摘 要:教師要善于把教學(xué)內(nèi)容變成具有潛在意義的問題,使學(xué)生更加充分地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。就數(shù)學(xué)教學(xué)而言,廣義的問題包括例題和習(xí)題,貫穿于課堂教學(xué)的全過程。教師要注意創(chuàng)設(shè)有情境背景的核心問題,驅(qū)動(dòng)學(xué)生探究新知;設(shè)計(jì)系列性的變式問題,引導(dǎo)學(xué)生把握本質(zhì);設(shè)計(jì)不同樣例的分層問題,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);教師提問;情境問題;變式問題;分層問題
“善教者必善問?!睘榱烁玫赝怀鰧W(xué)生的主體地位,教師要善于提出問題,引導(dǎo)學(xué)生積極思考和探究,主動(dòng)建構(gòu)和發(fā)現(xiàn),從而在解決問題的過程中獲取知識(shí)、形成能力——而不是一味地講授,讓學(xué)生被動(dòng)地接受。也就是說,教師要善于把教學(xué)內(nèi)容變成具有潛在意義(廣義)的問題,使學(xué)生更加充分地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中——最好還能有所表現(xiàn),從而讓教師在更加精準(zhǔn)的評價(jià)基礎(chǔ)上展開更有針對性的教學(xué)。這樣才能讓教學(xué)“活”起來、更有效。
那么,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師提出問題要注意些什么?就數(shù)學(xué)教學(xué)而言,廣義的問題包括例題和習(xí)題,貫穿于課堂教學(xué)的全過程。下面,以《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》新授課為例,談一談幾個(gè)基本的教學(xué)環(huán)節(jié)中可以提出怎樣的問題,來幫助學(xué)生有效學(xué)習(xí)。
一、 有情境背景的核心問題,驅(qū)動(dòng)學(xué)生探究新知
數(shù)學(xué)新知教學(xué),首先(也是關(guān)鍵)要提出問題,驅(qū)動(dòng)(引導(dǎo))學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)(思考建構(gòu))新知。這樣的問題可以是一系列問題,但是一般來說,有一個(gè)核心的驅(qū)動(dòng)性問題,其他是引導(dǎo)性追問。那么,提出這樣的問題(尤其是核心問題)要注意什么呢?最好有一定的情境背景,以體現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)生的必要性(價(jià)值),并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲(興趣)。這樣的情境背景雖然也可以是純數(shù)學(xué)的,但是最好是與現(xiàn)實(shí)生活或虛構(gòu)故事(尤其是熱門的、經(jīng)典的)相關(guān)的,從而讓抽象、枯燥的數(shù)學(xué)變得具象、生動(dòng)一些。同時(shí)要貼近學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,即在學(xué)生已有認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上具有一定的挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性,能引發(fā)認(rèn)知沖突和指引探究方向——后者有時(shí)不是核心問題的功能,而是連續(xù)、遞進(jìn)的追問的功能。
《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》新授課,筆者創(chuàng)設(shè)了這樣的情境問題:“話說豬八戒自西天取經(jīng)回到了高老莊,從高員外手里接下了高老莊集團(tuán),搖身變成了CEO。可好景不長,便因資金周轉(zhuǎn)不靈而陷入了窘境,急需大量資金投入,于是就找孫悟空幫忙。悟空一口答應(yīng):‘行!我每天投資100萬元,連續(xù)一個(gè)月(30天),但是有一個(gè)條件:作為回報(bào),投資的第一天你必須返還我1元,第二天返還2元,第三天返還4元……即后一天返還數(shù)為前一天的2倍。’八戒聽了,心里打起了小算盤:‘第一天:支出1元,收入100萬;第二天:支出2元,收入100萬;第三天:支出4元,收入100萬元……哇,發(fā)財(cái)了!’心里越想越美,但再看悟空的表情,心里又嘀咕了:‘這猴子老是欺負(fù)我,這次會(huì)不會(huì)又在耍我?’八戒能接受悟空的投資條件嗎?”
