精心设计教学 实现减负增效
——以高中数学教学为例

2022-11-09 04:00丁建兵
数学教学通讯 2022年30期
关键词:虚数变式思路

丁建兵

江苏省西亭高级中学 226301

在数学教学中,部分教师过分强调解题教学的重要性而忽视了数学的应用价值,限制了学生的数学运用能力的发展,影响了学生数学素养的提升,使得教学内容空洞、枯燥,严重影响了课堂效率.为了改变这一现象,笔者在教学过程中做了一些尝试,提出了一些建议,供参考!

营造自由氛围,激发学习兴趣

数学是一门非常重要的基础学科,它与其他学科紧密相连,与我们的生活息息相关,具有重要的应用价值.其实,数学并没有我们想象中那么抽象,但为什么大多数师生都常以抽象和复杂来评价数学呢?究其原因,主要是在功利教学长期的影响下,学生的主要精力都在解题上,很少关注数学的应用性,脱离了实际应用的数学学习自然显得抽象.因此,在数学教学中可以适当地创设一些情境,引入一些数学故事,淡化数学的抽象感,调动学生学习的积极性.

案例1自然数平方和公式12+22+32+…+n2=的证明.

自然数平方和公式学生都能熟练掌握,但是对于公式的证明过程很多学生都感觉很陌生,遇到类似问题的证明时也常感觉束手无策,出现这一现象主要与教师的教学方式有关,大多数教师为了掌控教学进度,在教学过程中更加关注结论的应用,“刷题”成了知识强化的主要手段,学生的学习热情难以被激发,课堂效率低下.为了改变这一现象,教师要放手让学生利用已有经验去尝试证明,给学生营造一个更为广阔的空间,这样更容易点燃学生的学习热情,更能活化学生的思维,学生的思维一旦打开了,学习效率自然就提高了,这样不仅不会浪费学习时间,而且有利于学习能力提升.

在案例1的证明过程中,教师放手让学生尝试自主探究,因此涌现出了不同的证明思路.经过学生思考、交流和总结,教师及时做好补充和点评,使数学知识得以内化.为了丰富学生的认知,拓宽学生的视野,教师在教学中可以多让学生了解一些数学文化,进而提升学生的数学素养.例如,本案例教学中,教师列举了一些数学家对该公式的证明,如法国数学家帕斯卡的“恒等式法”,美国数学家波利亚的“观察、猜想、数学归纳法”,我国北宋时期数学家的“堆垛法”,等等,让学生在借鉴和吸收中不断丰富认知,促进数学学习能力提升.

以生为主,培养数学思维品质

在数学教学中,教师切忌用自己的思路去限制学生,若学生的思路被教师牵着走,则很难培养出个性张扬、具有创新精神的人才.在数学教学中,应采用更加多样化的教学手段来培养和激发学生的探究热情,多从学生的角度去思考问题、设计问题,从而体现学生的主体地位.在数学教学中,当学生给出的解题思路较为烦琐时,教师不要急于打断,应允许学生有不同的见解;当学生思路出现错误时,教师需要耐心聆听,找到出错的根源,并利用好错误资源避免同样的错误再次发生;当学生思维受阻时,可以顺着学生的思路适时地进行引导,帮助学生找到解题的突破口.只有处处体现出学生的主体地位,学生学习的积极性才能真正地被调动起来,从而挖掘出内在的潜能.当然,在数学教学中,要注意数学思想方法的渗透,引导学生从本质上去思考并解决问题,从而提高数学教学有效性.

案例2如图1所示,在直角坐标系xOy中,点A的坐标为(0,3),l的直线方程为y=2x-4.设圆C的半径为1,圆心C在l上.

图1

(1)若圆心C也在直线y=x-1上,过点A作圆C的切线,求切线方程;

(2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C的横坐标a的取值范围.

