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摘 要 :章首课是一章刚开始教学时所实施的,以启发学生思考、构建章节整体结构、渗透数学 思想方法为主要目的课型. 章首课作为“宏观调控”式的教学内容,是非常好的落实培养学生核心 素养的切入点. 它向学生介绍了本章知识学习的必要性( 为什么要学),大体结构框架(学什么),蕴 含的数学思想方法( 怎么学) . 本文以“不等式”的章首课教学为例,探究章首课的教学设计与反思.
关键词 :章首课;教学过程;教学反思
笔者尝试上了一 节“ 不等式”章首课,“ 不等式”是苏教版普通高中课程标准试验教科书《 数学 5》( 必修) 第三章章首节. 它对后续的不等关系 、一元二次不等式 、二元一次不等式表示的平面区域 、简单的线性规划问题及基本不等式的证明等学习内容具有“先行组织者”的影响. 以下介绍的是这节章首课的主要教学过程及若干思考, 与同行交流.
1 教学过程
片段一“为什么要学”
师 :本章学习“不等式”,我们为什么要研究不 等式?
生 1 : 因为在生活中有大量的不等关系.
师 :数学中用什么表示这些不等关系? 举例.
生 2 :不等式.
生 3 :例如 x > 1,( a +b )2 ≥0,( a -b )2 ≥0,x2 <1,sin60° < 1 … …片段二“学什么”
师 :我们对等式有过大量的研究,我们能对不等 式做些什么研究呢?
生 4 :首先要搞清楚什么是不等式. 用不等号表 示的式子叫不等式.
师规范 :用不等号连接的式子叫做不等式.
师追问 :有哪些不等号呢?
生 4 :“ < ”“ > ”“ ≤”“ ≥”“ ≠”
生 5 :不等式可以研究 一 次不等式,二次不等 式,三次不等式等等,还可以研究有几个未知量的不 等式和不等式的应用.
生 6 : 由不等式想到等式,由等式的性质想到可 以研究不等式的性质.
师 :请举例.
生 6 : 比如由“若 a =b,则 a +1 =b +1”类比得 到“若 a > b ,则 a +1 > b +1”.
师 :类比迁移时需要注意什么?
生 6 :等式性质与不等式性质,他们各自有成立 的前提条件,需要特别注意.生 7 :等式研究的是确定的关系,不等式研究的 是不确定的关系,不确定的关系可能是范围,也可能 是其他形式. 如非常常见的不等式 a2 +b2 ≥2ab,它
是个对其它问题有影响的不等式,我们先研究它,再 应用它.
师追问 :确定关系反映在等式上是什么? 比如 x +1 =0.
生 7 :能把方程解出来.
师 :就是我们可以通过“解方程”来解释这个确 定的关系.
师追问 :那么不确定的关系反映在不等式上是 什么?
生 7 :解不等式.
师继续追问 :你说的非常常见的不等式,我们怎 么研究它? (生 7 回答不出. )
师 :那你认可这样的不等式吗? 怎么说明它可 以被应用?
生 7 :认可,我可以证明它是正确的.
师 :非常好!
生 8 :我考虑的是不等式自身的特性,如恒成 立,再如不等式与不等式之间的关系.
片段三“怎么学”
师 : 同学们说得都很棒! 如果确定了研究的内 容,你打算如何去研究呢? 比如,在初中我们学过了 一元一次不等式,不妨以此为例,我们一起回顾一下 是如何研究一元一次不等式的. 我们解一下不等式 3x +2 > 0.
生 9 :不等式两边同时减去 2,得到 3x > -2. 然后两边同除以 3 得到 x > - .
师 :他这样解有依据吗?
生 10 :用了不等式的性质.
师 :还有什么方法可以解这个不等式?
生 11 :画对应的函数 y=3x +2 的图象,在图象 中令 y =0 即可得到一元一次方程 3x +2 =0. 解方程得到 x = - 2 它是函数图象与 x 轴交点的横坐3,标. 不等式 3x +2 > 0 的解是函数图象上纵坐标大于零的点的横坐标的集合,即 {x x > -}.
师 :这位同学条理清晰地找到了函数图象、方程 (即等式)与不等式之间的联系,利用函数图象研究 了一元一次不等式解法. 我们在此基础上进一步研 究不等式,可以研究哪一类?
生 12 :一元二次不等式,如 x2 -3x +2 < 0,
生 13 :先构造一元二次函数 y =x2 -3x +2,并 作出它的图象,令 y =0,得到 x =1 和 x =2,也即找 到了函数图象与 x 轴交点的横坐标. 解不等式 x2 - 3x +2 <0,就是解 y < 0.
师 :这是从形的角度去思考,能换一个角度解决 一元二次不等式吗?
生 14 :x2 -3x +2 =0 因式分解为(x -1 ) (x-2)=0 . 则题意为解(x -1 ) (x -2 ) < 0,然后解不等式组,或进而求得原不等式的解集.
