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用心捕捉動(dòng)態(tài)信息著力提升思維品質(zhì)

2015-05-29 19:38:23王麗君
關(guān)鍵詞:歸納法交點(diǎn)圖象

王麗君

課堂教學(xué)過程是師生、生生有效互動(dòng),動(dòng)態(tài)生成的過程.教學(xué)過程中會(huì)產(chǎn)生一些意料之外的,有意或無意的,正確或錯(cuò)誤的信息,教師應(yīng)抓住有利時(shí)機(jī),因勢利導(dǎo),讓課堂充滿成功的喜悅,讓學(xué)生得到更好的發(fā)展.

一、捕捉錯(cuò)誤信息 提升辨析能力

心理學(xué)家蓋耶認(rèn)為:“誰不考慮嘗試錯(cuò)誤,不允許學(xué)生犯錯(cuò)誤,就將錯(cuò)過最富成效的學(xué)習(xí)時(shí)刻.”學(xué)生會(huì)在不斷地糾錯(cuò)過程中,獲得新知,提高能力,增進(jìn)體驗(yàn).所以說教學(xué)中的“錯(cuò)誤”是一種重要的課程資源.善于挖掘并運(yùn)用“錯(cuò)誤”將會(huì)給課堂帶來活力,捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤背后隱藏的教學(xué)價(jià)值同樣也是教師教學(xué)智慧的體現(xiàn).

案例1:若關(guān)于x的不等式a≤x2-x+≤b的解集為[a,b],求a+b的值.這是筆者在高三復(fù)習(xí)課上所選用的一道例題,當(dāng)時(shí)有部分學(xué)生給出了如下解答.

解:設(shè)f(x)=x2-x+,則f(x)=(x-1)2+1≥1,所以a≥1,f(x)在[a,b]上是單調(diào)遞增函數(shù). 所以f(a)=a,

f(b)=b,即a,b為方程x2-x+1=x的兩根,所以a+b=5.

這個(gè)“完美”解答卻是徹徹底底的“張冠李戴”.追根究底發(fā)現(xiàn)其中包括了:(1)心理性錯(cuò)誤. 學(xué)生已有的函數(shù)定義域和值域概念以及由此產(chǎn)生的思維定式:已知函數(shù)的定義域就是求值域;(2)知識性錯(cuò)誤. 將“不等式a≤y≤b”與“函數(shù)的值域?yàn)閇a,b]”這兩個(gè)概念等同起來;(3)邏輯性錯(cuò)誤. 視命題“已知a≤f(x)≤b時(shí),有a≤x≤b成立”與命題“已知a≤x≤b時(shí)有a≤f(x)≤b成立”為等價(jià)命題.

實(shí)際上,知識性錯(cuò)誤、邏輯性錯(cuò)誤以及心理性錯(cuò)誤是常見的錯(cuò)誤類型.其中知識性錯(cuò)誤包括概念模糊、忽視條件、忽視特例等;邏輯性錯(cuò)誤包括轉(zhuǎn)換論題、循環(huán)論證、不等價(jià)辨析、以偏概全、分類不當(dāng)?shù)?;心理性錯(cuò)誤包括存在錯(cuò)覺定式、心理品質(zhì)不良等.只有在深刻剖析錯(cuò)誤成因之后,才能有效避免錯(cuò)誤,糾錯(cuò)教學(xué)才是有效的.

二、捕捉質(zhì)疑信息 開拓思維能力

在課堂教學(xué)中,學(xué)生質(zhì)疑是由于新舊經(jīng)驗(yàn)間的矛盾沖突,這反映出學(xué)生正在積極思考,是珍貴的課堂動(dòng)態(tài)資源.因此,教師要關(guān)注從學(xué)生中產(chǎn)生的質(zhì)疑資源.不僅要“接住學(xué)生拋過來的球”,而且能隨機(jī)調(diào)整思路,經(jīng)過激勵(lì)點(diǎn)撥,再把“球拋給學(xué)生”.

案例2:方程log4(4x+1)-x=log4(a·2x-a)有且只有一個(gè)根,求實(shí)數(shù)a的范圍.

解法一:原方程有且只有一個(gè)根等價(jià)于方程=a(2x-1)有唯一解. 即等價(jià)于4x+1=a·4x-a·2x有唯一解. 令t=2x,則方程(1-a)t2+at+1=0在(0,+∞)內(nèi)只有唯一一個(gè)正數(shù)根.

