【摘要】數(shù)學知識據(jù)點是教學中的堡壘,構(gòu)建合理的數(shù)學知識據(jù)點,使得數(shù)學教學有輪有廓.保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)連貫性的同時,又使得數(shù)學系統(tǒng)具有模塊性,形成認知的片段性,有力地勾勒出連續(xù)與綿長的知識版圖.既照顧了數(shù)學知識本身的獨立性,又關(guān)注了數(shù)學系統(tǒng)的整體性.
【關(guān)鍵詞】知識據(jù)點;系統(tǒng);增長點;策略
構(gòu)建數(shù)學知識的據(jù)點,使其成為鞏固數(shù)學知識的堅定堡壘,使得數(shù)學本質(zhì)內(nèi)容更容易為學生所理解,數(shù)學講授形式更豐富精彩,教學效果對學生的影響更深刻.
1找準數(shù)學知識據(jù)點,描繪數(shù)學框架系統(tǒng)
數(shù)學知識據(jù)點是指對某一部分數(shù)學知識,進行特定的教學活動,使得學生對這一部分數(shù)學知識掌握得更加透徹,把握得更加準確,使用得更加熟悉,使其對整個數(shù)學知識系統(tǒng)有著承上啟下的作用.數(shù)學知識據(jù)點一般布控在難點、盲點和生長點上.這三個關(guān)鍵點如同一個鐵三角,足以支撐數(shù)學教學的整體知識脈絡(luò),同時又發(fā)揮相互補充、相互促進的重要作用.
1.1將據(jù)點建在難點上,化難為易,降低數(shù)學系統(tǒng)構(gòu)建門檻
數(shù)學難點是指學生學習過程中的一個短板板塊.比如講授“回歸分析的基本思想及其初步應用”時,發(fā)現(xiàn)整節(jié)教學內(nèi)容概念很多,且是學生相對不熟悉的領(lǐng)域,學生已經(jīng)學習了兩個變量之間的相關(guān)關(guān)系,包括畫散點圖,求回歸直線方程,利用回歸直線方程進行預報等內(nèi)容,因此確定教學難點:1.解釋殘差變量的含義;2.了解偏差平方和分解的思想.教師以難點為據(jù)點,分清主次,區(qū)別輕重,突出重點,解決難點.教師可以以PowerPoint為操作平臺,界面活潑,操作簡單,能有效支持多種其它技術(shù),用EXCEL圖表展示,直觀形象,節(jié)約時間,幫助學生順利完成學習內(nèi)容.使得學生學習更加輕松,知識更加清晰,為理解以后新知識和掌握新技能提供方便.因為難點具有很多的不確定性,給學生儲存的信息造成混亂,學生對于數(shù)學知識的理解和掌握,很大程度有賴于學生自身的知識水平、理解能力,以及教師的妥善指導.另外,難與易是相對,只要教師在教學中,了解學生需要,選擇問題驅(qū)動,善于處理,知識的難易是可以轉(zhuǎn)化的.
1.2將據(jù)點建在盲點上,由模糊到清晰,明確了數(shù)學系統(tǒng)構(gòu)建方向
數(shù)學知識盲點是學生在學習過程中看不透、想不準、理不清的部分.例如在講授“回歸分析的基本思想及其初步應用”時,學生的盲點在于不知道如何討論一元線性回歸模型,分析模型中產(chǎn)生隨機誤差項的原因,難以從相關(guān)系數(shù)的角度研究兩個度量間線性相關(guān)關(guān)系的強弱,更不清楚在什么情況下可以考慮使用線性回歸模型.教師應該以點帶面,讓學生通過實際問題去理解回歸分析的必要性,從散點圖中點的分布上我們發(fā)現(xiàn)直接求回歸直線方程存在明顯的不足,從中引導學生去發(fā)現(xiàn)解決問題的新思路——進行回歸分析,進而介紹利用R2來表示解釋變量對于預報變量變化的貢獻率,從中選擇較為合理的回歸方程,最后是建立回歸模型基本步驟.
1.3將據(jù)點建在生長點上,促快促優(yōu),激活了數(shù)學系統(tǒng)完善的動力.
