王強(qiáng)善
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括:數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模、邏輯推理。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生學(xué)習(xí)多年后,把數(shù)學(xué)知識(shí)忘掉后,剩下的忘不掉的東西。荷蘭數(shù)學(xué)教育家費(fèi)賴登塔爾說:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的唯一正確方法在于再創(chuàng)造?!被跀?shù)學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)就是教師對(duì)數(shù)學(xué)的再創(chuàng)造,再創(chuàng)造的宗旨是對(duì)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的藝術(shù)呈現(xiàn)。本文著重談教師在基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)上的再創(chuàng)造,即基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)策略。
一、對(duì)基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的幾個(gè)認(rèn)識(shí)
1.課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的重心:教學(xué)的重心就是設(shè)計(jì)的重心,教學(xué)設(shè)計(jì)是為教學(xué)服務(wù)的,教學(xué)設(shè)計(jì)是為了引領(lǐng)教學(xué),不是為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)。不論教學(xué)的重心還是設(shè)計(jì)的重心都在數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)上。
2.課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的靈魂:教學(xué)的價(jià)值取向就是教學(xué)設(shè)計(jì)的靈魂,也就是思考并解決:我們?yōu)槭裁炊蹋痰哪繕?biāo)。在教學(xué)中是“為什么教”而決定著“教什么,怎么教”。
教學(xué)的價(jià)值,首先是教給學(xué)生知識(shí),知識(shí)是基礎(chǔ)。但有比知識(shí)更重要的東西,是核心素養(yǎng)(也稱思想)。數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握是暫時(shí)的,時(shí)間久了可能遺忘。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的影響是持久的,跟隨學(xué)生一生,核心素養(yǎng)是更高層次的知識(shí),核心素養(yǎng)比知識(shí)更養(yǎng)人。教學(xué)必須從知識(shí)出發(fā),但又必須追求核心素養(yǎng),核心素養(yǎng)是能力的核心,只有核心素養(yǎng)才能把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。
數(shù)學(xué)有哪些能力?數(shù)學(xué)的五個(gè)基本能力:空間想象能力、抽象概括能力、推理論證能力、運(yùn)算求解能力、數(shù)據(jù)處理能力。升華到一般能力:提出、分析和解決問題的能力,獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。進(jìn)而發(fā)展到更高層次的能力:應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí),內(nèi)化為核心素養(yǎng)。
教學(xué)的主要任務(wù)是提升核心素養(yǎng),培養(yǎng)能力,以及形成一般能力和更高層次的能力,學(xué)校教育、學(xué)科教學(xué)都是為了發(fā)展和完善人,這是教育教學(xué)的終極使命。于是課堂教學(xué)的價(jià)值取向發(fā)展形成了一個(gè)序列:知識(shí)→核心素養(yǎng)→基本能力→一般能力和更高層次的能力→人的發(fā)展和完善。
3.基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)要有立意、有創(chuàng)意、有主題、有思想,教學(xué)設(shè)計(jì)高立意:對(duì)知識(shí)重新組裝,對(duì)思想再提煉,為內(nèi)化核心素養(yǎng)搭建平臺(tái),為培養(yǎng)能力尋找載體。
基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實(shí)施要低起點(diǎn),教師要體現(xiàn)三大基本功:善于舉例、善于提問、善于比較與優(yōu)化,課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的藝術(shù)是使學(xué)生喜歡教師所教的東西,點(diǎn)燃學(xué)生的思維火花,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,變數(shù)學(xué)冰冷的美麗為火熱的思考,讓學(xué)生有喜歡的方向,并走下去。
二、基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)策略
數(shù)學(xué)課型可分為概念課、公式定理課、方法訓(xùn)練課、試卷講評(píng)課。各類課不同程度、不同側(cè)重地蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施中不同程度、不同側(cè)重地凸顯“數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模、邏輯推理”等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
(一) 凸顯核心素養(yǎng)“數(shù)據(jù)分析”的教學(xué)設(shè)計(jì)策略
數(shù)學(xué)是與數(shù)據(jù)打交道的學(xué)科,數(shù)學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)、數(shù)字的敏感度。核心素養(yǎng)“數(shù)據(jù)分析”可以在概念課、公式定理課的教學(xué)設(shè)計(jì)中凸顯,尤其是在設(shè)計(jì)“讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)公式、定理的場(chǎng)景”中凸顯。
案例1-1:設(shè)計(jì)場(chǎng)景,讓學(xué)生以“數(shù)據(jù)分析”為工具發(fā)現(xiàn)公式。
在“兩角和與差的余弦”一課的教學(xué)中,在復(fù)習(xí)三角函數(shù)定義及有關(guān)知識(shí)后,提出一個(gè)問題,不查表求cos(-435°)的值。學(xué)生利用誘導(dǎo)公式不難得到cos(-435°)=cos75°,到了這一步后,學(xué)生束手無策,此時(shí)老師的引導(dǎo)至關(guān)重要,于是設(shè)計(jì)提出以下問題:
(1)75°能否寫成兩個(gè)特殊角的和或差的形式?(75°=45°+30°或75°=120°-45°)
(2)能否猜測(cè)75°、45°、30°余弦的一個(gè)關(guān)系式,它們成立嗎?
