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类比激发数学思维 提高学习迁移能力

2019-06-18乐海霞

理科爱好者(教育教学版) 2019年2期
关键词:类比数学思维

乐海霞

【摘 要】类比是探究未知事物的工具,是数学活动中伟大的引路人。等比数列和等差数列仅一字之差,具有某种可比性,用类比思想去认识等比数列,体会类比是探究未知事物的引路人。

【关键词】等比数列;类比;数学思维

【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)10-0061-02

1 教学内容解析

本课来自人教A版必修5中的2.4节.学习了等差数列的定义、通项、性质及前项和,对于特殊数列要探究哪些知识,运用哪些方法,学生有了一些经验。

本课研究内容是等比数列,等比数列和等差数列仅一字之差,具有某种可比性,引导学生用类比思想认识等比数列,体会类比是探究未知事物的引路人。

难点在等比數列与等差数列之间的差异使类比的结论有或然性,要引导学生分类讨论。

2 教学目标设置

(1)从实际问题抽象出数列模型过程中理解等比数列定义,掌握等比数列的通项公式、等比中项,理解等比数列与指数函数的关系。(2)从等比数列通项公式的探讨过程中感受研究特殊数列的思路与方法;会用定义判断等比数列,会求等比数列的通项公式、等比中项。(3)类比指数函数图象,探索等比数列通项公式的图象特征及与指数函数之间的关系[1]。

3 学生学情分析

学习《函数》,对函数的研究结构和方法有了体验,对指数函数有一定的认识;学习等差数列的定义、通项公式、性质和前项和,经历特殊数列研究的一般过程,有从特殊到一般、具体到抽象的思维经历。

4 教学策略分析

采用问题启发和自主探究的教学方式。学生研究过等差数列,熟悉特殊数列要探究的知识及所用的方法。重点是用类比的方法探究等比数列的定义和通项公式,尝试用已有知识去类比,使学生经历由表及里的探究

过程[2]。

5 教学过程

5.1 教学目标

(1)通过实例理解等比数列的概念。

(2)通过类比等差数列探索等比数列的通项公式,会根据定义判断等比数列,会求等比数列的通项公式并简单应用。

(3)类比指数函数图象,探索等比数列通项公式的图象特征。

5.2 教学重点

等比数列的定义和通项公式。

5.3 教学难点

等比数列与指数函数的关系。

5.4 教学过程

5.4.1 创设情境引入新课

师:《孙子算经》卷下有题:“今有出门望见九堤,堤有九木,木有九枝,枝有九巢,巢有九禽,禽有九雏,雏有九毛,毛有九色,问各几何。”

生:9,81,729,94,95,96,97,98。

师:从前后项来看,这列数有什么特点?

生:后一项比前一项是同一个常数。

师:有这个特点的数列在生活中很常见。细胞分裂个数组成数列1,2,4,8,……。“一尺之捶,日取其半,万世不竭。”若把“一尺之捶”看成单位“1”,得到数列是:1,,,,……。还有银行复利问题等。今天我们学习等比数列。

意图:从《孙子算经》的名题引入,注重数学知识的历史文化向度,让学生体验知识形成过程,享受数学的有用性、有趣性。

师:前面研究了等差数列的哪些内容?

生:等差数列的定义,等差中项的概念,等差数列的性质、通项公式及前项和。

意图:温故知新,对所学知识起到先导作用,渗透类比思想。

师:从名称看,等比数列和等差数列仅一字之差,有某种可比性,用什么方法来研究等比数列的哪些内容?

生:用类比等差的方法学习等比数列的定义,等比中项的概念,等比数列的性质、通项公式以及前项和。

意图:明确本节课的任务:学什么?怎么学?

5.4.2 小组合作探究新课

参考任务单,类比等差数列,小组对等比数列中的知识点加以探究,小组内讨论、交流。

意图:发挥学生主体性,体验类比探究的过程,学生的独立思考、同学间的合作交流,培养自主学习的能力。

5.4.3 成果展示推进新课

展示一等比数列的定义

生:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q表示(q1 0),其符号语言是。

意图:通过学生的独学、合作等方式,类比得出等比数列的定义,尝试用递推公式描述等比数列。

追问:(1)说出三个等比数列的公比;(1)9,81,729,94,95,96,97,98(2)1,2,4,8,……。(3)1,,

,,……。

举例:(1)一个公比为的等比数列;(2)一个公比为的等比数列;(3)一个不是等比数列的数列;(4)一个既是等差数列又是等比数列的数列。

师生小结:,

意图:引导学生理性思考,突出等比数列本质属性,加深对等比数列定义的理解。

聚焦一 等比中项的概念

师:要构成一个等比数列,项数最少几项?

生:3项

师:3项成等比,有什么发现?

生:在与b中间插入一个数G,使,G,b成等比数列,那么G叫做与b的等比中项.其符号语言表示为:G2=b,

生:任意两个数都有等比中项?若G2=b,则,G,b成等比数列吗?

生:不成立,当,时,不成立。

师生完善小结。

意图:等比中项是等比数列的特殊情况,通过学生的类比、探究,理解等比中项的概念。

探究二 等比数列的通项公式

师:若聚焦到等比数列的特定项,研究什么?

生:通项公式。(学生上台板演推导过程)

老师提炼:若确定了一个等比数列的首项和公比,就可以求出通项公式。

意图:类比等差数列通项公式推导方法,经历等比数列通项公式的推导,感受类比是伟大的引路人。

师:可从几个角度来认识等比数列的通项公式呢?

生:方程角度和函数角度。

师:很好!从方程角度来看,有什么启发?

聚焦二 等比数列与指数函数的关系

师:若从函数角度来看,等比数列与什么函数有关?(请学生成果展示)

教师借助信息技术,帮助学生认识等比数列通项公式的图象特征,归纳等比数列通项公式与指数函数间的联系。

意图:体会等比数列与指数函数间的联系,加强直观感受,体验数列是一种特殊的函数。

5.4.4 成果运用内化新课

例1.已知数列满足:,求的通项公式。

变式:已知数列满足:,,

(1)证明:是等比数列;(2)求的通项

公式。

意图:通过变式提高学生对知识的运用水平,熟练用定义判断或证明数列是等比数列。

例2.一个等比数列的第3项和第4项分别是12和18,求它的第1项和第5项。

拓展:求例2中的第5项,除用知三求一的基本量思想,还有其他办法吗?

意图:熟练知三求一过程,让学生理解公式的本质,拓展为下节课对性质研究铺垫。

5.4.5 归纳总结收获新课

(1)归纳研究特殊数列的思路

生:知识体系上可学习特殊数列的定义、通项、性质、前项和;思想方法上可用类比的方法学习新数列,推导通项公式时可用特殊到一般的归纳法。

(2)类比对你有什么启发吗?

生:学习了等差数列、等比数列,可用类比的方法学习等和数列、等积数列。

生:在学习等差数列时,若、是等差数列,则数列也是等差數列,若、是等比数列,则数列也是等比数列吗?呢?

6 结束语

师:我们用类比等差数列的方法,完成本节课的探究。我们感叹:类比,一个伟大的引路人!但类比,仅仅是引路,怎么走,得靠自己一步一个脚印地走!只有这样,我们才能领略到人生不一样的风景!

【参考文献】

[1]闫桂琴.中学数学教学论[M].北京:北京师范大学出版社,2010(7).

[2]张奠宙,宋乃庆.数学教育学(2版)[M].北京:高等教育出版社,2009(1).

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