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谈学生的创新思维

2014-05-30范冬梅

信息周刊 2014年49期
关键词:创新思维教学设计素质教育

范冬梅

【摘 要】 本文分析了传统数学教学在培养学生创新能力方面的不足,指出如何培养学生的创新能力,并设计了一节课予以示范。

【关键词】 创新思维;教学设计;素质教育;数学

创新思维决定一个人能否创新及创新能力的大小,是素质教育的核心,注重对学生进行素质教育已成为国人的共识。而素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。因此,在数学教学中有意培养学生的创新思维,对开发学生的创新潜能,培养学生的创新能力至关重要。在这一过程中,数学因其特定的内容和方法有着得天独厚的优势,数学教师也就义不容辞地站在了时代的前列,责无旁贷地肩负起历史的使命,应该有所作为而且可以大有作为。

审视我们传统的数学教育,做得并不到位。不能否认,我们的数学教育有值得骄傲的地方,比如,学生基础知识扎实、基本技能娴熟、在国际数学测验中成绩不凡,国际数学奥林匹克竞赛中更是捷报频传。但也必须承认还存在着相当严重的问题,比如数学思维品质不高,缺乏灵活性、深刻性和批判性;创新精神和实践能力较差;数学学习方式单一、被动;对数学学习的情感体验消极等等。认真分析,除了教育制度和考试制度等原因,是我们的教学思想和观念、教学内容和方法使然,尤其是后者。在内容方面,传统的数学教材过分注重自身的逻辑性和完整性,高高在上,不重视数学知识的现实背景,与现实生活严重脱节,学生学到的东西在日常生活中用不着,而日常生活中需要的知识学生却没学到(据统计,70%的学生以后用不到小学以后的数学知识),从而让学生觉得数学无用进而无趣。而对于有价值的部分,传统的数学教学又掐头去尾,过分注重“成熟”知识(结论)的传授,而忽视了知识的“来龙”(如何来)和“去脉”(做何用),掐掉的“头”(知识的产生过程)和去掉的“尾”(知识的应用)则正是培养学生创新精神和实践能力的精彩部分。在教学方法上,我们过分强调“精讲多练”,而一味的精讲,固然使学生理解到知识的方方面面,但也剥夺了学生探索创新的时间和空间,致使学生创新的意识泯灭了,创新的精神懈怠了,创新的能力退化了。而学生的多练,强化的是模仿和服从,巩固的是重复和操作,获得的只是运算的技巧和速度,失去的则是能力提高的机会。大量的时间、有限的精力和残存的对于数学的兴趣和爱好在多练中“炼”掉了,换来了在现代社会看来似乎是屠龙之技的、与受益终身的创新能力相比价值不大的所谓“技能”。久而久之,人的思维发展为此而受到阻碍。因此,在强调素质教育的今天,当务之急是让学生由现在的被动接受知识转向主动的探索、积极的建构知识。与此相适应,教师的教育思想和观念、教学方式和手段要全面更新:数学观——从数学定律观转向数学过程观,即在传授知识的同时,注重表达一种探索精神;教育观——从“以教师为中心”转向“以学生发展为中心”,从“学知”转向“求知与发展”;教学观——强调分析问题和解决问题的能力的培养,从追求固定的教学方式转向一切有利于创造性思维培养的优异手法;教学手段——从纸笔演算转向以现代技术、信息工具为辅助的多种方式的训练。为此,笔者对“算术平均数与几何平均数”这节课进行了设计,在用《几何画板》制作的课件的支持下,试图再现數学知识的形成过程。

算术平均数和几何平均数

一、创设问题情景

某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800,深为3m,如果池底每1的造价为150元,池壁每1的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多少元?

二、基本概念

1、对任意两正数a与b,我们把叫做a、b的算术平均数;

2、对任意两正数a与b,我们把叫做a、b的几何平均数。

三、基本定理

1、提出问题

任意两正数a与b的算术平均数与它的几何平均数之间有什么样的大小关系?即:若a、bR,问与的大小关系如何?

2、探索发现

实验一(演示几何画板制作的课件,以下实验同)

A、B是平面内任意两点,l是线段AB的垂直平分线,P是平面内不和A、B重合的动点。度量线段PA、PB的长分别记为a、b,即

a==…

b==…

计算=…

=…

任意拖动P点,观察a、b及、的变化情况。

3、猜测定理

任意两正数的算术平均数不小于它们的几何平均数,当且仅当这两个正数相等时,等号成立。即(a、b)

4、逻辑证明

点拨学生用比较法证明,注意分析等式成立的条件。

四、定理的初步推广

1、类比定义

三个正数的算术平均数

三个正数的几何平均数

2、类比猜测三个正数的算术平均数与它们的几何平均数之间的关系:(

3、验证猜测

实验二A、B、C是平面内任一正三角形的三个顶点,O是中心,动点P是平面内不与A、B、C重合的任一点,度量线段PA、PB、PC的长分别记为.即

计算

任意拖动P点,观察以上值的变化情况,从而验证猜测。

五、定理的再推广

1、若四个正数呢?

2、若五个正数呢?

归纳:对于任意n(n≥2)个正数,它们的算术平均数不小于它们的几何平均数,即

(当且仅当时,等号成立)

六、应用

1、问题:若两正数的积是定值(比如9),和有何规律?若两正数的和为定值(比如9),积有何规律?

实验三如图是反比例函数y=的图象在第一象限中的部分,P是其上的任意一点。PA、PB分别是P到X轴、Y轴的垂线,A、B是垂足,度量线段PA、PB的长分别为a、b,即

a=

b=

计算a·b=9

a+b=…

任意拖动点P在曲线上移动,a·b=9是定值,而a+b在变。观察可得:如果两个正数的积是定值,则两数的和有最小值,当且仅当两数相等时,两数的和取最小值。

实验四线段AB的长是9,P为线段AB上不和A、B重合的任一点。度量线段AP、PB的长分别为a、b,即a=

b=

计算a+b=9

任意拖动点P在线段AB上移动,a+b=9是定值,而a·b在变,观察可得:如果两个正数的和是定值,则两数的积有最大值,当且仅当两数相等时,两数的积取最大值。

2、例:已知X、Y都是正数,求证:

(1)如果积xy是定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;

(2)如果和x+y是定值S,那么当x=y时,积x·y有最大值.

证明:略

解决开始提出的问题(略)

练习:一段长为Lm的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜园的面积最大,最大面积是多少?

参考文献:

[1]齐建华等.现代数学教育.郑州:大象出版社,2001.3

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