數(shù)學知識生長點是數(shù)學引申的源頭,同樣,在講授“回歸分析的基本思想及其初步應用”時,教師在教學中明確統(tǒng)計思想,函數(shù)思想,數(shù)形結(jié)合的方法是本節(jié)的生長點,在教學中適當?shù)卦黾訉W生合作與交流的機會,多從實際生活中找出例子,著力利用整體的觀點和互相聯(lián)系的觀點來分析問題,以科學的態(tài)度評價兩個變量的相互關(guān)系.
2運用數(shù)學據(jù)點構(gòu)建策略,升華數(shù)學系統(tǒng)勾勒版圖
由學生數(shù)學學習的特點,歸納、演繹、類比往往是構(gòu)建數(shù)學據(jù)點的快速策略,也是勾勒數(shù)學系統(tǒng)的有力手段.
2.1歸納包括縱向歸納和橫向歸納,縱橫交錯,在縱向中深化,在橫向中擴展
2.1.1縱向歸納
(1)已知平面上不同兩點A(x1,y1),B(x2,y2),求以線段AB為直徑的圓的方程.(圓上動點為P,則kPA·kPB=-1)
(2)設(shè)A,B是橢圓的左右頂點,P是橢圓上一點,求kPA×kPB=.
(3)設(shè)A,B在橢圓上,且關(guān)于原點對稱,P是橢圓上一點,求kPA×kPB=.
2.1.2橫向歸納
(1)已知圓O:x2+y2=1,點P在直線l:x+3y-8=0上,過P作圓的切線PA,PB,切點為A,B,則四邊形OAPB面積的最小值是.
兩個基本思路:
①P在直線上,設(shè)P點的坐標,OP的長可用P點坐標參數(shù)表示,由于S四邊形OAPB=2S△OAP,再根據(jù)二次函數(shù)求最值.
②設(shè)OP=t,則S可用t表示,只有OP⊥直線l時,t最小.
這兩個思路不足以鞏固經(jīng)驗思維,比較引入新問題:
(2)求向量PA,PB的數(shù)量積的最小值.
數(shù)量積變化的根本原因是線段OP長度的變化,設(shè)OP=t,∠APO=θ,則tsinθ=1,cos2θ=1-2sin2θ,于是PA·PB=(t2-1)1-2t2=t2+2t2-3≥22-3.這個結(jié)論是錯誤的,原因就是等號不成立,因為問題中的t≥4105,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性知,t=42 瘙 綋 4105,+∞,當且僅當t=4105時,可求最小值.
2.2演繹包括逆向演繹和反思演繹,在逆向中尋找據(jù)點,在反思中升華系統(tǒng)
2.2.1逆向演繹
比如:設(shè)f(x)=exx+k在區(qū)間(2,3)上不單調(diào),求k的范圍.
f′(x)=ex(x+k-1)(x+k)2在區(qū)間(2,3)上不單調(diào),有兩種情況:
在(2,3)上連續(xù),則f(x)=0有根,
即f(2)f(3)<0,得-2 在(2,3)上間斷,由x+k=0及2 綜上,k∈(-3,-1). 本題對“不單調(diào)”進行演繹分析,挖掘出在(2,3)連續(xù)與間斷兩個關(guān)鍵據(jù)點,逆向思考在(2,3)上連續(xù)時k的范圍,在(2,3)上間斷時k的范圍,兩面開花,從而完整把這道題進行解答. 2.2.2反思演繹 比如:在已知曲線3y=x3+4上,求過點P(2,4)的切線方程. (1)因為P在曲線上,可求出切線斜率為4,所以切線方程為4x-y-4=0. (2)先設(shè)切點,寫出切線方程,將P點帶入切線方程,得到切點的橫坐標為2或-1,所以切線方程為4x-y-4=0,或x-y+2=0. 而(1)是對題目的表征意義不明確,或是把“過P點的切線”與“過P點處的切線”當成了同一個意思. 2.3類比包括對比表征和比較猜想,在類比中鞏固據(jù)點,在類比中完善系統(tǒng) 2.3.1對比表征 例如:已知x2+px+1>2x+p, (1)x∈\[2,4\]時,不等式恒成立,求p的取值范圍; (2)|p|≤2時,不等式恒成立,求x的取值范圍. 對第一問,常規(guī)思路1:函數(shù)法,研究函數(shù)f(x)>0,借用對稱軸進行分類討論;比較復雜(通法). 