李佳坤
進入高中后,由于老師對學生的基礎了解得不是很透徹,這無疑提高了高中數(shù)學的教學難度。高中數(shù)學作為一門承上啟下的基礎課程,目的在于讓學生在學習高中數(shù)學后對大學高數(shù)能夠很好地掌握。這就要求老師在教學過程中站在學生的角度上著重考慮教學的難度。而“數(shù)列與差分”的學習與應用可以解決不少生活中的難題,例如:金融類、保險類、人口問題等,都可以利用“數(shù)列與差分”進行分析與解答。
1.高中數(shù)學中“數(shù)列與差分”教學現(xiàn)狀
我國便根據(jù)新頒布的教學章程,將“數(shù)列與差分”納入選修課中作為新興內容進行教學,蘇州同樣將其納入教學內容中。其中差分作為離散數(shù)學的分知識點,是現(xiàn)代教學的重要組成部分,經(jīng)濟學、物理學、計算機等眾多領域的問題幾乎都能夠用差分解決,這引起了學生濃厚的興趣?!皵?shù)列與差分”的教學,不僅表現(xiàn)出數(shù)學新課的發(fā)展趨勢,而且在一定程度上調動了學生的積極性,開闊了學生的數(shù)學視野,對于求知欲較強的高中生,增添了不少學習數(shù)學的樂趣。
由此可知,將“數(shù)列與差分”引入課程教學中,不管是對數(shù)學這一學科的教學還是在擴展學生數(shù)學知識方面,都起著積極的作用。
2.設置“數(shù)列與差分”教學內容的必要性
伴隨著科學技術的發(fā)展,為使數(shù)學應用的廣泛性能夠得到很好的體現(xiàn),增加“數(shù)列與差分”教學內容已是當代數(shù)學課程改革與發(fā)展的需求。數(shù)學科學作為基礎性學科,對自然科學、工程技術、社會學、經(jīng)濟學等各個領域都有涉及。差分作為計算機識別信號的一個重要的數(shù)學工具,其在數(shù)學課程中的影響顯而易見。而“數(shù)列與差分”的課程開設,對學生的教學素養(yǎng)、知識面、個性化發(fā)展都有積極的促進作用。由此可見,“數(shù)列與差分”開設為課程教學內容的重要性。除此之外,社會的進步和現(xiàn)實生活的發(fā)展要求,也是其發(fā)展必要的原因之一。我國早在古代就已經(jīng)懂得利用差分解決實際問題,北宋科學家沈括在《夢溪筆談》中提到的“隙積數(shù)”就是利用差分解決問題。
3.專題教學設計分析
3.1差分的定義
對于數(shù)列問題來說,差分相當于一個特定的數(shù)列。如:aaa…a…,其中a=a+d(n=1,2,…,n),d為常數(shù),稱為公差,即d=a-a,這就是一個差分,通常用D(a)=a-a表示,于是有D(a)=d,這是一個最簡單形式的差分方程。還可以假設變量y是依附在自變量t的,當t變?yōu)閠+1的時候,因變量y=y(t)的改變量D y(t)=y(t+1)-y(t)稱為函數(shù)y(t)在點t處步長為1的(一階)差分,常記作D yt=yt+1-yt(其中D為差分算子),簡稱為函數(shù)y(t)的(一階)差分。
3.2數(shù)列通項與差分的關系
根據(jù)兩者的關系,可列舉以下幾個蘇教版的例子來表示。
例一:對于函數(shù)y f(x),若f(x)(x ?1,2,3,…)有意義,則可得出數(shù)列:f(1),f(2),f(3),…,f(n),…。
例二:已知數(shù)列的第n項a為2,寫出這個數(shù)列首項、第二項和。
解:首項:a2×1-1 ? ?1;
第二項:a2×2-1 ? ?3;
第三項:a2×3-1 ? ?5.
在這一例子中第n項a可用公式2表示。一般情況下,若數(shù)列a的第n項與序號n之間的關系可以用一個公式進行表達,則這一公式便叫做這個數(shù)列的通項公式。
3.3差分對數(shù)列的描述
一階差分對數(shù)列增減可分為兩種情況進行分析:一是在a>0的情況下;二是在a<0的情況下。一階差分對數(shù)列極值的描述;二階差分對數(shù)列圖形凹凸的描述。
3.4線性差分方程
在進行線性差分方程的學習時,可在教學內容或實踐中引入差分方程,這樣能夠讓學生從直觀上對其進行了解。在教學過程中通過已知系數(shù)的一階線性差分方程對其通解及其相應的齊次方程的通解進行討論,從而對其獲得更深入的了解。對于線性差分方程的求解,可通過引導學生而不多做要求使學生分析方程組的能力逐步提高。其中蘇教版的線性差分方程教學對學生的教學起到很好的示范作用。
4.教學方法
關于傳授“數(shù)列與差分”知識,不能夠僅僅靠學生的積極性及其求知欲,還需要靠完整的教學體系得以支撐,而完整的教學方法體系主要是建立在教師能力及經(jīng)驗都較高的基礎上,好的、完整的教學體系能夠更好地使“數(shù)列與差分”概念深入學生的學習生活中,這對老師的教課能力及其實踐和構建該課題的學習系統(tǒng)能力都是很好的考驗。因此,高中教學中“數(shù)列與差分”的教學方式顯得尤為重要。
該課題知識結構體系的簡歷,首先要深入的了解該課題的主要內容,對“數(shù)列與差分”的概念應當有系統(tǒng)的學習安排。讓學生能夠通過其學習運用該思想對實際問題進行解決,在實踐案例中加入“數(shù)列與差分”的概念及問題解決,能使學生對其知識進行鞏固,調動學生積極性。教師只有在對學生的數(shù)學功底進行深入了解后,才能根據(jù)學生學習情況選擇適合的教學方法。
由上可知,學習“數(shù)列與差分”不僅能使學生更好地掌握知識,還能與實際相聯(lián)系,讓學生在學習過程中能利用所學知識對實際問題進行解決。
結語
隨著社會的改革和發(fā)展,國家頒布一系列教育政策,“數(shù)列與差分”伴隨著時代進步的潮流納入高中課程教學中。針對其在高中數(shù)學中的應用,我們進行了一系列的分析研究,其中列舉幾個蘇州教科書中的例子,充分證明了“數(shù)列與差分”不僅能夠讓學生在書本上學習,還能夠將學到的知識應用于解決實際問題。這在一定程度上表現(xiàn)了“數(shù)列與差分”運用在高中數(shù)學課程中的積極作用。