摘 要:為落實國家對中學(xué)教育提出的新要求,教育部于2017年發(fā)布了高中新課程標(biāo)準(zhǔn),又于2020年對高中新課程標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂,這為教學(xué)指明了方向.教師要通過認(rèn)真學(xué)習(xí)高中新課程標(biāo)準(zhǔn),理解把握高中數(shù)學(xué)的教學(xué)要求,還要通過研讀新教材體會新課標(biāo)的教學(xué)要求的各項細(xì)化目標(biāo),在平常的教學(xué)中去認(rèn)真落實,提升學(xué)生的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng).
關(guān)鍵詞:新教材;新課標(biāo);數(shù)列
數(shù)列作為一種特殊的函數(shù),是一種重要的數(shù)學(xué)模型.學(xué)習(xí)數(shù)列,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),還可以滲透素質(zhì)教育理念,使學(xué)生產(chǎn)生文化共鳴.伴隨基礎(chǔ)教育改革的深入,各出版社依據(jù)《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》相繼出版了多個版本的數(shù)學(xué)教材,呈現(xiàn)出“百花齊放”的局面,不同版本的數(shù)學(xué)教材在數(shù)列的編寫上呈現(xiàn)出不同的特色和教學(xué)要求.本文研讀人教A版新教材中有關(guān)數(shù)列通項公式的兩道習(xí)題,總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗,以期為教學(xué)提供一些有益的指導(dǎo).
1 關(guān)于數(shù)列通項兩道習(xí)題的分析與拓展
人教A版《普通高中教科書數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊》在習(xí)題4.3由數(shù)列的遞推關(guān)系求解數(shù)列的通項公式配備了兩道習(xí)題,筆者針對這兩道習(xí)題做如下分析與拓展.
習(xí)題1 若數(shù)列{an}的首項a1=1,且滿足an+1=2an+1,求數(shù)列{an}的通項公式.
解法1(觀察法):學(xué)生剛學(xué)完等差、等比數(shù)列,很容易通過觀察法求解此題,先由已知條件求出a2=3、a3=7、a4=15,再由得到的前四項a1=1、a2=3、a3=7、a4=15尋找其規(guī)律并歸納出通項公式an=2n-1,然后代入條件an+1=2an+1檢驗符合要求,進而得到數(shù)列的通項公式an=2n-1.
解法2(構(gòu)造法):由解法1可知,an+1=2n,{2n}是個等比數(shù)列,啟發(fā)我們可以通過配湊,構(gòu)造一個新等比數(shù)列{an+1},由此可得以下解法.
因為an+1=2an+1,所以an+1+1=2(an+1).
又a1+1=2≠0,則數(shù)列{an+1}是以2為首項,2為公比的等比數(shù)列.
由等比數(shù)列通項公式得an+1=2×2n-1=2n,所以數(shù)列{an}的通項公式an=2n-1.
解題反思:本題的解法從解法1到解法2由易到難,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生比較容易接受.若沒有解法1的提示,初學(xué)的學(xué)生是很難想到構(gòu)造數(shù)列{an+1}的.
追問 對于形如an+1=can+m(c、m為非零常數(shù))這種類型的數(shù)列通項公式怎么求解?
對于形如an+1=can+m(c、m為非零常數(shù))的數(shù)列通項公式的求解,可以利用待定系數(shù)法構(gòu)造一個新數(shù)列{an+λ}成等差或等比數(shù)列,再利用等差、等比數(shù)列的通項公式求出已知數(shù)列{an}的通項公式.由此得到下面的解法3.
解法3(待定系數(shù)法):令an+1+λ=2(an+λ),即an+1=2an+λ.又an+1=2an+1,所以有λ=1,從而構(gòu)成新數(shù)列{an+1}滿足an+1+1=2(an+1),下同解法2.
習(xí)題2 已知數(shù)列{an}的首項a1=1,且滿足an+1+an=3×2n.