等價(jià)于Δ=a2-4(1-a)=0,

>0,或a2-4(1-a)>0,

<0,

可得a=-2-2,或a>1.

質(zhì)疑1:為什么要轉(zhuǎn)化為一元二次方程?

翻開數(shù)學(xué)歷史的畫卷,我們發(fā)現(xiàn),如果不借助計(jì)算機(jī),我們對三次方程的研究是何其艱辛.查看我們高中數(shù)學(xué)有關(guān)方程的教學(xué)要求,即熟練掌握一元二次方程的解法,了解簡單的指數(shù),對數(shù)方程的解法.因此一元二次方程才是根本.因而抓住命題中“方程”兩字,進(jìn)行轉(zhuǎn)化是水到渠成的事情.

質(zhì)疑2:方程根問題的實(shí)質(zhì)是研究圖象與x軸交點(diǎn)問題.是否可以在4x+1=a·4x-a·2x的基礎(chǔ)上,令t=2x,考慮t2+1=a(t2-t)與t軸只有一個(gè)交點(diǎn)?

解法二:由t2+1=a(t2-t)只有一個(gè)解,可得函數(shù)y=t2+1與函數(shù)y=a(t2-t)圖象當(dāng)t>0時(shí)只有一個(gè)交點(diǎn),因?yàn)楫?dāng)a=1時(shí),兩個(gè)拋物線的形狀一樣,所以當(dāng)a>1時(shí),如圖1,y=a(t2-t)的遞增速度比y=t2+1的速度快,于是會(huì)有一個(gè)交點(diǎn).當(dāng)a<0時(shí),如圖2,由兩拋物線相切可得a=-2-2.

說明:以上解法涉及到曲線相切的定義,即兩曲線在切點(diǎn)處有相同的函數(shù)值以及導(dǎo)數(shù)值,此定義在高中是不作要求的,因此曲線相切的方法有一定的局限性,不過為了拓展學(xué)生的思維,也可鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)查閱有關(guān)曲線相切的定義及方法.同時(shí)涉及到遞增級數(shù)問題,作為拓展學(xué)生的極端思想也是一道不錯(cuò)的訓(xùn)練題.

解法三:由t2+1=a(t2-t),可得t+=a(t-1),則圖象y=t+=a(t>0)與y=a(t-1)(t>0)有唯一的交點(diǎn),直線y=t,t=0是y=t+=a(t>0)的兩條漸近線,則a=-2-2或a>1.

質(zhì)疑3:為什么不采用常規(guī)的變量分離?

解法四:由=a(2x-1),可得a=,令t=2x,可得g(t)=(t>0),由g′(t)==0,可得t=-1. 當(dāng)00,g(t)單調(diào)遞增;當(dāng)t>-1時(shí),g′(t)<0,g(t)在(-1,1),(1,+∞)單調(diào)遞減,并且當(dāng)t→1時(shí),g(t)→∞,當(dāng)t→+∞時(shí),g(t)→1,所以a=-2-2.

說明:當(dāng)t→+∞時(shí),g(t)→1,對高中生比較難以表達(dá)清楚,這是大學(xué)數(shù)學(xué)中的洛必達(dá)法則. 因此不是方法不行,只是知識還沒有完備,因此我們選擇了其他方法.有興趣的同學(xué)可以去網(wǎng)上查查有關(guān)資料.

質(zhì)疑4:類似于解法四的處理方法,a=,t=2x,可得a==1+,令s=t+1,則a=1+=1+,但由于函數(shù)y=的圖象不好處理,所以又是一個(gè)半成品.

解法五:=s+-3(s>1),所以=2-3,或者≥0,所以a=-2-2,或a>1.

反思回顧:各種方法雖然各有不同,但相同的是都轉(zhuǎn)化為兩個(gè)圖象有唯一交點(diǎn).其實(shí)只要兩個(gè)函數(shù)各自的圖象性質(zhì)清楚,兩圖象之間的關(guān)系清楚,怎么變形都可以.所有的解題敗筆,都有自己的閃亮點(diǎn),也是學(xué)生認(rèn)知的難點(diǎn),仔細(xì)處理解題過程中的半成品,對我們建構(gòu)合理的知識結(jié)構(gòu),梳理知識的條理性,樹立學(xué)生的自信心都是有幫助的.

