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现行高中数学教材是《普通高中课程标准实验教科书》(以下简称“新教材”)。新教材在给学生传递数学知识、与学生交流数学思想和培养学生数学能力方面都采用了“螺旋”方式递进,独具匠心。课文中适时地渗透了从人文史料到实践应用等各种信息资料,以拓宽学生的学习视野,增进学生的学习兴趣。课后的习题也分为“感受理解”、“思考运用”和“探究拓展”三个层次,以适用不同层面的学生需求。在教学实践中,如何贯彻新教材的编写意图、实践新教材中的新的教学理念、落实新教材的新要求,为学生的学习打开更大的空间是每个数学教师都必须直面的问题。本文仅以习题教学为例,谈谈“新教材”的备课,希同行指正。
新教材《选修2-2》第78页习题第8题:
[题目]已知函数f (x)= ,对n∈N ,定义f (x)=f [f (x)],求f (x)的解析式。
教学参考书提供的解法如下:
解:f (x)= ,f (x)=f [f (x)]=
f (x)= ,f (x)= ,f (x)= ,
f (x)= ,f (x)=x,f (x)= =f (x)
……
{f (x)}是以6为周期的周期函数列。
其通项公式为:
f (x)=f (x)(其中n=6k+r,k∈N,r=1,2,3,4,5,6)。
在备课时,我对这道题及其解答有如下思考:
1.本题中数列的周期为6,倘若周期是一个更大一些的数列,学生有耐心逐项找下去吗?除非事先知道该数列是周期数列。
2.本节教材讲授“合情推理”,即要求学生对n的若干初始值的情形进行归纳总结得出一般性的结论。但“归纳总结”并不是十分容易的事,有些题容易发现规律,有些题的规律很难找到。那么该题的教学功能如何发挥呢?于是,在备课时,我选择了另外一道题作为例题:
[例1]已知数列{a }中,a =a,a (1+a )=2a ,(n∈N )求a 的值。
分析:数列的知识在高一已经学过,但仅学习等差数列和等比数列这两类特殊数列。而由递推关系a = 给出的数列显然既不是等差数列又不是等比数列。怎么办呢?
有两条路可以尝试:
思路一:能否采用刚学习的“归纳推理”解决?
思路二:能否将数列转化为“等差、等比”数列解决?
解法一:a =a,a =
a = =
a = =
a = =
……
a =
解法二:考虑到a = 中分子仅有一项,两边同取倒数后易于“裂项”变形。
∴ = =+1
-1=-1
∴ = •
∴ 是以 为公比的等比数列,首项为 = 。
∴ =
a =
解法一中规律明显,特征清楚,易于归纳,作为方法介绍绝佳。解法二中新数列的构造比较巧妙,不容易掌握,需进一步探索新数列的结构与题中递推关系之间的必然联系。
探索:在递推关系a = 中,若将a 、a 都以x代之,可得关于x的方程x= ,解得其根为0和1,对照新数列 的结构可得以下猜想:
猜想一:若数列{a }的递推关系式中的a 、a 都以x取代后,所得方程的根为α、β,那么数列 可能是特殊数列。
改变[例1]中递推关系式中的系数,会怎么样呢?
变题1:已知f (x)= ,f =f [f (x)](n∈N ),求f (x)的解析式。
变题2:文中开头[题目]。
对这两个变题,用[例1]中的解法解答,结果是:变题1用解法一来解,规律不明显,不易归纳;用解法二来解,可构造出等比数列。变题2用解法一来解,即教学参考书中提供的解法,发现是一个周期数列;用解法二来解时,发现相应方程x= 无实数根。于是可得以下猜想:
猜想2:若数列{a }的递推关系式中的a 、a 都以x取代后,所得方程无实数根,那么数列{a }可能是周期数列。
课后的练习与思考:
1.设n∈N ,f(x)=2(1-x)(0≤x≤1)(x-1)(1<x≤2),定义:f (x)=f{f[…f(x)…]},求f的值。
2.设f (x)= ,定义f (x)=f [f (x)](n∈N ),求f (x)的解析式。
3.学有余力的学生可考虑上述两个猜想的正确性研究。
新教材在课后的习题编写中,许多题目寓有深意。使用中,我有以下几点反思:
反思一:教师在备课中不应停留在解出该题读懂了该题的解答的低层次上,而应当继续进行解题分析、解法优化。教师这样做了,即使是一道很浅显的题目也会使学生获得很珍贵的思维营养,而且能培养学生主动学习的意识。
反思二:教师和学生在阅读新教材,做习题时要注意“从整体到个别,再从个别到整体”的思维能力的锻炼,并要注意及时做好归纳总结的工作。例如在上文中我们以[例1]为基点,实践了新知识的运用,又探求了求数列通项公式时的转化思想,再通过两个变题,对猜想的正确性予以验证。从方法上再次实践了“从个别到整体”的思想,最后上升到理论,引导学生对两个“猜想”的正确性进行思考与探索,把学习从课堂衍生到课外。这说明教师和学生使用新教材的过程不是一个被动接受的过程,而是根据自身知识经验主动建构的过程。
