戚有建 (江蘇省揚(yáng)州中學(xué) 225009)
上世紀(jì)二十年代,美國著名教育學(xué)家、心理學(xué)家杜威首先提出了“自治自動(dòng)”教育思想,并于1919—1921年間來華訪問和講學(xué).受杜威先生影響,陶行知、朱自清成為“自治自動(dòng)”教育思想的積極傳播者和實(shí)踐者.陶行知先生撰文《學(xué)生自治問題之研究》對(duì)“自治自動(dòng)”進(jìn)行闡述:學(xué)生自己管理自己,自我評(píng)價(jià),自己發(fā)揮主觀能動(dòng),實(shí)現(xiàn)自我成長.朱自清先生的教育理念集中體現(xiàn)在他給母校揚(yáng)州中學(xué)譜寫的校歌中:“人格健全,學(xué)術(shù)健全,相期自治與自動(dòng),欲求身手試英豪,體育須兼重.”“人格健全,自治自動(dòng)”也成了揚(yáng)州中學(xué)沿承百年的教育主張.作為揚(yáng)州中學(xué)的一名教師,筆者也在努力繼承和發(fā)揚(yáng)這一教育主張,并且將其與數(shù)學(xué)教學(xué)融合起來,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的提升,逐步實(shí)現(xiàn)用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界,用數(shù)學(xué)的方法研究世界,用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)世界.
為了踐行“自治自動(dòng)”,筆者以“解三角形復(fù)習(xí)課”為題上了一節(jié)公開課,授課對(duì)象是揚(yáng)州中學(xué)高一理科重點(diǎn)班的學(xué)生,他們基礎(chǔ)扎實(shí)、思維敏捷、積極性高,有較強(qiáng)的合作精神和探究能力.本節(jié)課的設(shè)計(jì)定位是“問題由學(xué)生提、思路由學(xué)生想、方法由學(xué)生說、反思由學(xué)生悟”.新穎的教學(xué)設(shè)計(jì)、豐富的數(shù)學(xué)活動(dòng),催生了精彩的數(shù)學(xué)課堂,取得了良好的教學(xué)效果,受到聽課教師們的一致好評(píng).
解三角形是由已知的邊角確定未知邊角元素的過程.而正、余弦定理的作用就是將邊角間的關(guān)系數(shù)量化,從而構(gòu)建方程(或方程組),因此方程思想是解三角形的關(guān)鍵.如果已知的方程個(gè)數(shù)比未知的邊角元素個(gè)數(shù)少,這樣就變成不確定三角形,此時(shí)就可以研究三角形中的最值(范圍)問題.
(1)學(xué)生自治自動(dòng)提出問題
情境三角形的6個(gè)元素(3條邊和3個(gè)角)中知道幾個(gè)就能解三角形?有哪些類型?
意圖此情境幫助學(xué)生回憶正、余弦定理的內(nèi)容,思考正、余弦定理的作用及解三角形的幾種常見類型.
問題在△ABC中,已知b=7,B=60°,,求.(請(qǐng)?zhí)钜粋€(gè)條件,然后解答問題)
意圖以開放題的形式呈現(xiàn),讓學(xué)生自己填寫條件解答問題,可以激發(fā)學(xué)生興趣,啟發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己提出問題,從而實(shí)現(xiàn)自治自動(dòng),提升數(shù)學(xué)思維.
教學(xué)中,學(xué)生首先想到的是下面兩種方案:給角求邊、給邊求角.學(xué)生根據(jù)這兩種方案很容易編題,例如下面的題目1、題目2.
(2)學(xué)生自治自動(dòng)分析問題
追問比較題目1和題目2,哪個(gè)問題值得進(jìn)一步研究(哪個(gè)問題復(fù)雜點(diǎn))?為什么?
意圖啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步深入思考,體會(huì)這兩類問題的差異,雖然都是用正弦定理處理,但是題目2中三角形可能會(huì)有兩解.此時(shí)學(xué)生很自然地會(huì)想到編寫這方面的題目,例如下面的題目3、題目4.
