新课标)已知F是双曲线C:x2-my2=3m(m>0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为( )。

显然,将双曲线化为标准方程后,再利用二级结论“双曲线焦点到渐近线的距离为虚半轴长b”,可以直接得到答案A,可见利用二级结论解题方便又快捷。

(二)培养学生“阅读、表达、动手、反思”的习惯,提高学生的学习能力

“阅读”是指阅读数学课本,通过阅读体会定义的形成过程,能夯实学生基础,使学生能从别人的成果里发现问题、提出问题。

“表达”是指使用数学语言的表达能力。就目前而言,学生的数学语言表达能力较差,从笔者参加的2012年高考数学阅卷情况看,学生在答题表述方面存在较多问题。鉴于此,在教学过程中,教师应多给学生到黑板前演示的机会,让学生将所能想到、能解决的步骤写到黑板上,供同学们一起交流,从而培养学生良好的书写表达习惯。

“动手”是指让学生自己积极参与数学问题的探讨或动手制作一些数学模型、教具,甚至做一些建筑物的测量。例如:让学生利用所学的正余弦定理测量河对岸两建筑物之间距离,这既让学生体会到正余弦定理的工具作用,又体验到了数学建模成功的喜悦;又如,在学生动手做正四棱锥的过程中,学生能很容易体会到其正视图的边长就是四棱锥的斜高。

“反思”是指学生经过一段时间的学习,对所学及收获的知识进行学习反思。教师要鼓励学生对解题的思路、解题的方法、涉及的知识点等进行反思,使其能积累解题的经验,能形成对解决同类题目的解题技巧。

(三)建立学习互助小组,培养学生的合作精神和团队意识

具体说来可以这样操作:以“二二二”形式,即两名优等生、两名中等生、两名后进生互相搭档。为方便探讨,可以按就近原则编排小组。要求各小组成员要积极主动合作。不能只是流于形式,全体小组成员都要动手动脑,主动帮扶那些知识理解不透彻的同学。美国缅因州国家实验室经过大量实验得出一个被称作“学习金字塔”的研究成果。研究成果指出,听讲、阅读、声音、图片、示范、演示等被动学习的东西两周以后平均留存率低,而小组讨论、实际演练、做中学、马上应用、教别人等主动学习的东西两周以后的留存率较高,所以教师要促成学生主动学习,让学生在做中学、学中教,学会后马上应用知识教其他学生,优势互补,以此达到共同进步。通过这种方法,后进生在同伴的帮助下更容易取得较大的进步。

三、以身传教,培养学生规范答题意识,巩固学习成果

(一)利用“朴素衣柜原理”,认识将数学知识系统化的重要性

在日常教学中,个别教师只是不断地往学生脑子里灌输知识,而没有教学生如何梳理、归纳知识,这往往让学生在考试时对知识的提取出现问题,很多曾经学过的知识也提取不出来,导致解题失败。笔者认为,数学知识的传授可以从“朴素衣柜原理”中找到灵感:将春夏秋冬的衣物分衣柜存放,与四季衣物一起存放相比,哪个更容易提取?答案无疑是前者。因此,教师应帮助学生学会将知识系统化,这样学生在考试时就容易将知识提取出来。

以下是我在处理数列与不等式问题时所选用的例题,在教学时,我们可以帮助学生归纳以下两种主要的模式。

例3 求证

分析 n=1时成立;n≥2时,对进行适当放缩即可化为可裂公式命题得证。

例4 (2012广东改编)对an=3n-2n,求证

分析 对an=3n-2n,n=1时,不等式成立;n≥2时,往等比数列方向进行放缩;an=3n-2n=3n-1+2(3n-1-2n-1)>3n-1,即

命题得证。

笔者认为,帮助学生归纳数列与不等式问题时,主要应从两个方向入手,方向1放缩到可裂公式,再用裂项相消求和即可;方向2:放缩为等比数列,再用等比数列求和即可。除了以上两种模型外,进一步归纳梳理还有以下一些常用的放缩结论:

教师帮助学生对知识进行条理化梳理、归纳,学生便可以快速提取知识,有效解决放缩法问题。

(二)抓规范,促运算,强调得分意识

数学是逻辑性很强的学科,学习感悟总是与学习的规范、严谨联系在一起的。在教学过程中,教师要对学生的学习活动进行严格要求,要讲清楚数学规范解答的作用和意义,要指导学生加强规范的行为、培养规范作答的好习惯。从高考阅卷经验来看,无论高考题难易,高考的评分标准都会充分为考生考虑,同时我们也看到,考生往往会在答题规范和表述方面失分较多,考生缺乏相应的得分意识,因此要特别重视考生的规范作答,如符号规范、说理规范等。在解答题方面,教师在日常教学中,就应力求学生规范作答。此外,培养学生规范作答的能力需要一个过程,教师在上课时板书要详细,语言表达要和板书进行合理对接,让学生从教师的语言和板书中获得思维语言与动作语言对接的感受,从而获取规范作答的经验。

(三)悉心辅导,耐心批改

学生对新学的知识较易忘记,对新公式、新定理不能灵活运用。对容易混淆的知识点,在课后教师应多提醒,在时间允许的情况下,教师要对部分学生的作业进行面对面批改,指出错误及表达不够规范的地方,并帮助他们梳理知识。另外,现场辅导可以让学生把握方向,调整学习策略,让他们在层次分明的练习中归纳知识、融会贯通,这样学生的基础得到了夯实,学习成绩就会逐步提高。

总之,在数学教学过程中,教师应该学会综合运用多种方法激发和培养学生的数学学习兴趣,调动学生学习数学的积极性,进而提高学生数学学科的核心素养,促进学生思维能力的发展。

[1]张奠宙.宋乃庆.数学教育概论[M].上海:上海师范大学出版,2009.

[2]韩云桥.中学数学教学与学生思维发展[M].广州:中山大学出版,2013.

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