(猜測(cè)cos75°=cos(45°+30°)= cos45°+cos30°或cos45°- cos30°或cos45°·cos30°,它們都不成立。)
(3)cos(45°+30°)與45°、30°的三角函數(shù)值有關(guān)系嗎?到底有什么關(guān)系? 一般地,cos(α+β)能否用單角α和β的三角函數(shù)來表示?這里的困難是75°的三角函數(shù)值還不會(huì)算,下面我們先研究α、β、α+β的三角函數(shù)值都會(huì)計(jì)算的情形。
(4)分別寫出cos(60°+30°)、cos60°、sin60°、cos30°、sin30°的值,并把0用、、、表達(dá)出來;類似地寫出cos(60°+60°)、cos60°、cos60°、sin60°、sin60°的值,并把-用、、、表達(dá)出來;類似地寫出cos(120°-60°)、cos120°、sin120°、cos60°、sin60°的值,并把用-、、、表達(dá)出來。
由上可得,0=×-×即cos(60°+30°)=cos60°×cos30°-sin60°×sin30°。又=-×+×,即cos(120°-60°)=cos120°·cos60°+sin120°·sin60°
(5)把cos(α+β)用cosα、sinα、cosβ、sinβ表達(dá)出來,提出猜測(cè)(猜想cos(α+β)=cosα·cosβ-sinα·sinβ)
至此,以“數(shù)據(jù)分析”為工具學(xué)生獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了公式,學(xué)生不是被動(dòng)地接受知識(shí),而是通過對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和主動(dòng)建構(gòu)的過程,內(nèi)化了“數(shù)據(jù)分析”核心素養(yǎng)。課堂教學(xué)中展示老師想法的同時(shí)也要充分展示學(xué)生的所想、所思。這里把75°=45°+30°,換成90°=60°+30°,120°=60°+60°,60°=120°-60°的教學(xué)設(shè)計(jì)中角度的重新選擇,就是為了鋪平學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)的道路。美國教育學(xué)家杜威說過:“教學(xué)決不僅僅是一種簡(jiǎn)單的告訴,教學(xué)應(yīng)該是一種經(jīng)歷、一種體驗(yàn)、一種感悟?!苯虒W(xué)的藝術(shù)不在于傳授,而在于激勵(lì)、喚醒和鼓勵(lì),這是教學(xué)的本質(zhì)。這里的苦心設(shè)計(jì)就是要讓學(xué)生自己把公式找出來。公式是學(xué)生在老師設(shè)計(jì)的條件下、設(shè)計(jì)的情景中發(fā)現(xiàn)的,不是老師講出來的??涿兰~斯說過“要找到一種方法,教師可以少教,學(xué)生可以多學(xué)。”這里的教學(xué)教師講得少,學(xué)生體驗(yàn)多,核心素養(yǎng)內(nèi)化多。教學(xué)中即使是“假發(fā)現(xiàn)”,也好于單向灌輸,發(fā)現(xiàn)的過程就是深刻理解、接近本質(zhì)的過程。發(fā)現(xiàn)的場(chǎng)景、條件需要教師深入的鉆研、挖掘。
案例1-2:利用數(shù)字拆分發(fā)現(xiàn)不等式,提升數(shù)字敏感度。
數(shù)字的拆分1:把10分為兩個(gè)正數(shù),再計(jì)算它們的乘積,比較不同的乘積,提出一個(gè)結(jié)論(即不等式:兩個(gè)正數(shù)的和一定時(shí),兩個(gè)正數(shù)越接近,它們的乘積越大,從而得到了不等式序列:1×9<2×8<3×7<4×6<5×5。從而:當(dāng)兩個(gè)數(shù)的和一定時(shí),它們的乘積有最大值,當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)數(shù)相等的時(shí)候。
