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例谈高中数学课堂教学巧设问题串,提高课堂效率

2015-10-21林钟洲

新课程·下旬 2015年12期
关键词:旗杆折痕桌面

林钟洲

波普尔指出:“知识的增长永远始于问题,终于问题——愈来愈深化的问题,愈来愈能启发大量新问题的问题。”在高中数学课堂教学中,提问引领着课堂教学的走向。问题串是教师课堂教学提问的依据,它决定着学生思维活动开展的深度和广度。

一、巧设生活化的拓展性问题串,提高课堂教学效益

课堂教学要让每个学生都有收获,教师可围绕教学内容设置生活化拓展性的问题串,让学生感受数学就在身边,培养学生的问题意识,开拓学生的创新思维。

案例1:人教A版必修2第二章2.3.1节“直线与平面垂直的判定”的教学

教师首先从几个实际背景的例子中,引導学生注意观察直立于地面的旗杆及它在地面影子的例子来思考、分析,从中抽象概括出直线与平面垂直的定义。

引入情境问题:

(1)早晨阳光下,旗杆与它在地面的影子所成角度是多少?(学生都能回答:90°)

(2)随着太阳的移动,不同位置的影子与旗杆的角度是否会发生改变?(引导学生发现旗杆始终与地面的影子保持垂直关系)

(3)旗杆与地面内任意一条不经过旗杆位置的直线关系如何?依据是什么?(引导学生再发现:旗杆所在的直线与地面内任意一条直线都垂直)

(4)(如图1)直线l与平面α垂直吗?(学生可以在平面α内找到一条直线与l不垂直)

(5)平面α内可以找到一条直线与l垂直吗?能找到几条?(图2,学生发现过点P可以找到直线m与l垂直,进而发现无数条与直线m平行的直线也与l垂直)这样,学生就自悟:尽管直线l与平面内的无数条直线都垂直,但直线l不一定与平面α垂直,这样体现了有效地对教材安排的信息资源再创造运用,教学效果更好。

然后探究定理:

请同学们准备一块三角形纸片来做一个实验:过△ABC的顶点A,翻折纸片得到折痕AD(图3)将翻折后的纸片竖起放置在桌面(BD、DC与桌面接触)

引入情境问题:

(6)折痕AD与桌面垂直吗?

(7)如何翻折才能使折痕AD与桌面所在的平面垂直?

在这个活动中,学生在操作中辨析、思考折纸过程的数学本质,最后得出图4情形。在探究定理做同样的实验时,可以故意去掉“过△ABC的顶点A翻折”,放手让学生翻折,这样可以把握时机,寻求学生思维的突破口。引导学生探究出图5情形这两种情形为归纳出定理奠定了基础。

反思:定义中的“任意一条”能否用“无数条”替换这个事实不能直接抛给学生,应该让学生自己直观感知,在教材内容的关键点,设计的问题串完全可以使学生可以“跳一跳,摘桃子”。对探究定理设计的问题情境,去掉“过△ABC的顶点A翻折”,是创造性开发使用教材。有效的问题串能激发学生积极思维,培养思维能力,提高课堂教学效益。

二、巧设开放性的问题串,提高课堂教学效益

高中数学课堂教学中,条件开放的问题,会让学生在解决问题的过程中广泛地类比、联想与猜想,具有很强的探究性。

案例2:高中数学人教A版“圆锥曲线”一章有这样一道题:

已知P(x,y)在圆C:x2+y2-4x-2y=0上,求2x+y的取值范围。可以设计以下问题,引导学生进行思考寻找解决问题的方法并且进行归纳总结。

问题一:根据所学知识,寻找不同的解题方法。

解法1:设2x+y=b,问题转化为研究圆C与直线2x+y=b有公共点时b的取值范围。由直线与圆联立,消y得5x2-4bx+b2-2b=0,得0≤b≤10。

解法2:还可以用圆心到直线的距离小于等于半径。由点到直线距离公式,解得0≤b≤10。

解法3:既然是直线与圆有公共点,可研究特殊状态(相切)。联想数形结合,由平面几何知识得直线截距的值b=0或b=10。故有0≤b≤10。

解法4:可以引入圆的参数方程:(为参数),代入2x+y中,问题转化为三角函数求最值。

解法5:观察圆的方程,并化简:2x+y=(x2+y2),只要求的最值。联想用数形结合,当OP经过圆心时OP最大,所以,因此0≤2x+y≤10。

问题二:学习要考虑多解择优,能将上面解法归类,并将题目适当变化吗?

(1)曲线方程可以变化。

变化1:将圆C改成半圆。解题时用解法3、解法5较方便。

变化2:将圆C改成其他圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线),解题时用解法1、解法4较方便。

(2)求取值范围的式子可以变化。

变化3:将2x+y改成ax+by(a、b∈R)或(a、b、c、d∈R),解题时可用解法1、解法2、解法3、解法4。

变化4:将2x+y改成二元二次解析式,解题时可用法4。

反思:在教师引导下以问题串为导向的探究教学,举一反三,旧中探新。这样不但使学生掌握了解题方法,更重要的是学生的思维得到了升华。

总之,教师在设计问题串时,一定要紧扣课题,既要考虑教学内容,又要考虑学生的差异,这样才有利于激发学生思维的积极性,有利于当时所研究的课题的解决,从而启发学生的数学思维活动,提高课堂效益。

编辑 温雪莲

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