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        生成比預(yù)設(shè)更可貴

        2020-09-26 11:16:35王慧
        關(guān)鍵詞:解三角形生成性教學(xué)

        王慧

        [摘? 要] 學(xué)習(xí)是一個以學(xué)生為主體的知識結(jié)構(gòu)生成的過程,知識的習(xí)得是一個涉及感性認(rèn)知、理性總結(jié)以及實(shí)踐運(yùn)用的動態(tài)生成過程,如何平衡教學(xué)預(yù)設(shè)與學(xué)生自主知識生成之間的矛盾一直以來是令教師們頭疼的難題. 筆者認(rèn)為從教學(xué)的本質(zhì)目的出發(fā),教師的課堂預(yù)設(shè)固然重要,學(xué)生的內(nèi)在生成過程才是教師最應(yīng)該關(guān)注的,文章選取了一個較為成功的教學(xué)案例作為具體闡明觀點(diǎn)的事例.

        [關(guān)鍵詞] 生成性教學(xué);課堂預(yù)設(shè);解三角形;高考題改編

        前言

        研究認(rèn)知心理學(xué)以及現(xiàn)代教學(xué)理論的結(jié)論可知,學(xué)習(xí)是一個以學(xué)生為主體的知識結(jié)構(gòu)生成的過程. 知識和單純的信息不同,它需要知識接收者的主觀參與,知識的習(xí)得是一個涉及感性認(rèn)知、理性總結(jié)以及實(shí)踐運(yùn)用的動態(tài)生成過程,因此知識本身是不能被簡單傳遞的,知識的傳授需要教師結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和實(shí)際的教學(xué)情況靈活調(diào)整教學(xué)策略,教師需要化主導(dǎo)為引導(dǎo),提供線索以幫助學(xué)生內(nèi)生出對于知識的理解和感悟.

        為了把握教學(xué)進(jìn)度,保證一定的課堂效率,教師需要在課前備課并對教學(xué)過程以及教學(xué)效果進(jìn)行一定的預(yù)設(shè),如何平衡教學(xué)預(yù)設(shè)與學(xué)生自主知識生成之間的矛盾一直以來是令教師們頭疼的難題. 筆者認(rèn)為從教學(xué)的本質(zhì)目的出發(fā),教師的課堂預(yù)設(shè)固然重要,學(xué)生的內(nèi)在生成過程才是教師最應(yīng)該關(guān)注的,即要更多地關(guān)注學(xué)生得到了什么,而不是只盯著自己教了什么. 筆者也為解決此問題做出了很多嘗試,本文中筆者選取了一個較為成功的教學(xué)案例作為具體闡明觀點(diǎn)的事例,以一道高考改編題的多種解法為切入點(diǎn),希望能給各位讀者就如何平衡預(yù)設(shè)與生成這一問題帶來一些啟發(fā).

        改編問題與課前預(yù)設(shè)

        1. 原題再現(xiàn)

        原題:已知△ABC中,若已知AB=2,AC=■BC,則S△ABC的最大值是______.

        原題解法:解決本題的常用方法有兩個,第一種方法是利用解三角形中的余弦定理,將本題轉(zhuǎn)化為關(guān)于邊BC的函數(shù)最優(yōu)化問題,這種方法在思維上十分自然,絕大多數(shù)學(xué)生都會采用這一思路來解題,不過此方法也會帶來較大的計(jì)算量;第二種方法是運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,由■=k(k>0,k≠1)聯(lián)想到C點(diǎn)的軌跡是一個阿波羅尼斯圓,通過建立直角坐標(biāo)系以解析幾何的方法計(jì)算出面積的最大值,第二種方法雖然巧妙,但是很少有學(xué)生能夠想到.

        2. 例題改編與教學(xué)預(yù)設(shè)

        若△ABC是一個等腰三角形且以BC為底邊,現(xiàn)已知某一腰上的中線長為2,試求該三角形面積的最大值.

        新舊問題關(guān)系:中線將大三角形分成面積相等的兩部分,因此求大三角形面積的最大值可以轉(zhuǎn)化為求任一小三角形面積的最大值,而求小三角形面積的大致思路與原題呼應(yīng),而通過模糊邊長的具體數(shù)值,突出其比例關(guān)系,筆者希望能夠引導(dǎo)學(xué)生回憶起阿波羅尼斯圓的概念,并積極應(yīng)用有關(guān)方法解決問題.

        課堂預(yù)設(shè):由于學(xué)生平時對于解三角形的知識方法較為熟悉,故學(xué)生的第一反應(yīng)是利用余弦定理解決問題,同時教師需要給出適當(dāng)?shù)奶崾竞忘c(diǎn)撥,學(xué)生才能想到建系,利用阿波羅尼斯圓的思想轉(zhuǎn)化問題,本節(jié)課的重點(diǎn)放在阿波羅尼斯圓方法的介紹上.