這里,借助家喻戶曉的《西游記》故事人物和社會(huì)熱點(diǎn)的金融投資事件創(chuàng)設(shè)情境背景,引出求等比數(shù)列前n項(xiàng)和的核心問題,不僅體現(xiàn)了知識(shí)產(chǎn)生的必要性(價(jià)值),而且激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲(興趣)。同時(shí),引出的核心問題有一定的挑戰(zhàn)性,而這個(gè)情境背景有一定的啟發(fā)性:2為公比的具體數(shù)列能啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位相減法。教學(xué)中,教師可以通過引導(dǎo)性追問,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn):對第2到n項(xiàng)的和(n≥2)提取公比q,即得前n-1項(xiàng)和,然后,利用Sn與Sn-1的遞推關(guān)系,可得Sn的關(guān)于a1、an+1、q的表達(dá)式。符號(hào)表達(dá)為:Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+a1q2+…+a1qn-2)=a1+qSn-1=a1+q(Sn-an)Sn=a1-an+11-q。進(jìn)而,可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),這一推導(dǎo)方法的關(guān)鍵步驟是將Sn乘q,從而相減消去“中間項(xiàng)”(第2至n項(xiàng))。由此,可以引出錯(cuò)位相減法。
二、 系列性的變式問題,引導(dǎo)學(xué)生把握本質(zhì)
數(shù)學(xué)是一門精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,而且具有很強(qiáng)的一般性和深刻性。數(shù)學(xué)知識(shí)有著精確的內(nèi)涵本質(zhì)和廣泛的運(yùn)用變化,難以一步到位地理解、掌握。學(xué)生發(fā)現(xiàn)(建構(gòu))數(shù)學(xué)新知后,教師要注意設(shè)計(jì)一系列變式問題,由是(正確)到非(錯(cuò)誤)、由淺(特殊)入深(一般),幫助學(xué)生在不同運(yùn)用的比較中,逐步把握數(shù)學(xué)新知的本質(zhì)。
《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》新授課,引導(dǎo)學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)(思考建構(gòu))等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式Sn=a1-an+11-q=a1(1-qn)1-q后,筆者設(shè)計(jì)了這樣的一系列變式問題:
例1 求等比數(shù)列14,-12,1,…的前n項(xiàng)的和。
變式1 求等比數(shù)列14,-12,1,…從第6項(xiàng)到第10項(xiàng)的和。
變式2 求等比數(shù)列2,2,2,2,2,…的前n項(xiàng)的和。
變式3 求等比數(shù)列a,a2,a3,a4,…的前n項(xiàng)的和。
例1直接運(yùn)用公式求和即可。變式1也是直接運(yùn)用公式求和,但是,需要求兩次前若干項(xiàng)的和,然后作差得到從某一項(xiàng)到另一項(xiàng)的和——當(dāng)然,也可以重新確定從某一項(xiàng)到另一項(xiàng)的數(shù)列的首項(xiàng)和項(xiàng)數(shù),再基于公比不變,運(yùn)用公式求一次和。變式2能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn),公比為1時(shí),公式?jīng)]有意義,不能用來求和,但是,因?yàn)楦黜?xiàng)相等,所以可以用Sn=na1這個(gè)簡單的公式求和。變式3是更一般的情況(含字母參數(shù)),可引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),要分公比為1和公比不為1兩類情況討論。因此,這一系列變式問題能讓學(xué)生充分把握之前探究所得公式的本質(zhì):真正意義上的等比數(shù)列(公比不為1)而非實(shí)際上是常數(shù)數(shù)列的等比數(shù)列(公比為1,也是等差數(shù)列)的前n項(xiàng)和公式。
三、 不同樣例的分層問題,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用
學(xué)生獲得新知、把握本質(zhì)后,練習(xí)解決一定數(shù)量的問題,以進(jìn)行鞏固、學(xué)會(huì)應(yīng)用,是必需的。此時(shí),設(shè)計(jì)問題的關(guān)鍵是適當(dāng)分層,注意不同的難易性和綜合度。這樣,一方面可以更好地面向全體學(xué)生,關(guān)注個(gè)體差異,“使得人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育,不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展”;另一方面可以更好地展示豐富側(cè)面,關(guān)注問題的典型性,通過不同樣例的學(xué)習(xí),充分發(fā)展遷移應(yīng)用的能力。
《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》新授課,引導(dǎo)學(xué)生把握等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的本質(zhì)后,筆者設(shè)計(jì)了這樣的(課內(nèi))不同樣例分層問題:
1. 在等比數(shù)列an中,若a1=2,q=2,n=8,則前n項(xiàng)和Sn=""" 。
2. 求等比數(shù)列1,2a,4a2,8a3,…的前n項(xiàng)和Sn。
3. 已知an=2n-13n(n∈N*),求數(shù)列an的前n項(xiàng)和Sn。
4. 已知數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn,a1=-94且4Sn+1=3Sn-9(n∈N*),而數(shù)列bn滿足3bn+(n-4)an=0(n∈N*)。
(1) 求bn的前n項(xiàng)和Tn;
(2) 若Tn≤λbn對任意的n∈N*恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍。
第1題是等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式最直接(最簡單)的應(yīng)用,雖然沒有像上述例1和變式1、2那樣給數(shù)列的前若干項(xiàng),但是更加直接地給出了數(shù)列的首項(xiàng)、公比和項(xiàng)數(shù)。第2題則像上述變式3那樣給出了更一般的數(shù)列(含字母參數(shù)),同樣需要先求出公比并對其是否為1進(jìn)行討論,再利用相應(yīng)的公式求和。第3題讓等差數(shù)列和等比數(shù)列通項(xiàng)相乘,構(gòu)造新數(shù)列,求其前n項(xiàng)和,意在將錯(cuò)位相減法的應(yīng)用范圍推廣到更一般的情形。第4題則大幅度提升了綜合性,要求學(xué)生先通過前n項(xiàng)和的遞推關(guān)系求出數(shù)列an的通項(xiàng)(是等比數(shù)列),再根據(jù)通項(xiàng)之間的關(guān)系求出數(shù)列bn的通項(xiàng)(是等差數(shù)列與等比數(shù)列的積數(shù)列),由此,先利用錯(cuò)位相減法求出bn的前n項(xiàng)和,再根據(jù)bn的通項(xiàng)與前n項(xiàng)和的不等關(guān)系分離參數(shù)、求最值從而求出參數(shù)的取值范圍。可見,這四個(gè)問題(樣例)層次分明,同時(shí)相互關(guān)聯(lián)、依次遞進(jìn),能讓學(xué)生初步體會(huì)到等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及其推導(dǎo)方法的不同應(yīng)用側(cè)面以及豐富應(yīng)用價(jià)值。