張英斌
摘 要: 從高中數(shù)學(xué)模塊復(fù)習(xí)時(shí)知識點(diǎn)歸納教學(xué)、概念與公式教學(xué)、教學(xué)難點(diǎn)突破、解題方法指導(dǎo)教學(xué)等四個(gè)方面來談算法思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的條理性,體會(huì)數(shù)學(xué)是具體的、簡單明了的及可操作的,進(jìn)一步提高學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的自信心.
關(guān)鍵詞: 算法思想;滲透;高中數(shù)學(xué)教學(xué);框圖
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》指出:算法除作為本模塊的內(nèi)容之外,其思想方法應(yīng)滲透在高中數(shù)學(xué)課程其他有關(guān)內(nèi)容中,鼓勵(lì)學(xué)生盡可能地運(yùn)用算法解決相關(guān)問題 [1 ].在高中數(shù)學(xué)課程中,許多數(shù)學(xué)問題都蘊(yùn)含了豐富的算法思想, 因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中我們可以培養(yǎng)學(xué)生利用算法來解決數(shù)學(xué)問題的思想意識.下面通過四個(gè)方面談一談算法思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透.
1 在高中數(shù)學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行梳理的過程中滲透算法思想,可加強(qiáng)知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化、條理化
高中模塊復(fù)習(xí)時(shí)將知識點(diǎn)通過框圖進(jìn)行呈現(xiàn),使知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化、條理化,便于學(xué)生記憶.例如對數(shù)列這一模塊知識的復(fù)習(xí)教師可先用框圖來展示(如圖1):
然后學(xué)生再根據(jù)這個(gè)框圖把相關(guān)知識點(diǎn)補(bǔ)充完整,這樣就能把這部分的知識深深地映在腦子里,不容易忘記.
2 在高中數(shù)學(xué)基本概念、公式教學(xué)中滲透算法思想
某些數(shù)學(xué)概念定理也蘊(yùn)含著算法思想,例如在《統(tǒng)計(jì)初步》一章里書本在介紹系統(tǒng)抽樣這個(gè)概念時(shí),就可用算法框圖來描述(如圖2):
這樣用框圖來表示讓學(xué)生理解和應(yīng)用起來更加直觀高效.數(shù)學(xué)公式本身其實(shí)也是一種算法,例如在學(xué)習(xí)離散型隨機(jī)變量的方差時(shí),學(xué)生感覺公式難記,容易忘記,教師可以引導(dǎo)學(xué)生寫出算法編出程序,現(xiàn)編程如下(如圖3):
學(xué)生再根據(jù)算法,嘗試用計(jì)算機(jī)動(dòng)手操作執(zhí)行,公式就不容易被忘記,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性也能被調(diào)動(dòng)起來.
3 在教學(xué)中適當(dāng)滲透算法思想,能更好地突破教學(xué)難點(diǎn),簡化教學(xué)過程
如在二元一次不等式的解法教學(xué)中,可以滲透算法思想,算法框圖如下(如圖4):
又如數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn用倒序求和可以用算法來描述:第一步,判斷與首末等距離的兩項(xiàng)和都相等嗎?若是,執(zhí)行第二步,否則考慮其它求和方法并結(jié)束算法;第二步,把前n項(xiàng)和倒序書寫,即Sn=an+an-1+…+a1再與原Sn=a1+a2 +…+an相加,可得Sn=,結(jié)束算法.再如利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)f(x)=xlnx的單調(diào)性,可用以下算法框圖來總結(jié)解題步驟(如圖5):
用算法框圖來描述,步驟清晰,過程直觀明了,這樣學(xué)生理解起來更容易,從而能更好地突破教學(xué)難點(diǎn),達(dá)到事半功倍的效果.
4 在高三總復(fù)習(xí)解題方法指導(dǎo)教學(xué)中滲透算法思想,可更好地發(fā)展學(xué)生思維的條理性與表達(dá)能力
在高三總復(fù)習(xí)中,我們常遇到方程有解或不等式恒成立求參數(shù)范圍這類問題,這類題型算法步驟清晰,可以用算法來歸納總結(jié).如已知f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3,2f(x)≥g(x)對一切x∈(0,+∞)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.這是高中數(shù)學(xué)中常見的題型,可以用算法歸納如下:
第一步,把含參數(shù)a放式子一邊,其余放式子另一邊,即等價(jià)于a≤x+2lnx+在x∈(0,+∞)恒成立;
第二步,記函數(shù)h(x)= x+ 2lnx +,利用導(dǎo)數(shù)求出最小值h(x)min=h(1)=4;
第三步,下結(jié)論,對x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立時(shí),實(shí)數(shù)a的取值:a≤h(x)min=4.
如果參數(shù)a放一邊較難實(shí)現(xiàn),可轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)求最值或再用導(dǎo)數(shù)求最值.如已知函數(shù)f(x)=lnx+ax-a2x2(a≥0).若f(x)<0在定義域內(nèi)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
到了高三總復(fù)習(xí),對解析幾何這一部分,在解這類題時(shí)學(xué)生依舊感覺棘手,不會(huì)分析,考試時(shí)經(jīng)常放棄.其實(shí),解析幾何在解決思路和方法上還是有步驟可循,可引導(dǎo)學(xué)生將其分類整理成相應(yīng)的算法.如對圓錐曲線軌跡的求解,方法眾多,可以用算法幫助學(xué)生掌握求軌跡方程的解決方法,使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣(如圖6).
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透算法思想,可以更好地發(fā)展學(xué)生思維的條理性與表達(dá)的能力,讓學(xué)生更好地體會(huì)數(shù)學(xué)是具體的、簡單明了的,是可操作的,可以把實(shí)際問題編寫出程序讓機(jī)算機(jī)來實(shí)現(xiàn),從而培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣,降低學(xué)生對數(shù)學(xué)的畏難心理,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)自信.
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[S].北京:人民教育出版社,2003.