安徽省碭山中學(xué) 辛 民 (郵編:235300)
尊重學(xué)生的想法,善待學(xué)生的思維,正確把握教學(xué)契機,并作出積極的反應(yīng),是形成高效課堂,提高復(fù)習(xí)效果的有效策略.
在進行重要不等式復(fù)習(xí)時,課前備課組討論認(rèn)為不等式知識點多,覆蓋面廣,思想方法內(nèi)涵豐富,應(yīng)用廣泛,作為研究數(shù)學(xué)的重要工具滲透在數(shù)學(xué)的眾多章節(jié),既是中等數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,又是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的必要基礎(chǔ),也是高考重點考查的內(nèi)容之一.基于上述認(rèn)識《重要不等式及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計,基本過程是師生先共同回憶梳理闡釋常見的基本不等式,精選高考試題說明不等式的簡單應(yīng)用,不料課堂教學(xué)剛剛開始即出現(xiàn)了意想不到的結(jié)果,是收是放、是羈是疏,兩種不同的教育理念的碰撞,肯定是兩種不同教學(xué)結(jié)果.筆者采取了順應(yīng)學(xué)生貼著學(xué)生最近發(fā)展區(qū)探究前行的教學(xué)方法取得了較好的效果,以下展示整個原生態(tài)教學(xué)過程,與同行共享教育的愉快.
師:由于不等式:a2+b2≥2ab(a,b∈R,a=b時取等號)具有變式多、應(yīng)用廣、內(nèi)涵豐富,因此稱其為重要不等式,今天我們就以它為基礎(chǔ)進行展開復(fù)習(xí),請舉例說明它在數(shù)學(xué)、生活中的應(yīng)用:
生1:直角三角形斜邊長為定值,等腰三角形的面積最大.
師:如何用數(shù)學(xué)語言說明!
生2:(性格比較內(nèi)向,與同桌小聲交流)直角三角形斜邊為定值時等腰三角形面積有最大值,自然會問三角形中一角及對邊為定值,面積是否存在最大值?如何求?
(教與學(xué)的碰撞,產(chǎn)生思維的火花,稍縱即逝.決定放棄課前的預(yù)設(shè),順應(yīng)學(xué)生,就此問題探究展開教學(xué))
師:很好!學(xué)問貴在疑問,有了疑問就能激發(fā)思考,請同學(xué)們利用已有的知識、展開聯(lián)想解答生2的問題.
生3:既然直角三角形推廣為一般三角形,直角三角形中問題用勾股定理解決,一般三角形可考慮余弦定理,按這一思路我有如下解法:
已知,在ΔABC中,AB=c,c>0,∠ACB=θ,θ∈ (0,π),求ΔABC面積的最大值.
解 如圖,設(shè)BC=a,AC=b,由余弦定理得:
所以當(dāng)ΔABC為等腰三角形時面積最大.
師:利用類比我們既可以發(fā)現(xiàn)問題、也可以解決問題,希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)中多思、多想、多問,誰還有想法?
生4:利用正弦定理我不能進行到底,但我想此法應(yīng)該行!
至此以下我沒有辦法完成.
師:解決問題遇到障礙時,重新審視題目挖掘題設(shè)條件,矯正解題思路是掃除障礙順利解答的有效策略,請思考題目中還有沒有條件沒有用?如何用?
生4:題目中定值角度還沒有利用,即α+β=π-θ,
師:如何將α、β與α+β聯(lián)系起來?
生5:(臉上露出微笑)可以!
cos(α-β)-cos(α+β)= 2sinαsinβ得2sinαsinβ≤1+cosθ(α=β時取等號)
師:解題遇到困難時,再次審視題目條件、結(jié)論,充分利用條件可以為徹底解決問題增加正能量.
生6:受此啟發(fā),我利用射影定理得到過程:
解 設(shè)CA=a,CB=b,∠CBA=α,∠CAB=β由射影定理得:
由于cos(α+β)+cos(α-β)=2cosαcosβ
所以2cosαcosβ≤1-cosθ,不等號方向相反,無法進行下去.
師:題目理解無誤,公式、知識運用正確,結(jié)果出現(xiàn)矛盾,就需要我們重新梳理解題思路,檢查解題的每一步是否合理是否正確.
事實上,第一次利用重要不等式的條件不具備.但是我們有理由相信既然用正、余弦定理能解決,用射影定理就一定能解決,關(guān)鍵是如何正確的利用射影定理及不等式放縮?
生7:生6解答利用不等式時不能保證acosα、bcosβ為正值、相等,故運用不等式錯誤,可作如下變形:
師:充分挖掘題目的隱含條件,保證定理、定義的運用的條件滿足,是正確解題的前提.
生8:要求三角形面積的最大值,底邊為定值,只要求點A到直線BC的距離最大值,可得到如下解法:
解 設(shè)∠CBA=α,∠CAB=β,點A到BC的距離為d,則c=d(cotα+cotβ)
師:很好,由三角形面積等于底乘高,底邊長為定值,因此只需求高的最大值即可,由此可以看出從原始定義出發(fā)是解決問題的有效方法.
生9:由題設(shè)條件可知,三角形的頂點C可以認(rèn)為是在以AB為弦圓弧上運動的點,顯然點C在圓弧的中點時,三角形的面積最大,此時三角形為等腰三角形.
師:解法簡潔、自然,從問題的本質(zhì)出發(fā)是優(yōu)化解題過程的有效策略.
生10:利用向量運算我得到了如下解法:
師:多角度、多層面認(rèn)識問題,是深化問題的理解,優(yōu)化解題過程提高解題能力的重要環(huán)節(jié),誰還有什么想法?