數(shù)字的拆分2:把10分為兩個(gè)正數(shù),再計(jì)算這兩個(gè)正數(shù)算術(shù)根的和,比較不同的和,提出一個(gè)結(jié)論。讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)字的變換拆分,在數(shù)字的變換拆分中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)論,經(jīng)歷公式的提出過程,學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)大大提高。說不定學(xué)習(xí)后不經(jīng)意的再琢磨,提出一個(gè)結(jié)論,發(fā)現(xiàn)一個(gè)定理。
(1)10=1+9=2+8=3+7=4+6=5+5
(2)由+﹤+猜想:﹤+﹤+﹤+﹤+﹤+
(3)一般地:若a+b=m+n,a、b、m、n∈R+,若|a-b|﹤|m-n|,則+﹥+。
案例1-3:賦予數(shù)據(jù)特殊的含義,設(shè)計(jì)幫助學(xué)生理解、記憶的情景。
只有理解了的東西,才能深刻感知它。只有深刻感知才能理解和記憶。數(shù)學(xué)中很多東西是需要學(xué)生記憶的,教師要讓學(xué)生記憶的數(shù)據(jù)、數(shù)字“有料、有情、有味道”。
(1)1rad=()°≈57.3。
情景:1弧度,57.3度,1573啊。
(2)1°=rad≈0.01745rad
情景:現(xiàn)在大家記憶弧度換算公式,需要安靜,如果有人一度(1°)想胡動(dòng)(弧度),動(dòng)動(dòng)(0.0)可要(1)氣(7)死(4)我(5)?。?745)。
(3)π=3.1415926……
情景:山巔一寺(3.14)一壺酒(159),爾樂(26)苦殺吾……
案例1-4:“借”數(shù)發(fā)力,設(shè)計(jì)解題方法的自然形成過程。
武打里有借力打力,數(shù)學(xué)上有借數(shù)發(fā)力。如:1,3,7,15,31……的一個(gè)通項(xiàng)公式(各項(xiàng)加1后得到數(shù)列2,4,8,16,32,64,……它的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=2n,所以原數(shù)列通項(xiàng)公式為an=2n-1),這就是“借”數(shù)發(fā)力,“借”數(shù)后解題方法自然形成。
(二)凸顯核心素養(yǎng)“數(shù)學(xué)抽象”的教學(xué)設(shè)計(jì)策略
案例2-1:從生活、生產(chǎn)實(shí)踐中提出問題,讓學(xué)生在經(jīng)歷生產(chǎn)生活實(shí)際問題的“數(shù)學(xué)抽象”過程中,經(jīng)歷公式的提出過程。
生活常識(shí):鹽水加鹽變咸,糖水加糖變甜。若現(xiàn)有a克糖水含b克糖,向糖水溶液中加糖c克,則﹥(a﹥b﹥0,c﹥0)
案例2-2:尋找數(shù)學(xué)抽象后得到的結(jié)論(公式、定理等)生成的載體,使數(shù)學(xué)抽象與具體模型(圖形)融合,注重具體模型與數(shù)學(xué)抽象二者之間的溝通。如:三角形里a=bCOSC+cCOSB,利用△ABC中BC邊上作高,很容易得到,結(jié)論也容易在學(xué)生頭腦中生根。
案例2-3:利用具體模型(圖形)推導(dǎo)數(shù)學(xué)抽象后得到的結(jié)論,讓數(shù)學(xué)結(jié)論及數(shù)學(xué)結(jié)論的推導(dǎo)因具體模型而生動(dòng)形象。如Sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ的推導(dǎo),可利用在直角三角形中:斜邊×銳角余弦=鄰邊,斜邊×銳角正弦=對(duì)邊,那么:sinαcosβ是斜邊為sinα,有一銳角為β的Rt△中β角的鄰邊。Sinαcosβ也可看成斜邊為cosβ,有一銳角為α的Rt△中α角的對(duì)邊(這里考慮α、β都是銳角的情形)。