常規(guī)思路2:分離變量,因為x>1,所以p>1-x,求其最大值. 啟示:圖象法,原不等式化為:(x-1)2 >-px+p,作兩函數(shù)圖象,x∈\[2,4\],(x-1)2min=1. 當p>0,得(-px+p)max<1; 當p<0,得(-px+p)max<1; 當p=0,恒成立. 對第二問,常規(guī)思路1:函數(shù)法,此時,轉(zhuǎn)化后的左邊表示一次函數(shù),只需端點的函數(shù)值大于0. 常規(guī)思路2:分離變量. 啟示1:圖象法,不等式變?yōu)椋▁-1)p>-(x-1)2.x>1,p>-x+1,只需1-x<-2,所以x>3;x<1,p<1-x,只需1-x>2,所以x<-1. 啟示2:討論,把不等式看成方程,有兩個根1,1-p,對根進行比較: 1-p>0,所以x<1或x>(1-p)max=3; 1-p<0,所以x>1或x<(1-p)min=-1; 1-p=0,此時x≠1.取交集:x<-1或x>3. 2.3.2比較猜想 (1)過拋物線焦點的光線通過反射得到平行于對稱軸的光線,這條光線實際上是入射點的切線反射出來的,引申到過焦點的直線與拋物線交于A,B兩點,過A,B的切線互相垂直.切線交點的軌跡就是拋物線的準線. (2)猜想橢圓也有這樣的性質(zhì)?反之,過橢圓外一點P引橢圓兩條互相垂直的切線,P點的軌跡是一個圓(2014年廣東20題). (3)猜想雙曲線也有這樣性質(zhì)? 3找點建系,找準數(shù)學知識據(jù)點,描繪數(shù)學框架系統(tǒng) “找據(jù)點”需要教學善喻、善導、善聯(lián)、善點、善講,“建體系”使得教學更合法、合情、合理、適時. 3.1知識據(jù)點注重點與點遷移連接 數(shù)學知識通過知識據(jù)點連接,由知識點與點遷移,由對照來揭示知識的本質(zhì)屬性和非本質(zhì)屬性之間的關(guān)系,從而展示知識的形成過程,促進學生對知識的理解\[1\]. 例如:(1)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1-an=2,則該數(shù)列的通項公式為; (2)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=2an,則該數(shù)列的通項公式為. 等比數(shù)列與等差數(shù)列的知識隔閡得以打破. 3.2知識據(jù)點注重線性發(fā)散遞進 通過知識據(jù)點教學,變式教學側(cè)重對例題、習題的變形,提高學生自身的基本技能\[2\]. 例如:如果x>0,求函數(shù)f(x)=x+1x的最小值. 遞進1:如果x<0,求函數(shù)f(x)=x+1x的最值; 遞進2:如果x>3,求函數(shù)f(x)=x+1x-3的最值; 遞進3:如果x>0,求函數(shù)f(x)=-x2-2x+3x的最值. 3.3知識據(jù)點注重面到體伸展遷移遞進 知識據(jù)點考慮知識面上的完整性,也要注重知識板塊的整體性.例如:“平面內(nèi),垂直于同一直線的兩條直線是否平行?” “空間內(nèi),垂直于同一直線的兩條直線是否仍然平行呢?” 在正、反、側(cè)立體化遷移,縱橫知識,以完整打通知識內(nèi)容聯(lián)系. 我們在構(gòu)建知識據(jù)點,切實提高學生相應的感性認識,避免教學中已知對新知的負遷移作用壓倒了正遷移作用,確定好教學中切合實際的靜態(tài)和動態(tài)重點難點. 參考文獻 [1]何正文.基于核心素養(yǎng)的多階數(shù)學思維的培養(yǎng)\[J\].中學數(shù)學雜志,2019(01):1416. [2]何正文.何謂彈性游擊教學\[J\].課程教學研究,2014,(09):9394. 作者簡介何正文(1988—),男,廣東茂名人,廣東省肇慶市學科委員會委員,中學一級教師;主要研究課堂教學;發(fā)表論文40多篇,主持課題10多項,參與課題20多項.