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例析数学习题教学中教师主导作用的发挥

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学生是教学的主体,对于习题教学亦不能外,但是学生练什么?按照怎样的顺序练习?解题过程中思维遇到了困难怎么办?这些都需要我们教师充分发挥主导性作用进行宏观调控.习题课是高中数学重要的课型,传统的习题教学就题讲题,灌输解题的方法和技巧,导致学生的思维主动性不够,知识学习和应用不成体系,解决问题的能力得不到有效的提升.那么在高中数学习题教学中,如何发挥教师的主导性作用呢?本文就该话题谈几点看法,望能有助于教学实践.

一、精选范例深化研究

习题教学不可缺失了例题的示范性作用,笔者认为选择怎样的例题是教师主导性作用发挥的一个重要方面,选的例题应蕴含数学思想,同时又具有可拓展性,借助于例题和变式实现学生思维的深入化引导,学生在例题解决中实现分析、解决实际问题的能力及数学素养的有效提升.

例1 求f(x)=x2-2x-3在区间[2,3]上的最小值.

例1的教学关注点在于引导学生关注审题,从题目中多给的区间出发,配合使用函数图象完成习题的解答,让学生初步掌握方法,领会其间的数学思想.接着进行变式训练,引导学生的思维发散.

变式1 求f(x)=x2-ax-3在区间[2,3]上的最小值.

这个变化可不小啊!多数学生函数方程处理完毕后都能得到f(x)=(x-a2)2-a24-3,但是接下了却无从下手了.

如何引导呢?

可以追出一个问题:函数的最小值能看出来么?想一想是不是(-a24-3)?用什么方法去探究?

借助于追问引导学生从函数图象和定义域为[2,3]出发,图象的对称轴为x=a2,解决突破口很自然地转化为思考“对称轴x=a2与[2,3]这一区间”在位置上有啥关系.经过一番讨论,结果自然就出来了:

①当a2

②当2≤a2≤3,即4≤a≤6时,最小值为f(a2)=-a24-3;

③当a2>3,即a>6时,最小值为f(3)=6-3a.

例题完成后,还应引导学生进行解题过程和方法的反思:例1和变式1有什么差异,对这类变式我们应当如何处理?帮助学生进行数学知识、思想方法的沉淀.

二、注重解题过程的交流与讨论

学生是教学的主体,习题教学亦不能外,我们在习题教学的每个环节都应该以全体学生的思维发展为着力点,引导学生在审题、分析、探究的整个过程中合作、交流.

例2 设方程x2m+y24=1 (m>0,m≠4),回答下列几个问题:

(1)如果方程表示的是一个椭圆,且焦点在x轴上,试分析实数m的取值范围;

(2)如果方程的准线平行于x轴,试分析实数m的取值范围;

(3)如果椭圆的离心率为12,试分析实数m的取值范围;

(4)如果椭圆的一个焦点为(0,1),试分析实数m的取值范围.

对于这一道题的处理,除了解题,笔者还将班上的学生分为了4个组,课后每组讨论1题,分析老师选题的意图,课上再让每组选一个代表进行汇报和交流,然后再集体讨论、归纳,整个问题的分析和探讨在师生、生生交流的过程中得以解决并提高了认识的深度.

三、习题讲解注重铺垫引导

对于学生解题的过程我们要注意实时监控,如果发现学生解题出现了困难,不应该将答案抛给学生,可以设置铺垫性问题积极引导其思维.

例3 已知数列{an}中,a1=5,a2=2,an=2an-1+3an-2(n≥3),试写出其通项公式.

这道习题可以考查学生归纳、构建特殊数列的能力,但是如果学生第一次接触此递推公式,学生会感觉到难度过大,笔者在教学中进行了如下铺垫:

铺垫1:已知数列{an}中,a1=5,an=2an-1(n≥2),试写出其通项公式.

铺垫2:已知数列{an}中,a1=5,an=2an-1+3(n≥2),证明:数列 {an+3}是等比数列.

