基于数学教材的学生探究意识的培养_数学论文

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数学探究性学习,是指学生围绕某个数学问题,自主探究、学习的过程.这个过程包括观察分析数学事实,提出有意义的数学问题,猜测、探求适当的数学结论或规律,给出解释或证明.数学探究课题可以从教材提出的案例或背景材料中发现和建立,也可以从教师提供的案例或背景材料中发现和建立.应该特别鼓励学生在学习数学知识、技能、方法、思想的过程中发现和提出自己的问题并加以研究.

利用人教版《全日制普通高级中学教科书(必修)·数学》第一册(上)第三章“数列”,可以很好地培养学生的探究意识,我在教学时采取了以下措施.

一、引导学生探究数学概念

案例1:已经数列的前3项为1、2、4,求它的一个通项公式.

探究:为什么只求它的一个通项公式?难道还有两个、三个甚至更多吗?

也是它的一个通项公式.事实上,在坐标平面内,经过三点(1,1),(2,2),(3,4)的曲线有无数多条,相应的函数表达式,即通项公式也有无穷多个.

案例2:若等比数列的前n项和S[,n]=3[n]+a,这样的等比数列唯一吗?

分析1:易得此数列的前3项为3+a,6,18,由它成等比可知a=-1.从而a[,n]=2·3[n-1].

分析2:设等比数列的公比为q,显然q≠1,从而比较系数得q=3,a=-1,a[,1]=2,故a[,n]=2·3[n-1].

分析3:视等比数列前n项和S[,n]为关于n的函数,则有S[,0]=0,从而a=-1,a[,n]=2·3[n-1].

在数学探究中,学生将初步了解数学概念和结论的产生过程,体验数学研究的过程和创造的激情,提高发现、提出、解决数学问题的能力,发挥自己的想象力和创新精神,养成独立思考和勇于质疑的习惯.

二、引导学生探究逆命题

我们知道,等差数列的前n的公式有三种形

注:探究2是1994年全国高考文科试题,有较强的抽象度,较难找到问题的突破口.

三、引导学生探寻最优解

第117页例4:已知一个等差数列的前10项的和是310,前20项的和是1220,由此可以确定其前n项和的公式吗?

教材突出基本量思想,采用第二个求和公式解答,我鼓励学生尝试一题多解,经启发引导,归纳出以下方法:

方法1:设S[,n]=An[2]+Bn,则

数学探究性问题在培养思维的灵活性和发散性方面有其独特的作用,可以使学生对数学的本质产生一种新的领悟,使学生的认知结构得到有效的发展.

四、引导学生归纳推广

第125页第11题:已知a,b是互异的正数,A是a、b的等差中项,G是a、b的等比中项,A与G有无确定的大小关系?

第136页第9题:(1)已知b>a>0,在a与b中间插入10个数,使这12个数成等差数列,求这个数列的第6项;

(2)已知b>a>0,在a与b中间插入10个数,使这12个数成等比数列,求这个数列的第10项.

要求学生将上述两个问题并联,并进行推广.他们很快得到:

已知b>a>0,在a与b中间插入n个正数a[,i](i=1,2,…,n),使这n+2个数成等差数列;再在a与b中间插入n个正数b[,i](i=1,2,…,n),使这n+2个数成等比数列.试比较这两个数列的对应项a[,i]与b[,i]的大小.

从而知f(k)为自然数集上的增函数.由不等式的传递性有f(n+1)>f(n)>…>f(i)…>f(1),故a[,i]>b[,i].

事实上,在坐标平面内,点E(i,a[,i])落在A(1,a)与B(n+2,b)的连线上,点F(i,b[,i])落在经过点A、B的指数型函数的图像上,因为指数型函数的图像是下凸的,故点E必在点F的上方,即a[,i]>b[,i].

这样的材料还有很多,如第115页第10题、第125页第10题要求学生拓展等差(比)中项的概念,还可以进一步引导学生拓展为:已知{a[,n]}是等差(比)数列,且m+n=l+k,则a[,m]+a[,n]=a[,l]+a[,k].(a[,m]a[,n]=a[,l]a[,k]).

又如第114页第3题:已知一个无穷等差数列的首项为a[,1],公差为d.

(1)将数列中的前m项去掉,其余各项组成一个新的数列,这个新数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?

(2)取出数列中的所有奇数项,组成一个新的数列,这个新数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?

(3)取出数列中所有项数为7的倍数的各项,组成一个新的数列,这个新数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?

这实际上是等差数列的一组性质,它以探究的形式要求学生自己去得到结论.由后两小题还可得到更一般结论:取出等差数列中的所有等距项,组成一个新的数列,则这个新数列仍是等差数列.

数学探究课题应该多样化,可以是某些数学结果的推广和深入,不同数学内容之间的联系和类比,也可以是发现和探索对自己来说是新的数学结果.在数学教学中,教师应努力成为数学探究课题的创造者,应具有比较开阔的数学视野,了解与中学数学知识有关的扩展性知识和内在数学思想,认真思考其中的一些问题,加深对数学的理解,提高自己的数学能力,为指导学生进行数学探究做好充分的准备,并积累指导学生进行数学探究的资源.

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