孔子《論語·述而》:“舉一隅,不以三隅反,則不復也?!?/p>
體現(xiàn)了孔子“舉一反三”的創(chuàng)新思想,孔子重視的是學生的主體性,強調(diào)實際屬于學生自己的體驗。而“不啟”“不發(fā)”“不復”則更表現(xiàn)出了孔子的態(tài)度:拒絕被動消極的、灌輸式的教學,與其這樣教學生,干脆就不要教。當學生進入積極思維狀態(tài)時,教師應適時誘導、引發(fā),幫助學生打開知識的大門,端正思維的方向,達到舉一反三的目的,最大限度激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性。
《普通高中數(shù)學課程標準》指出:數(shù)學學習不應只限于接受、記憶、模仿和練習,還應歸納類比、抽象概括、反思建構等,通過自己的主動性,力求使學習過程變成“再創(chuàng)造”過程,培養(yǎng)數(shù)學素養(yǎng),提升數(shù)學能力。在學習過程中要不斷地舉一反三,方能融會貫通。
一、知識生成,舉一反三
數(shù)學特級教師孫維剛在教學中堅持每道例題、每個定理、每個公式都是引導學生自己動手完成的,都是在既見樹木又見森林的狀況下進行的;他提倡在知識上指導學生注意追根究底,尋找知識之間的聯(lián)系和規(guī)律,在比較中學習新知識,站在哲理的高度思考問題,注重聯(lián)想。這充分說明了在由舊知推導、學習新知的過程中,要用好、用足舊知與新知的關系,以得到最大化的新知生成,這也正是舉一反三的過程。
在教“數(shù)列的求和”這一節(jié)時,學生已掌握了等差、等比數(shù)列的求和公式,如何引導學生在充分利用舊知的基礎上,自己主動的、舉一反三出一些較復雜的常見數(shù)列的求和方法,以形成整體認知。筆者是這樣設計的:
師:請同學們運用等差、等比數(shù)列的求和公式完成下面三小題:
(1)1+3+5+…+2n-1;
(2)1+2+22+23+…+2n-1;
(3)1+3+5+…+2n+1。
較復雜的數(shù)列都是由等差、等比數(shù)列等特殊數(shù)列通過一些運算符號復合而成,請同學們討論、思考將以上數(shù)列進行簡單的復合,并探究所得新數(shù)列的求和方法。
生一:若數(shù)列{an}的通項公式為an=2n-1,n為奇數(shù)2n-1,n為偶數(shù),求前n項和。
析:奇數(shù)項依次成等差數(shù)列,公差為4,偶數(shù)項依次成等比數(shù)列,公比為4。應對n進行奇偶討論,進行分組求和。解(略)
生二:若將(1)和(2)的對應項相加,得新數(shù)列an=2n-1+2n-1, 求前n項和。
可將這類數(shù)列適當拆開,分為幾個等差、等比或常見的數(shù)列,然后分組求和。解(略)
生三:若將(1)和(2)的對應項相乘,得新數(shù)列an=(2n-1)2n-1, 求前n項和。
Sn=1+3·2+5·22+…+(2n-1)·2n-1①
2Sn=1+3·22+5·23+…+(2n-1)·2n②
將①-②得:-Sn=1+2·2+2·22+2·23+…+2·2n-1-(2n-1)·2n
∴Sn=(2n-3)·2n+3
師:本題是錯位相減法求和,這種方法主要用于求數(shù)列{an·bn}的前n項和,其中{an}、{bn}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列。
生四:若數(shù)列{an}的通項是由(1)中2n-1與(2)中2n+1乘積的倒數(shù)組成,即:an=■,求前n項和:
Sn=■1-■+■-■+■-■+…+■-■=■1-■=■
師:本題是裂項相消法求和,實質(zhì)是將數(shù)列中的每項分解,然后重新組合,使之能消去一些項,最終達到求和的目的。如:若{an}是公差為d的等差數(shù)列,則■=■■-■。
二、概念辨析,舉一反三
數(shù)學概念教學是數(shù)學教學的基礎.在教學中往往遇見這樣的情況,若提問學生概念時,則能對答如流,但運用概念解決具體問題時,學生卻無從下手,我們稱這種現(xiàn)象為對數(shù)學概念的“假性理解”。這種“假性理解”介于正確理解和錯誤理解之間,即對概念只是簡單的記憶和表面的理解,雖能復述,但卻不能抓住概念的本質(zhì)特征。
在“幾何概型”的概率教學中,事件A發(fā)生的概率為:P(A)=
■,此公式學生很容易記憶,但“測度”為何?很多學生極易混淆,沒有掌握其本質(zhì)特征.我在教學中,沒有過多糾纏“測度”的概念解釋,而是通過對教材(蘇教版必修3第102頁)中“例3:在等腰直角三角形ABC中,在斜邊AB上任取一點M,求AM小于AC的概率。”舉一反三,讓學生輕松掌握其本質(zhì)。
變式一:在等腰直角三角形ABC中,在△ABC內(nèi)任取一點N,連接CN并延長交AB于M點,求AM小于AC的概率。
變式二:在等腰直角三角形ABC中,在∠ABC內(nèi)任取一點N,連接CN并延長交AB于點M,求AM小于AC的概率。