(1)求證:{an-2n}是等比數(shù)列.
(2)求數(shù)列{an}的前n項和Sn.
(1)分析:題目要證{an-2n}是等比數(shù)列,此時數(shù)列的第n+1項是an+1-2n+1,可將條件an+1+an=3×2n變形為an+1-2n+1=-(an-2n),且a1-2=-1≠0,所以數(shù)列{an-2n}是等比數(shù)列.
方法拓展1:教材為了控制難度,給出了構(gòu)造數(shù)列{an-2n}的提示,那么數(shù)列{an-2n}是怎么得到的?可以按如下思路進行思考.
令an+1+x·2n+1=-(an+x·2n),即an+1=-an-3x·2n.
又an+1+an=3×2n,所以有-3x=3,解得x=-1,
代入上式得到an+1-2n+1=-(an-2n),且a1-2=-1≠0,故數(shù)列{an-2n}是等比數(shù)列.
方法拓展2:將式子an+1+an=3×2n兩邊同時除以2n+1,得an+12n+1=-12·an2n+32,
記bn=an2n,則上式變?yōu)閎n+1=-12bn+32,這樣就把此題化歸為習(xí)題1的類型,
按照習(xí)題1的解法有bn+1-1=-12·(bn-1).又b1-1=a12-1=-12≠0,
則bn-1=-12·-12n-1=-12n,即得an2n-1=-12·-12n-1=-12n,
所以an-2n=2n·-12n=(-1)n,即{an-2n}是等比數(shù)列.
(2)由(1)可知,an=2n+(-1)n,所以Sn=2-2n+11-2+-1-(-1)n+11+1=2n+1-(-1)n+12-52.
解題反思:通過習(xí)題1和習(xí)題2的設(shè)置可以看出,人教A版教材對形如an+1=can+m(c、m為非零常數(shù))這類型數(shù)列通項問題要求學(xué)生能夠正確求解并掌握,但對于形如an+1=can+f(n)(c為非零常數(shù))這類式子后面帶有變量n的通項的求解控制了難度,只需在題目的提示下完成通項公式的求解,不需采用配湊求解,體現(xiàn)出新課標(biāo)對兩類題型要求的不同.這些細(xì)微的區(qū)別是值得教師認(rèn)真琢磨的,在琢磨中去體會新課標(biāo)的教學(xué)要求,提高教學(xué)的實效性.
2 關(guān)于數(shù)列通項兩道習(xí)題的思考與啟示
通過分析人教A版高中數(shù)學(xué)教材關(guān)于由數(shù)列的遞推關(guān)系求解數(shù)列的通項公式配備的兩道習(xí)題可以看出,教材對由數(shù)列的遞推關(guān)系求解數(shù)列的通項公式的要求較舊教材有所提高,難度也略有增大,同時也可以看出對不同問題的要求也是有區(qū)別的,處理的方式也有所不同.
(1)教師要對照新課標(biāo)認(rèn)真研讀新教材,準(zhǔn)確理解新課標(biāo)的教學(xué)要求,把控好教學(xué)目標(biāo),既不能盲目加重學(xué)生負(fù)擔(dān),又不能降低了教學(xué)要求,要依據(jù)新課標(biāo)把知識落實到位,在知識的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的提出問題、分析問題與解決問題的能力.
(2)在高一、高二基礎(chǔ)年級的教學(xué)中注意不能脫離學(xué)生接受知識的客觀條件盲目拔高,甚至采取一步到位的方式加大難度,應(yīng)循序漸進,依據(jù)課標(biāo)要求、學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律以及接受知識的實際情況,逐步提高教學(xué)要求,便于學(xué)生理解掌握.
(3)教師要不斷加強理論學(xué)習(xí),提升自己專業(yè)素養(yǎng),積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,自覺探索并不斷改變自己的課堂教學(xué)方式,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生自覺主動學(xué)習(xí)的能力,提高課堂效率,提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng).