高中數學微專題教學探索與實踐

時間:2022-07-24 04:56:38

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高中數學微專題教學探索與實踐

摘要:高中教師對于微專題的探索和實踐,體現在以專題悟教法,學生則是以專題通學法。教學相長,在高中教學成果中得以檢驗發揮。文章以一道定邊定角的三角形的最值問題為例,闡述了筆者在“微專題”實踐中的思考與感悟。

關鍵詞:微專題;核心素養;最值

何謂“微專題”,它是圍繞一兩個緊密相關的知識或思想方法形成的一項專題復習。[1]它的典型特征是:小切口、深層次。以主干知識的一個關鍵詞為切口,對相關內容進行拓展。同時,它可以與特定目標解決的問題相結合。例如“最值”問題,它貫穿了高中階段數學的學習。必修一學習的函數,其性質核心之一就有求最值;必修五學習的基本不等式,也可以用來解決代數和式或者積式的最值;學習了幾何知識后,最值問題有了以形入手的解決手段。因此,“最值”這么一個小小的關鍵詞,大有文章可作,可以從數與形兩個角度切入,引出一系列問題,可見微專題以微見著的強大功能。例.在三角形ABC中,已知B=60°,AC=4,D是AC邊上的中點,求中線BD的最大值。

一、明確問題是實施微專題的首要環節

在教學初期,我們已經解決了三角形六個元素知三求三的常規題型訓練,對于學生而言,這道例題的難點一開始是落在審題上,他們可能產生的困惑是:為什么求的是中線BD的最值而不是定值。也就是,難點在于當已知量由三個降為兩個時,誰是定量,誰是變量,該如何分析。因此,筆者認為應從審題入手,分析定動,明確問題,初步解決學生的困惑。

二、挖掘本質是實施微專題的重要思路

當學生明確中線BD是變化的之后,接下來該從哪里切入進行最值的處理呢?可以讓他們自行思考或者小組討論后匯報分析。筆者認為,可以引導學生從數的角度找到切入口。從數的角度,通過建立中線BD的表達式,再求出BD表達式的最值。這里,有兩個步驟的難點。第一,在建立中線BD的表達式時,可以從解三角形角度,挖掘一邊一對角三角形模型的邊角關系,把BD放在三角形ABD和三角形BCD中,∠ABD利用∠BDC互補余弦值互為相反數,求出BD的表達式;還有學生提出,把BD放在三角形ABD和三角形ABC中,利用公共角A的余弦值,讀取兩次,也可以建立BD的表達式。上述問題,其實還可以從向量入手,利用BA和BC為基底,表示出BD及其模長,即:BD=12(BA+BC),因此,||BD2=14(||BA2+||BC2+2||BA•||BC•COSBA,BC。教學過程中,發現學生在模長的表示上比較吃力,主要原因是模長的幾何公式遺忘率比較高。這三種角度,既有解三角形的方法,又有向量的介入。一道題中融合滲透了這么多方法,對學生而言確實是思維和方法的多重考驗。因此“微專題”的深層次,往往還體現在每一個步驟,常常不只一種解決方法。第二,一旦BD的表達式有了,學生很快便從式子的結構特征中觀察發現,只要能找到和式與積式的等量關系,便可以利用重要不等式來解決和式或積式的最值,問題就水到渠成地被解決了。當然,教學過程中,在求最大值時,大部分學生都是從式子的結構特征想到走不等式,那難點是和式與積式的消元及范圍的求解。筆者還引導學生,利用正弦定理,把邊化成角,轉成三角函數來求最值,從課堂反應來看,這種方法學生基本都沒有想到。教師教學和引導中,一定要抓住問題的本質,啟發學生思考,打開智慧的大門。

三、技術介入是實施微專題的協助手段

“微專題”的深層次,除了涉及到多種重要方法的綜合使用,往往還有一些隱藏的捷徑。以這道題為例,靈敏的學生從形的角度,很快便發現了定邊定角的三角形,其外接圓是確定的,因此,當點B和D的連線過圓心時,BD的長度最大。然后教師可以使用幾何繪圖板動態展示學生的觀察結果并嚴格證明。幾何畫板這一技術的介入,讓學生有了一定的猜想,并能夠用技術加以驗證,這樣,容易給學生直觀的感受,提高認識問題的深度和廣度。

四、合理變式是編制微專題的有效手段

“微專題”往往題量不多,題目簡短,但是,小身材,大容量。可能以一題為母題,產生相關變式。有效變式是一種重要的方法,對典型問題進行一題多變,有利于學生從不同的背景中掌握通性通法,透過問題的表面看本質。比如,筆者利用幾何畫板把這道題中點D的位置到四等分點,如:在三角形ABC中,已知B=60°,AC=4,AD=3DC則BD的最大值是______.教師給出變式題,并提出問題,引導學生從形的角度找到最大值的位置特征。然后學生操作,給出結論,教師用幾何畫板驗證。這樣的設計意圖是通過位置的改變,來引發學生的思考。進而,當點D移到線段AC上的任一位置時,學生很快悟出,BD的最大值與點D的位置無關,那么這么一個定邊定角的三角形模型便提煉出一個結論,就是:在三角形ABC中,當已知一條邊AC及其定角B時,若AD=λDC(0<λ<1),則當B、O、D三點共線時,BD最大。教師在微專題的授課采用了啟發式和探究式相結合的教學方法,主導性和學生的主體性有機結合,使學生能夠愉快地自覺學習,通過學生自己觀察、分析、探索等步驟,自己發現解決問題的方法[2]。整堂課,方法較多,難度較高,對學生綜合能力考察要求比較高。

五、提煉方法、形成策略是實施微專題的主要目的

通過這樣的微專題,充分挖掘出了“最值”這個關鍵問題的背后深層次的思想與多種解題方向,學生可以在原有函數和解三角形知識的基礎上鞏固自身的認知,提煉出解決問題的方法,從而形成一定的解題策略和數學模型。所以,微專題對于滲透數學建模、數學抽象等核心素養非常重要。在這樣循序漸進的引導分析中,每個學生如果能長此以往,跟隨著教師的課堂節奏,多思多悟,那么他們解決數學問題的能力必定與日俱增。筆者認為,“微專題”就是以微見著,小專題,大效果,目標明確,建構模型,提升思維。既然微專題是針對真問題、小問題、實問題提出的,那么首先必須挖掘出學生中存在的問題,尤其是有價值的問題,串聯成合適的知識鏈,形成微專題。[3]教學時,教師應當結合教學對象及學生已有的知識架構來選取配置題目,以專題為背景,結合具體實例,教學講解,以多種方法促進學生思考與理解,從而讓學生對學過的知識融會貫通、印象深刻。

參考文獻:

[1]占遠秀.微專題在新時期復習課數學思維訓練中的應用[EB/OL].[2019-04-10].

[2]齊真,鄧雪蓮.談啟發式教學法在課堂教學中的應用[J].高等函授學報(自然科學版),2003(4).

[3]李寬珍.再談高中數學“微專題教學——微專題的編制策略與方法[J].中學教研(數學),2016(6).

作者:蔡娜 單位:福州第二中學