铺垫3:已知数列{an}中,a1=5,a2=2,an=2an-1-an-2(n≥3),证明:数列{an-an-1}为等比数列,并试着写出它的通项公式.

借助这三个新问题的铺垫,引导学生从最近发展区实现跨越,从中提炼出方法并应用到例3的问题解决中去,不仅解决了问题,还体验了思维逐步发展的过程,教学效果自然俱佳.

四、注重习题的归类

往往多节习题课学习下来,有些知识和方法间存在着较大的联系,引导学生进行归类和总结有助于学生能力的提升.

例如,“三角函数问题中的探索题”存在着多种形式,通常命题的题干中缺少一定的条件或者是一些结论给出不明确,这种命题的目的本身就是要培养学生推断和证明能力,属于一大类的问题,覆盖了很多知识,具有综合性能强,解题方法活等特点,在教学中应通过例题的呈现来有意识地引导学生进行习题归类.

1.条件探索题

条件探索题是典型的探索题,命题中给学生提供问题的结论,不过条件没有给出,要求学生自主补充给出问题结论成立的条件.

例4 已知α、β都是锐角,α+β≠90°,且

2cosα=1cos(α+β)+1cos(α-β) ①,求证:cosα=2cosβ2.你认为这个命题的条件①是否成立?如果认为不成立,请对条件进行必要的修改使①成立,同时保证该命题为真命题.

分析 例4的解法在于将条件①进行变形,然后判断是否成立,接着结合化简的结果,对条件进行修改.实践经验表明,条件探索题通常会涉及到较多的知识点,具有较强的综合性,需要学生有“逆向思维”,对学生的解题基本功的要求较高,此类问题的解答策略为“执果索因”,即从结论出发,逆向探求,分析要让结论成立,需要满足哪些条件,接着结合三角函数的图形及其性质实施逆向推导,便可以顺利地求出待求的条件.

2.结论探索题

这种探索题条件给出,但是没有给定结论或是结论的正确性需要确定.

例5 已知a>b>0,试分析asinα+basinα-b能否介于a-ba+b与a+ba-b之间.

分析 例5的问题情境可以转化为求自变量为sinα的函数y=asinα+basinα-b的值域问题.先求出用y来表示sinα的表达式,接着根据|sinα|≤1得到y的范围,这类问题的思维能力要求较高,重点考察并培养学生的探索、归纳、推理的能力,在解决方法上解决此类问题一般先假设结论的存在,然后再经历计算和推理,如果得到了符合条件的结论,则证实结论存在;如果推出了矛盾的结果,则结论为假命题.

3.规律探索题

此类问题的呈现方式是“若干图形”,包括了“图形的变化规律”,这类问题旨在引导学生对有关对象探索富含的规律性或不变性结论.

例6 设n∈N*,且sinx+cosx=-1,试分析sinx+cosnx的值.

分析 例6的命题与正整数有关,先用不完全归纳法对结果进行探索,接着证明的方法为数学归纳法.解此类问题应从题目中所给信息出发,正确地审题,从头脑中调用原有认知表象对问题进行自主分析与归纳,最后探索出结果,实现数学思维方法的提升.

4.存在探索型

此类问题一般是在确定的条件下判断某个数学对象是否存在.此题采用的方法是:观察函数表达式的特征――假设存在――演绎推理――得出结论.

例7 是否存在a,b∈R,使函数f(x)=2abcos2x-(a2-b2)sinxcosx的最大值为2,且有f(π4)=1.

分析 可以将函数化为一个三角函数的形式,再利用条件列出方程组求a,b的值.解决这类问题的策略是先假设需要探索的对象存在,从条件和假设出发进行运算、推理,若出现矛盾,则否定存在;如果不出现矛盾,则肯定存在.

综上所述,教师主导作用发挥不应该只是一句口号,应该通过对习题的深入研究与归类,对教学的精心引导与组织,对学生参与的充分赏识与尊重等实际手段来达成,也唯其如此,以生为本的教学理念才能贯彻到位.