生11:剛才的問題可以認(rèn)為是對線段的張角為定值,構(gòu)成三角形面積的最值問題,變換題目條件得到下面問題:
已知:在ΔABC中,AB=a(a>0),CB+CA=l(l>0),求ΔABC面積的最大值.
眾生:顯然,點C的運動軌跡是橢圓,當(dāng)點C位于橢圓短軸端點時面積最大.
師:問題精彩,解答漂亮,充分顯示了我們的聰明智慧.
生12:老師我也有一個問題:
已知AB=c,以線段AB為弦弧長為l,求弓形的面積的最大值.
生13:
師:質(zhì)疑是自主學(xué)習(xí)重要形式,是修正錯誤、完善認(rèn)識重要途徑,主動思考是質(zhì)疑的前提,完善認(rèn)識提高能力是長期質(zhì)疑的必然結(jié)果.一個問題兩種解答,孰對孰錯,請同學(xué)們認(rèn)真思考!
生15:弧長、弦長都確定時,所在的圓的半徑是唯一確定的值,因此弓形唯一.
事實上:當(dāng)弓形所在的扇形弧長小于半圓時,設(shè)圓的半徑為r,則圓心角的弧度數(shù)為,在ΔOBA中,,即,顯然,由數(shù)形結(jié)合知:有唯一解.
當(dāng)弓形的弧長大于半圓時,同樣可以說明.
師:合作、交流,是深化理解形成正確認(rèn)識、提高能力重要途徑.
生16:老師:我也有一個問題,
已知:四邊形ABCD一邊AB=c(c>0),其他三邊長的和為l,求四邊形ABCD面積的最大值.
我不能利用已知條件表示四邊形的面積,是否可增加一個條件,使得四邊形的面積容易表示.
生17:增加一個條件,將四邊形特殊化,如四邊形ABCD是以AB為底邊的等腰梯形就可以啦.
解 如圖,設(shè)等腰梯形的腰長為x,則高可表示為
叮—?!!抡n鈴響起了.
思緒不得不停,經(jīng)梳理布置如下作業(yè):
課后請同學(xué)們完成下面的問題,有興趣的同學(xué)請繼續(xù)思考,一般四邊形面積的表達式;
閱讀數(shù)學(xué)(選修2-1)中類比推理;
幾何證明選講(選修4-1)中的閱讀材料:定長閉曲線最大面積問題.
(1)真正有效的課堂,不是教師用多快的速度把一個完整的知識體系呈現(xiàn)給學(xué)生,而是通過基本的數(shù)學(xué)活動豐富學(xué)生的思維方法、理解基本原理和核心概念,在學(xué)生的需要處自然地設(shè)置學(xué)生要學(xué)的問題,捕捉偶發(fā)的教育契機與智慧的火花,并做積極地回應(yīng),在教學(xué)的開始為了解學(xué)生對定理的理解程度,設(shè)計“試舉例說明重要不等式在數(shù)學(xué)生活中應(yīng)用”的問題,思維起點低,方向明確,順應(yīng)學(xué)生思維的形成與發(fā)展規(guī)律,引起了學(xué)生的思維共鳴使學(xué)生產(chǎn)生問題意識,激發(fā)學(xué)生認(rèn)識的沖動性和思維的活躍性,有利于學(xué)生從本質(zhì)和源頭上理解知識,讓探究的思路自然、流暢.
(2)高三復(fù)習(xí)不同于新課學(xué)習(xí)、章節(jié)的復(fù)習(xí),是學(xué)生站在高中數(shù)學(xué)整體高度上“二次學(xué)習(xí)”,學(xué)生已具備了較豐富的知識,初步具有了一定數(shù)學(xué)思考能力,這為教師引導(dǎo)學(xué)生探究問題提供了有利條件.但是如何讓學(xué)生自然地投入到自主學(xué)習(xí)之中,不斷地在愉悅的學(xué)習(xí)過程中體驗成功的樂趣,從而使學(xué)習(xí)變得輕松自在,顯然教師的適時引導(dǎo)、指導(dǎo)是十分必要的,筆者認(rèn)為,在起始階段設(shè)置恰當(dāng)問題,引入話題,在思維受阻適時疏導(dǎo)(如生4、7等),在關(guān)鍵處給予引導(dǎo),在方法技能上實行指導(dǎo),不斷的引發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生的思維自然而然地投入到探究學(xué)習(xí)之中.
(3)數(shù)學(xué)教學(xué)的最終目的,并不是讓學(xué)生記住多少知識,而重要的是能夠使他們自然領(lǐng)悟到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思想方法及人生哲理.本節(jié)課學(xué)習(xí)過程以學(xué)生為中心、以問題為線索,始終以“發(fā)現(xiàn)、解決、再發(fā)現(xiàn)、再解決”牽動學(xué)生的思維,使他們親身經(jīng)歷了問題的探究過程,深刻領(lǐng)悟科學(xué)的研究方法,使學(xué)生在理解、掌握知識的同時,開放知識、質(zhì)疑知識、批判知識、探究知識、反思知識、創(chuàng)新知識,從而獲得智慧的力量,感受到了知識發(fā)展的迂回曲折,有利于求實、說理、批判、質(zhì)疑等理性思維的培養(yǎng),進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情.
本節(jié)課雖沒有按照課前的預(yù)設(shè)完成教學(xué)任務(wù),但是在學(xué)生思維的深處留下的痕跡是課前無法預(yù)知的,正如章建躍博士說,課堂教學(xué)中,如果我們的教學(xué)不能打動學(xué)生,學(xué)生對我們的教學(xué)無動于衷,那么他們就不可能心領(lǐng)神會的心靈共鳴,我們講得再精彩也只能無功而返.