研究性学习学科的设计实例_数学论文

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从新《课程》开始实行后,各校都根据要求开设了研究性学习类型的课程。但由于这一课程的特殊性、新颖性,学校和教师也都处在摸索阶段,据了解具体开展研究性学习时,有的教师对研究性学习的认识模糊、有偏差,对如何开展研究性学习心中无数。(1)认为研究性学习是搞科研,很神秘,高不可攀,按教师水平难以承担。(2 )认为研究性学习就是给学生上几堂课,讲讲课外知识即是原来活动课选修课的翻版。(3)对研究性学习心中没数,不着边际,无从下手。 为此笔者在此谈点认识,供商榷。

1 什么是研究性学习

《全日制普通高级中学课计划》指出,研究性学习主要以学生的自主性、探索性学习为基,主要以个人或小组合作的方式进行。通过亲身实践获取直接经验,养成科学精神和科学态度。掌握基本的科学方法,提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。由此可知,研究性学习并非是真正的科学研究,也并非是另外再给学生上几节课,而是给学生提供一个自我发现、自主学习以及和同伴合作切磋的机会,和接受式学习相比,它有着更为鲜明的实践体验,探索的感受和求知的特点,研究性学习不在解决多少有价值的问题,得出多少成果。而重点在于研究性学习的过程,使学生体验学会科学的思想方法,培养学生的创新思维和探究精神。

2 研究性课题的设计

根据研究性学习的要求,研究性课题设置的根本原则在于:激发学生探索问题的积极性和兴趣,培养科学的思想方法,适合学生的年龄特点和能力水平,有利于学生自主参与,发现问题和解决问题。数学的研究课题,完全可以源于教材根植于教材,根据教材的内容可以通过如下途径进行提炼和设计。

2.1 性质的挖掘

很多数学概念中具有丰富的内涵,作为研究性学习的渗透,可以设计成研究性学习的问题让学生自主参与去发掘、探索,既使学生熟悉研究数学问题的某些方法,又使学生达到理解掌握知识的目的。

研究性课题1 研究奇(偶)函数y=f(x)的有关性质。涉及的问题有:定义域的对称性,图象的对称性,在原点的函数值,单调性,由奇(偶)函数构成的复合函数的奇(偶)性,由奇偶函数通过四则运算得到的函数的奇偶性等,这些问题可由学生发现提出和解决,也可在教师的指导下进行。

研究性课题2 抛物线y[2]=2px过焦点下的弦AB,研究其具有的相关性质:

(1)通径为2p,

(2)弦的两个端点A,B与焦点在准线上的射影D,C ,张角为∠DFC=90°,

(3)当焦点弦AB的倾角为θ时,焦点弦长

(4)焦半径公式

│AF│=│x[,1]+p/2│,

(5)y[,1]y[,2]=-p[2],

(6)以焦点弦为直径的圆与准线相切等。

甚至于学生还可以发掘到更多的性质和结论。当然这里重要的不是结论,而是学生参与到整个过程中。

2.2 边缘拓展

高中教材因受众多因素的限制,对知识的阐述有的只是局部的特殊的。有的是不完整的,可以进行推广深化和拓展,因而可设计成研究性学习的问题让学生进行探究。

研究性课题3 探求拟柱体的体积公式

V=1/6h(S+4S[,0]+S′)(在学习了柱、锥、台的体积公式后,让学生学会利用祖暅原理去探求体积公式,并发现柱、锥、台和柱体的体积公式的统一性)。

研究性课题4 探求

S[,n]=1+2+3+…+n,

S′[,n]=1[2]+2[2]+3[2]+…+n[2],

S″[,n]=1[3]+2[3]+3[3]+…+n[3]的求和公式(可由此让学生从的解决,进而想到S′[,n]、S″[,n],甚至于更高次幂的求和,培养学生对问题的探研和推广的习惯,通过问题的解决可培养学生构造求解和猜想证明的能力)。

2.3 开放问题

数学开放题能有效地激发学生的探求兴趣,也能培养训练学生的各种思维能力和思维的品质。数学开放题也很接近于真正的数学问题的研究,因而数学开放题就是很好的研究性学习的课题。

研究性课题5 有5个等圆,两两相切,下面3个圆与直线l相切(如图2),是否可以画一条直线把5个圆的面积二等分(本题选自数学开放题集,戴再平主编,该问题的解决,能培养“以退为进”,从局部到整体,化整为零的重要思想策略,和对问题的动态思考及判断能力)。

研究性课题6 设a,b,c∈R[+]且a+b+c=1,试问1/a+1/b+1/c≥9是否成立,并猜想研究其它与a,b,c有关的不等式。结论有:

等。

这里其实就是要求保留条件而深化结论,以原题的已知条件为基本素材,研究在所论条件下的各种可能情形,培养和训练学生的联想、构造、变形的能力,给学生以广泛的空间,激发探求的欲望。

3 建模应用

数学建模无疑是研究性学习的重要形式。通过数学建模,能培养学生利用数学知识解决实际问题的能力,掌握研究解决问题的思想方法,感受数学与生活生产实际的密切联系,进而鼓励学生学习数学应用数学的积极性。

研究性课题7 水电站建在哪里好(附:小河的同侧有两个村庄A,B,两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用,已知A,B 两村到河边的垂直距离分别是300m和700m,且两村相距500m,问水电站建于何处,送电到两村电线用料最省)?

研究性课题8

太阳能怎样安装(这里要研究的是怎样安装受光(热)最好?涉及到的问题有角度、季节,所用到的知识:地理、数学)。

数学建模的课题,可让学生切实地去调查、考察、测量等,亲身感受实际问题,然后建立数学模型加以解决。

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