(三)凸顯核心素養(yǎng)“邏輯推理”的教學(xué)設(shè)計(jì)策略
案例3-1:邏輯推理也需要形象思維啟發(fā),發(fā)掘和運(yùn)用原形圖(啟發(fā)模型)很重要。如:三角形的內(nèi)角和定理的探尋與證明。
(1)三角形三內(nèi)角和是多少?學(xué)生人人準(zhǔn)備一個(gè)三角形紙板,引導(dǎo)學(xué)生剪下兩個(gè)角,與剩下的角拼在一起,容易發(fā)現(xiàn),三角形內(nèi)角和為180。。
(2)如何證明呢?觀察三個(gè)內(nèi)角拼在一起的圖形,易得定理的證明方法:延長(zhǎng)BA至A′,過A作AD//BC,則∠DAA′=∠B, ∠DAC=∠C,由∠DAA′+∠DAC+∠CAB=180°,得∠B+∠C+∠CAB=180°。
這是多么自然的規(guī)律,多么自然的證明啊,把三個(gè)內(nèi)角剪拼在一起的過程就是輔助線的生成過程。
案例3-2:邏輯思維中思維導(dǎo)圖(思維的印跡、程序)本身也是極好的邏輯思維訓(xùn)練素材。思維導(dǎo)圖是另一種形象思維,建立在思維導(dǎo)圖上的邏輯推理學(xué)生更容易接受、更容易不被忘記。以下四個(gè)圖形是兩角差的正、余弦公式證明的思路流程。
圖1中:AB=sinβ,OB=cosβ。
圖2中:BE=OB·sinα=cosβ·sinα,OE=OB·cosα=cosβ·cosα。
圖3中:AH⊥BE于H,∠ABH=α。
BH=BA·cosα=sinβ·cosα,AH=AB·sinα=sinβ·sinα。
圖4中:AF⊥x軸于F,F(xiàn)A=sin(α-β),OF= cos(α-β)。
又OF= OE+HA=cosβ·cosα+ sinβ·sinα,
AF= BE-BH= cosβ·sinα- sinβ·cosα。
從而得到:cos(α-β)=cosαcosβ+ sinαsinβ,sin(α-β)= sinαcosβ- cosαsinβ。
實(shí)際上以上四個(gè)推導(dǎo)公式的圖形依序全部呈現(xiàn)給學(xué)生,比單獨(dú)僅呈現(xiàn)第四個(gè)圖形(最后一個(gè)圖形),對(duì)學(xué)生掌握公式推導(dǎo)思路效果好得多,因?yàn)閺膱D1到圖4呈現(xiàn)的是推導(dǎo)思路的形成過程,而圖4只是推導(dǎo)思路的結(jié)果圖。
(四)凸顯核心素養(yǎng)“直觀想象”的教學(xué)設(shè)計(jì)策略
直觀想象是很重要的數(shù)學(xué)素養(yǎng),教師要善于在平淡無奇處發(fā)掘直觀想象素材。引領(lǐng)學(xué)生利用直觀大膽想象,創(chuàng)新設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)知識(shí)、公式推導(dǎo)的優(yōu)化方法。
案例4-1:推導(dǎo)點(diǎn)P(x0,y0)到直線Ax+By+C=0(A2+B2≠0) 的距離公式。通過探索、比較與優(yōu)化,設(shè)計(jì)下面問題序列:
題1:求點(diǎn)P(1,2)到直線4x+3y+2=0的距離
解:設(shè)過P(1,2)與直線4x+3y+2=0垂直的直線方程為3x-4y+m=0,解得m=5,由3x-4y+5=0與4x+3y+2=0聯(lián)立方程組,得兩直線交點(diǎn)坐標(biāo)為P0(-,),∴點(diǎn)P(1,2)到直線4x+3y+2=0的距離:
|PP0|=====
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生經(jīng)歷運(yùn)算的繁瑣過程,知繁而變。這里把課本中一般字母換成特殊數(shù)字,既讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)值運(yùn)算的繁瑣,又不過多耽誤課堂教學(xué)時(shí)間,充分考慮實(shí)際操作的可行性。