        課堂教學(xué)過程展示

        筆者先讓學(xué)生進(jìn)行了一段時間的自主思考,然后讓學(xué)生分享自己解決本問題的方法. 和預(yù)期一樣,第一位發(fā)言的學(xué)生A提出了基于余弦定理的解法:

        如圖1所示,設(shè)AD=a,AB=2a,則可得cosA=■=■,根據(jù)A∈(0,π)以及同角三角函數(shù)關(guān)系可知sinA=■,所以S■=■·2a·2a·sinA=■■,同時根據(jù)三角形三邊之關(guān)系可得■

        在學(xué)生A展示完方法后,學(xué)生B提出通過同角三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算sinA比較麻煩,可以換一種思路轉(zhuǎn)化問題:由cosA=■=■可知a2=■,則S=■·2a·2asinA=■(0

        即A=α0時,S■取得最大值,則可得此時sinA=■,(S■)■=■.

        這種方法雖然也從余弦定理出發(fā),卻采用了一種很巧妙的轉(zhuǎn)化,一定程度上減少了計(jì)算量,同時結(jié)合了導(dǎo)數(shù)的知識,將問題結(jié)構(gòu)體現(xiàn)得更加清楚,這有些出乎筆者的意料. 緊接著,學(xué)生C提出不利用導(dǎo)數(shù)的知識也可以解決該問題:

        得到S=■后可直接通過萬能公式將其轉(zhuǎn)化為S=■,再由基本不等式可知,當(dāng)且僅當(dāng)tan■=■時,S■=■.

        筆者在課堂上并沒有著重強(qiáng)調(diào)萬能公式,這位學(xué)生卻能夠?qū)⑵鋬?nèi)化并靈活使用,這著實(shí)讓筆者感到驚喜. 此時課堂時間已經(jīng)過去將近一半,學(xué)生們反應(yīng)熱烈,仍不斷有學(xué)生舉手示意,想要分享自己的解法,筆者還沒有按照課堂預(yù)設(shè)介紹阿波羅尼斯圓的方法,但由于堅(jiān)信多給學(xué)生一些自主生成的空間能帶來更好的教學(xué)效果,筆者沒有打斷學(xué)生的交流.

        學(xué)生D提出還可以利用重心挖掘數(shù)量關(guān)系:如圖2所示,連接頂點(diǎn)A與BC的中點(diǎn)E,與BD相交于G,易知G是△ABC的重心.

        因?yàn)锽D=2,則由重心的性質(zhì)可知,GD=■,GB=■. 設(shè)∠DBC=α,由于△ABC等腰且E是底邊BC的中點(diǎn),所以∠AEB=90°,則BE=■cosα,BC=■cosα,則可得S■=2S■=2×■×DB×BC×sinα=2×■×2×■cosα×sinα=■sin2α.又0<α<■,所以0

        這位學(xué)生注意到了等腰三角形三線合一的幾何性質(zhì),跳出了余弦定理的思路,轉(zhuǎn)而利用重心帶來的比例關(guān)系解決問題,不失為一個新穎有效的方法,筆者表揚(yáng)了這位同學(xué)并借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生向他學(xué)習(xí),廣泛聯(lián)想,學(xué)會挖掘出題目中的隱藏信息.

        此時學(xué)生E提出可以利用解析幾何的方法求該最值:

        如圖3所示建立平面直角坐標(biāo)系并設(shè)B(-m,0),C(m,0),A(0,n),則可得D■,■. 因?yàn)锽D=2,所以可得■+■=4,即9m2+n2=16. 又9m2+n2≥6mn,當(dāng)且僅當(dāng)3m=n時取得等號,所以6mn≤16,mn≤■,則S■=■×2m×n=mn≤■,最大值為■.

        緊接著學(xué)生F提出在學(xué)生E的思路上,可以用三角代換的方法更準(zhǔn)確地刻畫S■的變化:

        在9m2+n2=16中,可令3m=4cosθ,n=4sinθ,即m=■cosθ,n=4sinθ,則面積可以表示為S■=mn=■sinθcosθ=■sin2θ,易知θ可以取到■,則S■=■.

        這兩位同學(xué)吸收了數(shù)形結(jié)合的思想方法,他們分享的兩種解法引起了其他學(xué)生的極大興趣,但可能是由于思考時間較短的問題,學(xué)生沒有再提出新的解決方法. 見學(xué)生思考遇到了瓶頸,筆者順著前面兩位學(xué)生的方法,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)沿著數(shù)形結(jié)合的思想探索下去,并提示他們關(guān)注AB=2AD這一條件,很快思路被打開的學(xué)生想到了阿波羅尼斯圓的方法:

        沿BD方向?yàn)闄M軸正方向,以其中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立平面直角坐標(biāo)系xOy,則可得B(-1,0),D(1,0). 設(shè)A(x,y),由AB=2AD可得■=2,即■=2,化簡后可得x-■■+y2=■,即A的運(yùn)動軌跡是一個以■,0為圓心,■為半徑的圓(不包含與橫軸的交點(diǎn)),對于△ABD,軌跡上的點(diǎn)到BD的最長距離為■,所以(S△ABD)max=■,即(S△ABD)max=■.

        一節(jié)課下來筆者只完成了對一道改編題的探究,若是以課堂預(yù)設(shè)為標(biāo)準(zhǔn),本節(jié)課必然稱不上是高效的,但是課堂教學(xué)的目的不是簡單地傳遞信息,而是引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)生出對于知識的理解. 本節(jié)課上學(xué)生的思維被充分激發(fā),且課堂討論氛圍十分熱烈,絕大多數(shù)學(xué)生都在積極參與思考,從這個角度觀察,本節(jié)課實(shí)際上是頗有成效的.

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