分析:对于问题(1),联立两直线方程可以求得圆心C(3,2),接下来利用点斜式求切线方程,求解过程中需要对斜率k分情况进行讨论,分类讨论思想蕴含其中.对于问题(2),首先根据已知求出点M的运动轨迹是以(0,-1)为圆心,半径为2的圆.又点M在圆C上,这样就将原问题转化为两圆的位置关系问题,转化后的解题思路更加清晰明了,转化思想在解题中起到了积极的作用.可见,数学思想方法在解题中无处不在,教学中要重视渗透和提炼,从而在数学思想方法的指引下形成良好的数学思维品质,促进学习能力提升.

借助变式训练,实现减负增效

变式训练是数学教学的常用手段之一,若在概念教学中应用变式,可有效帮助学生挖掘出概念的内涵及外延;若在公式、定理教学中应用变式,不仅有利于学生深化理解,而且可以帮助学生灵活运用;若在解题教学中应用变式,可以让学生在区别和联系中发现问题的本质,找到解题的捷径.因此,教学中教师可以精心设计一些变式训练,这样不仅可以达到深化理解的效果,而且有助于避免“题海战术”给学生带来的枯燥感,有助于提升学习信心.

案例3探究等差数列的通项an和Sn.

数列教学中往往会涉及很多概念和公式,为了让学生在深化理解的同时可以灵活应用,教学中常采用变式训练来巩固应用,强化理解.

分析:本题设计的目的是让学生巩固等差数列求和公式,摆脱思维定式的困扰,灵活运用相关的定理性质高效解决问题.在变式题目求解过程中,可设Sn=kn(7n+45),Tn=kn(n+3),则an=Sn-Sn-1(n≥2),b2n=T2n-T2n-1,这样代入后运用分离常数法可以求得n.通过变式训练让学生知道,有时候看似相同的问题其求解思路可能截然不同,因此数学学习中切勿死记硬背、机械套用,要灵活把握,深入理解,这样才能避免走弯路、走错路.

寻找错因,提高学习效率

出现错误在学习过程中是不可避免的,错误是学习过程的必然产物,因此教学中要善于发现错误、正视错误、善待错误.在教学过程中,常常会遇到这样的烦恼:有些错误明明重点讲解过,也进行了强化练习,然学生还是屡屡犯错.出现这一现象的主要原因是教师不够了解学生,在错误讲解时没有从学生的学情出发进行深入透彻的剖析,每次只是强调如何订正错误,而没有发现真正的错因,学生对错误的认识缺乏深刻性,致使没有真正地学懂吃透,从而出现了“一错再错”的现象.因此教学中必须对学情做到精准定位,充分展现错误产生的过程,找到真正的错因,从而制定有效的策略进行引导,带领学生走出误区,避免再次犯错,有效提高学习效率.

案例4已知x2+(1+2i)x-(3m-1)i=0有实根,求纯虚数m的值.

错解1:因为方程有实根,所以Δ≥0,所以(1+2i)2+4(3m-1)≥0,解得m≥

分析:出现这样错解的主因就是学生在学习中形成了思维定式,看到方程有实根就直接应用Δ≥0来判断,未从实际情况出发,没有抓住问题的本质特征.要知道本题中x的系数含有虚数,用Δ≥0的思路进行求解就相当于比较虚数的大小,学生单纯地考虑实数根却忽略了虚数的性质,由于基础知识掌握不牢而造成了错误.

错解2:将原式x2+(1+2i)x-(3m-1)i=0转化为复数形式,则有x2+x+(2x-3m+1)i=0,然后令x2+x和2x-3m+1都为0.

分析:本题中x2+x是实数,然2x-3m+1为虚数,因此应用两个复数相等的思路进行求解是错误的.

这样,找到错因后,学生解题就可以设纯虚数m=ai,其中a≠0且a∈R,则有x2+x+3a+(2x+1)i=0,求得m=

在数学学习过程中出现错误并不可怕,可怕的是学生不找错因,只是盲目地订正,这样的学习方式是机械的,很难学懂吃透,容易再错.因此,教学中必须合理地应用好错误,引导学生分析出自己的认知漏洞,从而有效地进行查缺补漏,强化理解.

总之,解题虽然是高中阶段应用数学的直接表现形式,但并不是数学学习的全部,教师要发挥好学生的主体地位,通过有效的拓展和延伸,激发学生的学习兴趣,让学生的数学素养潜移默化地得到提升.

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