万变不离其宗,以不变应万变

2021-06-20 05:26毕美好
数学教学通讯·高中版 2021年5期
关键词:高三复习数列通项

毕美好

[摘  要] 新课程理念下,高三复习的主旋律是“优效教学、减轻学生负担”. 变式题组的教学能优化复习、提升教学效率. 文章主要探讨了三种变式教学:对比性变式有的放矢,突破知识易错点效果立竿见影;强化性变式熟能生巧,有效提升熟练度;开放性变式拓展创新,提高学生思维的灵活性.

[关键词] 变式;高三复习;优化;数列;通项

新课程理念下,高三复习课不搞“题海战术”,而是精选题、巧设计、精讲题,以少胜多. 尽管高考的题目形式上是变化多端的,但其考点是明确的,有既定法则——通性通法可寻的. “万变不离其宗”,只要我们帮助学生练就一双“慧眼”,识破其“宗”,便能“以不变应万变”,笑傲于“高考”这个变幻莫测的“江湖”了.

变式题组的教学就是能帮助学生识破“宗”的有效教学策略. 教师在教学时,采用科学合理的手段,从不同的角度、层次、背景对知识点的非本质条件进行变换,保留其本质、宗旨不变,揭示不同知识点的内在联系,使学生抓住问题本质这个不变的关键,提高课堂教学效率. 针对不同的教学效果有不同的变式方式对应,对比性变式能很好地突破学生的易错点,纠正学生的潜意识错误;强化性式变式有利于学生认清并掌握一类题型;开放性变式有利于学生知识方法的拓展和迁移,梳理知识网络的同时提升学生分析、解决问题的能力.

对比性变式有的放矢,以柔克刚

对比性变式突出差异,在学生的易混淆不清的概念、法则等知识点处命制变式题组,通过学生的碰错、质疑、对比辨析、归纳总结,抓住不同概念、法则的本质,区分好易错的知识点. 这样的变式题组设计犹如“化骨绵掌”,以柔克刚,轻松击中学生要害,使学生险处求生、印象深刻. 对比性变式能避免学生思维过于单一,教学效果立竿见影.

案例1:已知数列{a }中,当n≥2时,a -a =3,a =-2,a =________.

变式1:数列{a }中,a -a =n,a =-2,a =________.

变式2:若b -b =2,b1=3,bn=_____.

变式3:若数列{a }各项为正数,且a =4, =2(n≥2,n∈N*),则a =________.

学生对于等差数列定义“从第二项起,后项与前一项的差是同一个常数”中的“常数”及“后项、前一项的结构特征”理解不好,容易出现学生犯错的借口“眼盲”,其实就是他们思维盲目,缺乏对概念的消化.

变式1针对定义中的“常数”理解进行设计,帮助学生理解带有项数n这个变量就不符合定义中“常数”的要求了;变式2、3则是针对定义中“后项、前一项的结构特征”进行设计,后项f(n)可以是b , +3等与n有关的式子,前一项f(n-1)则是用n-1代入f(n)中的n,满足式子结构即可. 在此基础上,教师可以让学生进一步举例,从而归纳出:尽管其形式千变万化,但不变的是其本质,若f(n)-f(n-1)=常数(n≥2),则{f(n)}是等差数列. 此时,等比数列的本质定义学生也能脱口而出了.

案例2:已知数列{a }的前n项和S =n2+n+3,求a .

变式:已知数列{a }的前n项和S =n2+n,求a .

此题组考查“利用Sn与a 的关系求通项”,学生不陌生,但容易漏了“求首项及检验”环节,设计这样的对比变式题组,使学生关注“首项、结果a 是否分段”两个易错点. 此题组还能提炼出:前n项和是无常数项的二次函数?圳数列为等差数列(d≠0),a 是一次函数;前n项和是有常数项的二次函数?圳数列不是等差数列,a 是分段函数.

强化性變式熟能生巧,巧能生慧

学生经常感到很迷惑:“老师上课讲的我都听明白了,但课后自己做又不懂了.”究其原因,是学生理不清在什么特定条件下采用什么解决办法,即对不同类型题目的本质特点不能熟练掌握. 一节课的时间短,要提升学生的熟练度,巧妙解答,强化性变式非常适用. 教师局部调整问题的构成要素,使问题虽形式多样,但解题方法类似,通过这样的强化训练,促使学生熟练掌握特定的解法,遇到此类题目能快速巧妙地完成解答,并逐渐编好数学方法这张网.

案例3:已知数列{a }中,a =1,a =a +2n,求a .

变式1:已知a -a =3n+1,a =1,求a

变式2:已知a =a + (n≥2),a =1,求a .