师 :你是怎么想到的?
生 14 :我们已经会解一元一次不等式,那么可 以考虑把一元二次转化为一元一次的问题,因式分 解就是实现转化的一种手段.
师 :如果不能因式分解呢? 如求解不等式 x2 - 3x +1 < 0.
生 15 :用配方或求根公式,只要能找到方程的 根,结合图象即可.
生 16 :不一定都能找到方程的根,但是可以作 图,结合图象解决. 比如,x2 + 1 < 0,无解,不等式的 解集为空集. (掌声自然的响起. )
师 :如何进一步求解一元三次不等式,如 x3 - 2x2 -x +2 < 0?
生 17 :找到方程的一个根,即可将三次方程降 为二次方程,然后研究三次函数图象,再解决一元三 次不等式问题.
师 :非常好,用了降次与化归的思想方法. 当然, 也许还有一些简便的解法,可待后续研究. 一元不等 式我们暂且讨论至此,在同学们举例的等式中有一 个 x +y=2,这是什么方程?
生 18:二元一次方程.
师:它的解是什么?
生 18:无数组解.
师:怎么表示这些解?
生 19:直线 y=-x +2 上所有的点的坐标都是 方程 x-y=2 的解.
师:你能仿此等式写出一个不等式,并且求解吗? (先充分独立思考,然后再小组合作讨论. )
生 20:我们组研究了二元一次不等式 x +y > 0 的解法. 先画函数 x +y=0 的图象,然后发现直线 y =-x 右上方的区域中点的坐标都满足不等式 x +y>0,因此不等式 x +y >0 的解在直线 x +y=0 的右 上方区域.PPT上呈现问题:
已知 bg 糖水中有 ag 糖(b > a > 0),若再添加 mg 糖( m > 0),则糖水更甜(即浓度更高) . 请根据 这个事实写出 a,b,m 所满足的不等关系.
生 21 :a +m > a
师:同学们能提炼出实际问题数学化的思维 链吗?(请独立思考 2 分钟,然后小组讨论 3 分钟. 一 个小组发言,其它小组点评. )
师:同学们可以类比证明等式恒成立的方法,来 证明一些恒成立的不等式,请课后完善此题证明.
片段四“梳理知识,归纳小结”
师:学完这节课你知识上、方法上有什么收获? 还有什么困惑吗? 请先独立思考,然后小组合作填 写小结表格.
课后作业: 自学必修五第三章不等式,写出你的 收获、困惑,并设计成一个表格.
2 教后反思
2. 1“等”与“不等”是辩证关系
“等”与“不等”是对立统一 的. 从量的关系上看 “等”是相对的,“不等”则是绝对的;从运算性质上 看,“等式”和“不等式”有相似的一面,如传递性,但 又有差异的一面,如两边同乘一个数等式仍然成立,而不等式不一定成立;从矛盾双方转化来看,“等” 的问题有时要转化为“不等”问题,而“不等”问题有 时又要转化为“等”的问题,如判断一元二次方程实 根情况和解一元二次不等式便是在“等”和“不等” 之间进行相互转化.
2. 2 学生已有认知作为新知的重要生长点
要充分分析学情. 了解学生已经具备了哪些知 识,如学生已有“等式”和已经研究过的“ 一元一次 不等式”的认知;了解学生已有的数学思想方法,如 类比思想、转化与化归思想、降次思想、数形结合思 想;学生已有的研究数学问题的经验,如从特殊到一 般、从低次到高次、从一元到多元、从为什么学到学 什么再到怎么学. 学生已有的认知决定有哪些知识 点作为新授课的生长点,哪些方法和经验可以迁移 到新的学习内容中来,最后引导学生探索各知识点 之间的内在联系,形成知识框架.
2. 3 上章首课的理由
章首课的 内容和研究方法有利于学生搭建知识框架,并能为后续学习本章内容提供重要的思想方法.
2. 4 章首课的形态
章首课宜多“虚”少“实”,宜多“宏观”少“微 观”,宜多“粗”少“细”,甚至问题都不用解决到底, 可留待后续探究. 简单来说就是“看似什么都讲了, 又好似什么都没讲”.
科学地设计、合理地实施章首课教学,对一章的 学习能起到事半功倍的效果,章首课丰富的教学价 值值得教者深思.
参考文献 :
[ 1 ] 蔡甜甜,宁连华. 数学教材章头课的理性分析及 教学建议[J ] . 数学通报,2018,57 (4 ) :22-26 .
[2 ] 石志群. 例谈“先行组织者”的途径与功能[ J ] . 数学通报,2016,55 (02 ) :9 -12 .
[3 ] 李广修. 谈“等”和“不等”的辩证关系[J ] . 中学 数学月刊,2009 ( 11 ) :33-35 .
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