變式三:在等腰直角三角形ABC中,在直角邊BC上任取一點N,過N作NM∥AC交AB于點M,求AM小于AC的概率。
通過這樣舉一反三的教學,學生易知“測度”決定于點的選取來源,效果不言而喻。
又如在函數(shù)性質(zhì)的概念教學中,對于如“函數(shù)y=f(x)滿足
f(x+2)=-f(2-x)”,學生易混淆這是反映函數(shù)的對稱軸、對稱中心還是周期性?這就要求教學中要舉一反三,理解本質(zhì):對稱軸來源于偶函數(shù)代表式f(-x)=f(x),對稱中心來源于奇函數(shù)代表式f(-x)=
-f(x),其他都是反映函數(shù)的周期性。
三、一題多解,舉一反三
一題多解的實質(zhì)是以不同的論證方式,反映條件和結論的必然本質(zhì)聯(lián)系。對于同一道題,從不同的角度去分析研究,舉一反三,可能會得到多種不同的解法,當然,我們的目的不在于去顯擺幾種解法,而是通過不同的觀察視角,使我們的思維觸角伸向不同的方向,不同的層次,發(fā)展學生的發(fā)散思維能力、創(chuàng)新思維
能力。
題目:(2011重慶高考理第7題)已知a>0,b>0,a+b=2則y=■+■的最小值是__________。
解法1.(基本不等式法)∵a>0,b>0,a+b=2
∴y=■+■=■■+■(a+b)=■5+■+■≥■5+2■=■
當a+b=2■=■即a=■b=■時y取得最小值■。
解法2.(消元求導法)∵b=2-a>0∴y=■+■=■+■(0<a<2)
∴y′=■+■=■(0<a<2)易知函數(shù)y在0,■上單調(diào)遞減,在■,2上單調(diào)遞增,∴ymin=■+■=■,
當a=■時y取得最小值■。
解法3.(判別式法)y=■+■=■+■,∴ya(2-a)=2-a+4a,
即ya2+(3-2y)a+2=0,∴Δ=(3-2y)2-8y=4y2-20y+9≥0∴y≥■或y≤■(舍去)。當y=■時,a=■。
解法4.(三角換元法)設a=2sin2α,b=2cos2α,則y=■+■=■+■=■csc2α+2sec2α=■(1+cot2α)+2(1+tan2α)=■+■cot2α+2tan2α≥■+2=■。當■cot2α=2tan2α即tan2α=■時取等號,此時a=■,b=■。
解法5:(消元基本不等式法)∵b=2-a>0∴0<a<2
∴y=■+■=■+■=■=■=■≥■=■。當3a+2=■即a=■時y取得最小值■。
《普通高中數(shù)學課程標準》指出:應重視對學生進行創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),運用歸納、類比、轉(zhuǎn)化、探索性的演繹,教會學生大膽地進行聯(lián)想。通過一題多解訓練這種形式,引導學生多側(cè)面、多角度、多渠道地思考問題,讓學生多探討、多爭論,拓寬學生的思維視角,使學生的思路開闊,引導學生不依靠常規(guī)尋求變異,進行創(chuàng)新性思維訓練,會給學生以新穎感,它對調(diào)動學生的學習積極性,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的數(shù)學素養(yǎng)都是大有裨益的。
四、一題多變,舉一反三
縱觀歷年高考題,許多題是由課本題變換而來。有的將條件和問題對換,有的將條件或問題換種說法,有的將題目換個載體,有的將特殊條件換成一般條件等。像這樣富有創(chuàng)造性的全方位思考,常常是學生發(fā)現(xiàn)新知識、認識新知識的突破口。
問題:點P在橢圓■+y2=1上運動,求定點A(0,2)到動點P的距離|AP|的最大值。
這是一道簡單題,學生很容易得出結論,|AP|的最大值是■。解完這題后,我引導學生思考,能否把題目變一下,引起學生熱烈的議論和爭論,通過師生共同討論、總結,得出以下的幾種變題:
變題1:將求|AP|的最大值改為求|AP|的最小值。
變題2:將橢圓改為雙曲線■-y2=1,結論改為求|AP|的最
小值。
變題3:將橢圓改為拋物線y2=2x,結論改為求|AP|的最小值。
變題4:已知點P在橢圓■+y2=1上運動,定點A(0,a)(a>0),求|AP|的最大值。
變題5:動點Q在圓x2+y2-4y+3=0上運動,動點P在橢圓■+y2=1上運動,求|PQ|的最大值。(將圓方程化為x2+(y-2)2=1,則圓心A(0,2),問題就轉(zhuǎn)化為原題了)
變題6:求三角式(cosα-2cosβ)2+(2+sinα-sinβ)2的最大值。
變題7:設橢圓的中心在原點,焦點在x軸上,且離心率e=■,
點P在橢圓上運動,若定點A(0,2)到動點P距離的最大值是■,求橢圓方程。并求|AP|取最大值時,點P的坐標。
由一題多變,側(cè)重訓練了學生思維遞進性;由多題一解,側(cè)重訓練學生思維的深刻性;由條件和結論的換位,側(cè)重訓練學生思維的變通性;由多向探索,側(cè)重訓練學生思維的廣闊性,這樣讓學生掌握一類題型的解法,達到事半功倍的效果。
(作者單位 西安交通大學蘇州附屬中學)