变式3:已知a -a =ln (n≥2),a =1,求a

学生不难接受累加法求通项,但学生不能熟练地运用,究其原因,是学生对其形式见得少,强化训练不够,不能形成条件反射. 通过上述变式题组训练,使学生熟能生巧,巧能生慧,抓住累加法求通项的精髓:后项与前一项的差是一个可求和的式子,即a -a =g(n),g(n)是可求和的式子,用累加法. 有了这样的认识,学生易知累积法求通项的本质.

案例4:已知数列{a }的前n项和S =3-3×2n,n∈N*,a =________.

变式1:S 为数列{a }的前n项和,已知a >0,a +2a =4S +3,求{a }的通项公式.

变式2:若数列{a }满足:a +3a +5a +…+(2n-1)·a =(n-1)·3n+1+3(n∈N*),则数列{a }的通项公式a =________.

学生对于“利用S 与a 关系求通项”这个方法不陌生,知道a =S ,n=1,S -S ,n≥2,但是辨不清什么时候用. 上述例题,S 给出了具体的形式,学生很容易按照公式求出a . 对于变式1开始有点无所适从了,更难看出变式2其实与例题是一样题型的题目了. 其实变式1是S 的抽象形式,变式2中“a +3a +5a +…+(2n-1)·a ”就是“S ”这个“和”的形式,只是它不是{a }的前n项和,而是{(2n-1)·a }的前n项和,但采用的解决方法是一样的,因为它也是“和与项的关系”的题型. 通过设计层次递进的强化性变式题组,强化利用S 与a 关系求通项这个方法,使学生抓住问题的共同属性,用相同的方法解决,以不变应万变.

开放性变式拓展创新,常胜不败

开放性变式指的是从一个题目出发,通过改变题目中的条件、结论,从而使题型得到深化或延伸. 一种利用同一个知识点解决难度不同的问题,或含参待讨论,或舍弃中间提示环节直奔主题等等;另一种是找到不同题目之间的潜在联系,或方法相似或结构相似等. 通过深化、延伸,从一类题目转变成多种类型的题目,从而逐渐形成一个系统、完整的知识体系.

案例5:已知数列{a }的前n项和为S ,a =1,S =2a ,求a .

变式1:已知数列{a }的前n项和S =1+λa ,其中λ≠0,证明:{a }是等比数列,并求其通项公式.

变式2:已知数列{a }的前n项积为n2,那么当n≥2时,a 等于(    )

A. 2n-1 B. n2

C.  D.

变式1是例题的深化,考查与例题相同的知识点a =S ,n=1,S -S ,n≥2,但变式1含有参数λ,解答过程涉及对λ取值的分析讨论,对学生来说是很大的挑战,不能与例题相提并论. 变式2改变条件由前n项“和”变为“积”,是不同类型的题目,但是它们两者又有潜在联系,容易实现迁移,方法上由“作差”变为“作商”即可解决. 开放性变式题组旨在提高学生的综合实践能力和知识迁移能力,这是学生灵活创新、常胜不败的能力.

案例6:已知数列{a }满足a =1,a =3a +1,证明:a + 是等比数列,并求{a }的通项公式.

变式1:设数列{a }满足:a =1,a =3a +2,求数列{a }的通项公式.

变式2:在数列{a }中,a =1,a =3a +n,求数列{a }的通项公式.

变式3:已知数列{a }中,a =1,a =3a +2n,求数列{a }的通项公式.

变式4:已知数列{a }中,a =1,a =2a +2n,求数列{a }的通项公式.

例题是定义法求通项,为变式1搭建了“脚手架”,指引变式1改变递推关系式的结构,使其能构造出公比为3的等比数列,通过拆分“2”,满足“a +A=3(a +A)”,然后用待定系数法求“A”. 变式2、3与变式1形式相似,引导学生参考变式1的解法进行方法迁移,把“n”“2n”进行拆分,构造公比为3的等比数列,同样是用待定系数法去解决,但难度较变式1大,等比数列的前后项形式的变化的把握是难点,是不同于变式1但又有联系的题型. 对于变式4,学生基本会参考前面三个变式的解法用待定系数法构造等比数列,碰壁后在老师的帮助下梳理出“a =pa +qn”型的通性通法应该是同除以“qn+1”后回归到变式1的题型. 通过开放性变式题组可以实现知识整合、知识梳理,优化了课堂的教学,提高了高三的复习效率.

荀子曰:“千举万变,其道一也. ”庄子曰:“不离于宗,谓之天人. ”这两句名言都是说某些事物尽管形式上变化多端,其本质或目的是不变的. 在数学教学上亦是如此,教师应抓住问题本质,精选题、巧设计,利用对比性变式突破易错点;利用強化性变式巩固题型解法,提升知识熟练度;利用开放性变式梳理知识网络,培养思维灵活度,帮助学生解决千变万化的问题,以不变应万变.

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