波利亞認(rèn)為:數(shù)學(xué)教學(xué)就是解題教學(xué).這里的“題”其實是“問題”,即在教師的日常教學(xué)與學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,我們自始至終是在逐步地解決問題.而“變式教學(xué)”就是將問題逐步遞進(jìn)、逐步深入,最終解決問題.它既能培養(yǎng)學(xué)生的縱橫聯(lián)系能力,又能提高學(xué)生的發(fā)散思維能力.馬頓從教育的角度提出變式是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),沒有變式就不需要辨別.而學(xué)習(xí)又是源于辨別的,“變式教學(xué)”是數(shù)學(xué)中的引申,推廣在教學(xué)中的訴求.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生要學(xué)習(xí)大量的性質(zhì)定理、判定定理和公式等.以往的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)常常是老師“告訴”學(xué)生,學(xué)生機(jī)械地練習(xí),很多學(xué)生感到枯燥乏味.要想激發(fā)學(xué)生提出和論證命題的興趣,“變式教學(xué)”成為一個重要的渠道.以下就兩方面分別闡述.
一、概念的變式教學(xué)
數(shù)學(xué)概念的一個基本特征是抽象性,但許多數(shù)學(xué)概念又直接來自具體的感性經(jīng)驗,因此,概念引入教學(xué)的關(guān)鍵是建立感性經(jīng)驗與抽象概念之間的聯(lián)系.而已具備的經(jīng)驗,概念的敘述,以及掌握概念所依據(jù)的變式是學(xué)生掌握概念的主要因素.
以函數(shù)單調(diào)性的概念教學(xué)為例.函數(shù)單調(diào)性概念的教學(xué)主要有兩個關(guān)鍵:(1)它是針對定義域的某個“區(qū)間”而言;(2)“任意性”.我們在教學(xué)的時候往往可以借助不同的典型的圖形加深學(xué)生對概念的理解.過程如下.
1.如圖為某市一天24小時內(nèi)的氣溫變化圖:
觀察上圖,說出氣溫在哪些時間段內(nèi)是升高的?怎樣用數(shù)學(xué)語言刻畫“隨著時間的增多氣溫逐步提高”這一特征?
(在此基礎(chǔ)上,再變化延伸到我們具體的數(shù)學(xué)問題上來,研究幾個重要的基本初等函數(shù).)
2.觀察下列函數(shù)的圖像,指出圖像變化的趨勢.
第一個圖:在R上,y隨著x的增大而增大.第二個圖:在區(qū)間(-∞,1],y隨著x的增大而減??;在區(qū)間[1,+∞),y隨著x的增大而增大.第三個圖:在區(qū)間(-∞,0),y隨著x的增大而減??;在區(qū)間(0,+∞),y隨著x的增大而減小.
3.總結(jié)單調(diào)性、單調(diào)區(qū)間概念,寫出上面三個圖的單調(diào)區(qū)間.由圖一了解“單調(diào)函數(shù)”;由圖二體會單調(diào)性是針對定義域的某個“區(qū)間”而言;由圖三的單調(diào)區(qū)間不能用“并”(舉反例)加深對“任意性”的理解.
說明:上述過程體現(xiàn)了從特殊到一般的變式思想.采用這種變式,可以使學(xué)生更深刻、更有效地理解概念.
二、習(xí)題的變式教學(xué)
講解習(xí)題時對其進(jìn)行各種引申(如改變條件、改變結(jié)論、一般化等),或一道習(xí)題用多種方法解決,或用一種方法解決多個問題,可以滲透數(shù)學(xué)解題的思想和方法,提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力.“引申”的例題在(二)中已涉及,這里不再舉例.下面舉一個“一題多解”的例子:設(shè)等差數(shù)列{a}的前n項和為S,且a=12,S>0,S<0.
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S,S,…,S中哪一個最大,并說明理由.
解:(1)由已知可得不等式組a=a+2d=12S=12a+66d>0S=13a+78d<0,即144+42d>0156+52d<0,∴- (2)方法一:由d<0,可知數(shù)列{a}是一個遞減數(shù)列.因此在1≤n≤12中必存在一個自然數(shù)n,使得a>0,a<0,此時對應(yīng)的S就是S,S,…,S中的最大值.由于S=6(a+a)>0S=13a<0,于是a<0,a>0,因此S最大. 方法二:由于數(shù)列{a}是一個遞減數(shù)列,解關(guān)于n的不等式組a=a+(n-3)d>0a=a+(n-2)d<0得n<3-n>2-.由- 方法三:利用等差數(shù)列的前n項和公式,得S=na+d=n+12-dn=n-5-?搖-5-?搖.∵d<0,∴當(dāng)n-5-?搖最小時,S最大.由于- 說明:本題第二問采用了三種不同的方法,殊途同歸.方法一、二主要運(yùn)用了函數(shù)的單調(diào)性思路,結(jié)合了數(shù)列的特征;方法三是運(yùn)用二次函數(shù)最大(?。┲档那蠼馑悸?用不同的方法強(qiáng)化了函數(shù)的解題思想. 總之,變式教學(xué)在教學(xué)實踐中一直被教師自覺和不自覺地應(yīng)用著.在新課程改革的背景下,如何進(jìn)行變式教學(xué)更是教師應(yīng)時刻關(guān)注的問題.通過對于概念、問題的多層次變式構(gòu)造,學(xué)生對概念的形成及問題的解決過程有一個清晰的認(rèn)識,是積累活動經(jīng)驗、提高解決問題能力的一條有效途徑.</