案例3:等比數(shù)列求和公式推導(dǎo)過程.

當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1,等式兩邊同乘以q可得qSn=a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn,兩式相減,可得Sn=.

質(zhì)疑:為什么兩邊要乘以q,不乘以q可以嗎?

方法一:由Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn-a1qn=a1+qSn-a1qn可得.

方法二:由==…=,可得==…=,所以==q-1,=q-1(古希臘歐幾里得《幾何原本》第九卷題35)[1]

方法三:由===…=,可得=q,所以=q.

由此可見,乘以q僅是一種運(yùn)算技巧,不乘以q的方法更巧妙.

三、捕捉意外信息 培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在豐富而千變?nèi)f化的課堂情境教學(xué)中,常會(huì)有許多“小意外”,面對課堂上意想不到的“小插曲”,教師要有“不管風(fēng)吹浪打,勝似閑庭信步”的大將風(fēng)范.要用理智駕馭情感,要學(xué)會(huì)隨機(jī)應(yīng)變.要用智慧捕捉稍縱即逝的教學(xué)資源.投學(xué)生之所好,以便達(dá)到水到渠成之功效,使之成為課堂的亮點(diǎn).

案例4:在教數(shù)學(xué)歸納法這節(jié)課時(shí),我讓學(xué)生準(zhǔn)備20來塊多米諾骨牌,然后提問如何將所有的多米諾骨牌推倒.預(yù)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生回答只要滿足(1)將第一塊骨牌推倒;(2)每一塊骨牌都能碰到后一塊骨牌,則所有的骨牌都能推倒.從而能得到關(guān)于自然數(shù)命題的證明方法——數(shù)學(xué)歸納法. 設(shè)p(x)是關(guān)于自然數(shù)的命題,若①(奠基)p(1)成立;②(歸納)假設(shè)p(k)成立可以推出p(k+1)成立,則p(k)是對一切自然數(shù)n均成立.但是課堂上學(xué)生的表現(xiàn)出乎意料,一個(gè)頑皮的學(xué)生說,“像打水漂一樣的,只要1能夠得著3,3能夠得著5,……,同時(shí)2能夠得著4,4能夠得著6……就行了.”這實(shí)際上是跳躍式數(shù)學(xué)歸納法的雛形.當(dāng)時(shí)我馬上想起以前一位學(xué)生的話——“數(shù)學(xué)歸納法沒有一點(diǎn)生命活力,我最討厭學(xué)這個(gè)”.怎樣讓數(shù)學(xué)歸納法“活”起來?怎樣讓學(xué)生有興趣學(xué)?這是否是一個(gè)契機(jī)呢?于是我針對以上想法把這類數(shù)學(xué)歸納法作了簡單的介紹,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣立即提上來了,原來數(shù)學(xué)歸納法是這樣玩出來的.于是更多更奇特的想法如雨后春筍般冒出來,我也不急于去阻止,只是告訴他們,他們的想法中還有很多是我們數(shù)學(xué)歸納法的雛形,引導(dǎo)學(xué)生課后上網(wǎng)查資料,讓學(xué)生去了解雙重?cái)?shù)學(xué)歸納法、蹺蹺板數(shù)學(xué)歸納法、反向數(shù)學(xué)歸納法的類型,讓數(shù)學(xué)歸納法充滿活力.

總之,課堂教學(xué)是動(dòng)態(tài)生成的過程,是師生共同成長的過程.走進(jìn)學(xué)生內(nèi)心和學(xué)生一起成長是教師的責(zé)任,教師要從學(xué)情出發(fā),用銳眼捕捉契機(jī),善于利用,并按照需要隨時(shí)做出有創(chuàng)意的教學(xué)調(diào)整,使課堂在動(dòng)態(tài)過程中生成亮點(diǎn),閃耀精彩,演繹高潮迭起的數(shù)學(xué)課堂,讓學(xué)生真正成為教學(xué)的主體,讓學(xué)生的思維空間得以拓展,思維品質(zhì)得以提升.

參考文獻(xiàn):

[1] 汪曉勤.中學(xué)數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)史[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

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