題2:有無比較簡(jiǎn)便的計(jì)算方法呢?(由于點(diǎn)到直線的距離就是點(diǎn)到直線的垂線段的長(zhǎng),可以考慮把點(diǎn)到直線的垂線段放在直角三角形中,利用直角三角形求解。)
解:過P分別作x軸、y軸的平行線,交直線4x+3y+2=0于A、B兩點(diǎn),則yA=2,由xA=-=-=-2,得A (-2,2),又xB=1,由yB=-=-=-2得B(1,-2),|AP|=|xP-xA|=1+2=3,|PB|=|yP-yB|=2-(-2)=4。Rt△ABP中,|AB|==5,設(shè)點(diǎn)P到直線4x+3y+2=0的距離為d,則d·|AB|=|PA|·|PB|,d==。
設(shè)計(jì)意圖:此例通過構(gòu)造直角三角形,求解點(diǎn)到直線的距離很簡(jiǎn)捷,它是推導(dǎo)點(diǎn)到直線距離公式的引子。為體現(xiàn)構(gòu)造直角三角形運(yùn)算的簡(jiǎn)捷性,其中點(diǎn)P的坐標(biāo)、直線4x+3y+2=0方程中的數(shù)字是通過多次探索、反復(fù)調(diào)整找到的。從而把問題化歸為求三邊為3,4,5的Rt△斜邊上的高,以體現(xiàn)利用直觀圖形的簡(jiǎn)捷性和啟發(fā)性。
實(shí)際上,教學(xué)活動(dòng)可以看成教師看了“底牌”,師生共同參與的智力游戲,教學(xué)設(shè)計(jì)就是創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生直觀想象、凸顯思維大方向的素材。本例中點(diǎn)P的坐標(biāo)(1,2)與直線方程4x+3y+2=0的得來對(duì)教師很有啟發(fā)意義。直線方程4x+3y+2=0是從p(1,2)出發(fā)利用三邊為3,4,5的Rt△找出來的(為了構(gòu)造一個(gè)以p(1,2)為直角頂點(diǎn),兩邊分別與x軸,y軸平行,長(zhǎng)度分別為3、4的直角三角形,斜邊的兩端點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)該為(-2,2)、(1,-2),經(jīng)過這兩點(diǎn)的直線方程為4x+3y+2=0。這就是根據(jù)游戲底牌的需要選擇的數(shù)字)。
題3:求P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離d。
解:由P(x0,y0)分別作x軸、y軸的垂線交直線l:Ax+By+C=0于C、D兩點(diǎn),則yC=yO,xD=xO,xC=-,yD=-,|PC|=|xP- xC|=|xO+|=,|PD|=|yP- yD|=,由|CD|2=|PC|2+|PD|2得到|CD|=·,由|CD|·d=|PC|·|PD|得:d= 。
設(shè)計(jì)意圖:好的方法要交給學(xué)生去發(fā)現(xiàn),當(dāng)然,不是學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn),而是在教師的指導(dǎo)下“有條件”(直觀想象)地發(fā)現(xiàn)。
(五) 凸顯核心素養(yǎng)“數(shù)學(xué)建?!钡慕虒W(xué)設(shè)計(jì)策略
對(duì)數(shù)學(xué)建模的理解不能片面化、形式化,有時(shí)已有的方法、問題也可以成為數(shù)學(xué)模型。
案例5:等差數(shù)列求和公式的推導(dǎo)方法可以成為推導(dǎo)等比數(shù)列求和公式的模型??匆韵碌膯栴}序列:
(1)求和S100=1+2+3+……+100 (解:由S100=1+2+3+……+100得:S100=100+99+……+2+1,兩式相加得:2S100=(1+100)+(2+99)+……+(100+1)=101×100,S100=5050)。