題目3 (判斷三角形有幾個(gè)解)在△ABC中,已知b=7,B=60°,a=8,判斷△ABC有幾個(gè)解?(答案:2個(gè)解)
題目4 (判斷三角形有幾個(gè)解)在△ABC中,已知b=7,B=60°,a=5,判斷△ABC有幾個(gè)解?(答案:1個(gè)解)
教學(xué)中還有學(xué)生想到了給邊求邊,例如:
題目5 (給邊求邊)在△ABC中,已知b=7,B=60°,a=8,求c.(答案:3或5)
解析本題可以用正弦定理處理,也可以用余弦定理處理,可啟發(fā)學(xué)生體會(huì)其中的差異.實(shí)際上用余弦定理簡(jiǎn)單,因?yàn)樗鼘⒃瓎栴}轉(zhuǎn)化為二次方程問題,如果用正弦定理,則轉(zhuǎn)化為三角方程問題,而且解題步驟會(huì)多一些.
教學(xué)中,還有學(xué)生想到了給面積求周長,或者給周長求面積,例如下面的題目6、題目7.
解析題目6、題目7旨在幫助學(xué)生體會(huì)正余弦定理的作用是將邊角間的關(guān)系數(shù)量化,從而構(gòu)建方程(或方程組),而在具體處理方程時(shí)可以一解到底,也可整體處理、設(shè)而不求.
(3)學(xué)生自治自動(dòng)解決問題
學(xué)生的主動(dòng)性被激活了之后就愿意思考、樂于思考.以上面的題目3為例,在“有幾個(gè)解”這個(gè)重難點(diǎn)上,學(xué)生經(jīng)過思考想到了很多好的解法:
圖1
解法1(交軌法)先作∠B=60°,然后在一條邊上取BC=8,再以C為頂點(diǎn)、7為半徑畫圓(圖1),因?yàn)閳A與∠B的另一條邊有兩個(gè)交點(diǎn),所以△ABC有2個(gè)解.
解法3(余弦定理法)在△ABC中,由余弦定理得c2-8c+15=0,解得c=3或c=5,所以△ABC有2個(gè)解.
(4)學(xué)生進(jìn)一步提出問題
如果已知的方程個(gè)數(shù)比未知的邊角元素個(gè)數(shù)少,則三角形不確定,此時(shí)就可以研究三角形中的最值(范圍)問題.例如下面的題目8、題目9.
題目9 在△ABC中,已知b=7,B=60°,求△ABC周長的最大值.(答案:21)
題目9實(shí)際上可以歸結(jié)為題目8,題目8的處理方法很多.
解法1構(gòu)建基本不等式求最值
解法2構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)(三角函數(shù))求最值
解法3借助軌跡求最值
新課標(biāo)強(qiáng)調(diào),教師要更新教育觀念,改變教學(xué)方式,讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),由被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)建構(gòu)者.而自治自動(dòng)的教育主張可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性,幫助學(xué)生自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,并且能及時(shí)地對(duì)自己的思維過程進(jìn)行自我調(diào)控.自治自動(dòng)可以促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教師教學(xué)方式和教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略的改進(jìn),從而促進(jìn)高中生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思維能力的提升.
新課標(biāo)中明確提出了“四基”和“四能”兩大課程目標(biāo),“四能”具體是指提高學(xué)生從數(shù)學(xué)角度發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、分析和解決問題的能力.愛因斯坦曾指出:“發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要,因?yàn)樘岢鲂聠栴},需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力”.顧明遠(yuǎn)教授說:“新世紀(jì)的教育要求學(xué)生獨(dú)立思考,敢想敢做,勇于創(chuàng)新,不能提出問題的學(xué)生不是一個(gè)好的學(xué)生”.可見,發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是創(chuàng)新的開始.教學(xué)中,教師可以從問題的聯(lián)想和類比、問題的延伸和推廣等方面啟發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題和提出問題.
教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是新課標(biāo)的本質(zhì)要求,新課標(biāo)倡導(dǎo)通過各種形式的數(shù)學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生親身體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展和形成過程.波利亞說過“學(xué)習(xí)任何知識(shí)的最佳途徑都是由自己去發(fā)現(xiàn),因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)理解最深刻,也最容易掌握其內(nèi)在規(guī)律”.現(xiàn)在的學(xué)生都是在“順利”中長大的,生活中缺乏挫折和磨練,而通過一些“不順利”的數(shù)學(xué)探究之路,可以讓學(xué)生對(duì)探究歷程的艱辛有深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)科學(xué)道路的曲折有深刻的理解,同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的毅力與不服輸?shù)木瘢?/p>