总之,学生学习成功,关键在于教师的引导;教师教学成功,关键在于备课。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
新教材《选修2-2》第78页习题第8题:
[题目]已知函数f (x)= ,对n∈N ,定义f (x)=f [f (x)],求f (x)的解析式。
教学参考书提供的解法如下:
解:f (x)= ,f (x)=f [f (x)]=
f (x)= ,f (x)= ,f (x)= ,
f (x)= ,f (x)=x,f (x)= =f (x)
……
{f (x)}是以6为周期的周期函数列。
其通项公式为:
f (x)=f (x)(其中n=6k+r,k∈N,r=1,2,3,4,5,6)。
在备课时,我对这道题及其解答有如下思考:
1.本题中数列的周期为6,倘若周期是一个更大一些的数列,学生有耐心逐项找下去吗?除非事先知道该数列是周期数列。
2.本节教材讲授“合情推理”,即要求学生对n的若干初始值的情形进行归纳总结得出一般性的结论。但“归纳总结”并不是十分容易的事,有些题容易发现规律,有些题的规律很难找到。那么该题的教学功能如何发挥呢?于是,在备课时,我选择了另外一道题作为例题:
[例1]已知数列{a }中,a =a,a (1+a )=2a ,(n∈N )求a 的值。
分析:数列的知识在高一已经学过,但仅学习等差数列和等比数列这两类特殊数列。而由递推关系a = 给出的数列显然既不是等差数列又不是等比数列。怎么办呢?
有两条路可以尝试:
思路一:能否采用刚学习的“归纳推理”解决?
思路二:能否将数列转化为“等差、等比”数列解决?
解法一:a =a,a =
a = =
a = =
a = =
……
a =
解法二:考虑到a = 中分子仅有一项,两边同取倒数后易于“裂项”变形。
∴ = =+1
-1=-1
∴ = •
∴ 是以 为公比的等比数列,首项为 = 。
∴ =
a =
解法一中规律明显,特征清楚,易于归纳,作为方法介绍绝佳。解法二中新数列的构造比较巧妙,不容易掌握,需进一步探索新数列的结构与题中递推关系之间的必然联系。
探索:在递推关系a = 中,若将a 、a 都以x代之,可得关于x的方程x= ,解得其根为0和1,对照新数列 的结构可得以下猜想:
猜想一:若数列{a }的递推关系式中的a 、a 都以x取代后,所得方程的根为α、β,那么数列 可能是特殊数列。
改变[例1]中递推关系式中的系数,会怎么样呢?
变题1:已知f (x)= ,f =f [f (x)](n∈N ),求f (x)的解析式。
变题2:文中开头[题目]。
对这两个变题,用[例1]中的解法解答,结果是:变题1用解法一来解,规律不明显,不易归纳;用解法二来解,可构造出等比数列。变题2用解法一来解,即教学参考书中提供的解法,发现是一个周期数列;用解法二来解时,发现相应方程x= 无实数根。于是可得以下猜想:
猜想2:若数列{a }的递推关系式中的a 、a 都以x取代后,所得方程无实数根,那么数列{a }可能是周期数列。
课后的练习与思考:
1.设n∈N ,f(x)=2(1-x)(0≤x≤1)(x-1)(1<x≤2),定义:f (x)=f{f[…f(x)…]},求f的值。
2.设f (x)= ,定义f (x)=f [f (x)](n∈N ),求f (x)的解析式。
3.学有余力的学生可考虑上述两个猜想的正确性研究。
新教材在课后的习题编写中,许多题目寓有深意。使用中,我有以下几点反思:
反思一:教师在备课中不应停留在解出该题读懂了该题的解答的低层次上,而应当继续进行解题分析、解法优化。教师这样做了,即使是一道很浅显的题目也会使学生获得很珍贵的思维营养,而且能培养学生主动学习的意识。
反思二:教师和学生在阅读新教材,做习题时要注意“从整体到个别,再从个别到整体”的思维能力的锻炼,并要注意及时做好归纳总结的工作。例如在上文中我们以[例1]为基点,实践了新知识的运用,又探求了求数列通项公式时的转化思想,再通过两个变题,对猜想的正确性予以验证。从方法上再次实践了“从个别到整体”的思想,最后上升到理论,引导学生对两个“猜想”的正确性进行思考与探索,把学习从课堂衍生到课外。这说明教师和学生使用新教材的过程不是一个被动接受的过程,而是根据自身知识经验主动建构的过程。
总之,学生学习成功,关键在于教师的引导;教师教学成功,关键在于备课。
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”