(2)已知:{an}等差,求和Sn=a1+a2+……+an (解:由Sn=a1+a2+……+an得:Sn= an+an-1+……+a2+a1,兩式相加得:2Sn=(a1+ an)+(a2+ an-1)+……+(an+ a1)。由{an}等差,得a1+ an= a2+ an-1=……= an+ a1,所以:2Sn=n(a1+ an),Sn=。
設(shè)計(jì)意圖:化不同加數(shù)的和為相同結(jié)果的和,盡量化為相同結(jié)果求和,是公式推導(dǎo)的關(guān)鍵。這里問題(1)是問題(2)的模型。
(3)求和S100=21+22+23+……+2100(分析:沿著尋找相同結(jié)果的方向,思考構(gòu)造一個(gè)數(shù)列,使之與S100=21+22+23+……+2100有盡可能多的相同項(xiàng),容易得到:2S100=22+23+……+2100+2101,2S100與S100有99個(gè)相同項(xiàng),兩式相減得(1-2)S100=21-2101,S100=2101-21。
解決思路:關(guān)鍵是尋找與S100有盡可能多的相同項(xiàng)的2S100,這里問題(1)和(2)是問題(3)的模型。
(4)已知:{an}等比,公比為q,求和Sn=a1+a2+……+an。
解決思路:關(guān)鍵是尋找與Sn有盡可能多的相同項(xiàng)的qSn,這里問題(3)是問題(4)的模型。
(六) 凸顯核心素養(yǎng)“數(shù)學(xué)運(yùn)算”的教學(xué)設(shè)計(jì)策略
一些典型的復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,教師常常突然地一次性地給出,學(xué)生很難內(nèi)化為運(yùn)算素養(yǎng)。可以采用引例適當(dāng)鋪墊,一個(gè)好引例勝過一千條說教,好的引例就是運(yùn)算時(shí)數(shù)學(xué)思維的“腳手架”,好例子能成就有料的教學(xué)。
案例6:求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程一課中,當(dāng)?shù)玫椒匠?=2a(2a>2c>0)后方程的化簡(jiǎn)非常繁瑣,大多數(shù)學(xué)生中途放棄。簡(jiǎn)捷方法又很突然,常感從天而降?,F(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)引例,引火燎原,引出化簡(jiǎn)方法。
(1) 解方程+=10
解一:=10-,兩邊平方,得:5=3x+25,兩邊平方,得:25(x2+6x+9+16)=9x2+6x×25+252,16x2=0,x=0
解題過程繁瑣,有沒有簡(jiǎn)便的方法呢?注意到與+相似的有-,且(+)·(-)=a-b,容易得到方法二。
解二:由(+)·(-)=[(x+3)2+16]-[(x-3)2+16]=12x,得:
-=x
聯(lián)立+)=10,得:
=x+5,兩邊平方,得:x2+6x+9+16=x2+6x+25,x2=0,x=0
設(shè)計(jì)意圖:引例暗示方程+=2a的化簡(jiǎn)方法(利用有理化因式組合化簡(jiǎn)),易得:-)==,兩式相加,得:2=2a+,即=a+,兩邊平方,易得+=1。
這里的引例是體現(xiàn)了:退后一步天地寬,退而求其寶。退到學(xué)生可操作,可經(jīng)歷與體驗(yàn),在經(jīng)歷與體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并掌握推導(dǎo)方法。
總之,數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)化需要教師創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)并實(shí)施有效的課堂教學(xué),使學(xué)生建立起數(shù)學(xué)思維,并以此正確的分析問題、解決問題。