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尝试中犯错、反思 反思中发现、积累
——“尝试—发现”教学法的灵活运用

2017-01-12江苏省宜兴中学刘国祥

中学数学杂志 2016年11期
关键词:尝试思路运算

☉江苏省宜兴中学 刘国祥

尝试中犯错、反思 反思中发现、积累
——“尝试—发现”教学法的灵活运用

☉江苏省宜兴中学 刘国祥

曾读过一篇文章,题目叫《教室就是出错的地方》,作者魏得胜.“教室就是出错的地方.”这句话说得太好了!细想起来,确实就是这样.出错是正常的,不出错才是不正常的.如果学生的学习解题、所作所为都正确,没有出错,教师乃至学校就没有存在的价值了.从教学的角度看,错误是重要的教学资源.任何正确的答案和方式,都是通过曲折探索得到的.而往往在出错和改错的曲折探索过程中,课堂才是最活的,教学才是最美的,学生的生命才是最有价值的.从这个意义上说,错误对于学生,不是尽量避免的问题,而是不可或缺的元素.关键是我们如何对待如何运用这样的“错误”.

高中数学新课程教学中,我们常常引进“尝试—发现”教学法,即让学生在老师创设的教学情境下自主尝试学习,在学习中自主发现、探索,解决数学学习过程中的问题.这种教学方法强调学生主体参与和实践中完成自身知识建构的发展.但是教学现实中,教师还是不断给学生详尽的“提示”,唯恐学生出错;面对学生的“错误”,除批评、责怪,并没有重视这一重要资源.由此,我将“尝试—发现”教学法推进一步,形成“尝试—犯错—反思—发现—积累”的教学方法,即让学生在一定的教学情境下自主尝试学习,在尝试中犯错或产生思维阻塞,抓住这个契机,教师引导学生讨论反思,寻找错因,发现正确方法正确思路,在发现中积累经验与教训,从而提高数学解题能力.下面以高中数列教学为例说说这种教学方法的意义.

数列是普通高中数学的重要内容,在整个中学数学教学内容中,处于一个知识汇合点的地位,很多知识都与数列有着密切联系;同时,数列蕴涵了许多重要的数学思想,在数列教学中注重数学思想方法的挖掘与渗透具有十分重要的意义.在高中数学数列教学中,我运用“尝试—犯错—发现—积累”教学法,收到显著效果.

一、利于积累审题经验

尝试中犯错发现细心阅读题目,正确理解概念,提高运算技能在数学解题中的重要性,从而积累教训.

故人云“智者千虑,必有一失”.学生解题时经常出现错误,并不是方法不对,也不是解题过程不严密,常常是因为平时解题时,老师有明确的提示与强调,所以缺乏细心读题、正确辨析概念的良好习惯,或者是忽略提高运算技能而造成的.

例1求和Sn=a+3a2+5a3+…+(2n-1)an.

错解1:aSn=a2+3a3+5a4+…+(2n-1)an+1,因此(1-a)sn= a+2a2+2a3+…+2an+(2n-1)an+1(最后一项应是减号).

错误2:(1-a)Sn=a+2a2+2a3+…+2an-(2n-1)an+1,则(中间是n-1项等比数列和,并不是n项等比和).

错误3:没有对变量a分类讨论,分a=0,a=1,a≠0且a≠1三种情况来讨论.

解题启示:概念理解上的偏差是造成学生解题错误的常见原因,让学生自主尝试解题,然后针对学生错误,创设情境讨论错误原因,让学生顿悟.上面案例中的错误3告诉我们在使用等比数列求和公式时要注意对公比q进行讨论;而错误一和二关键是运算技能的缺失.通过这样的尝试、犯错、发现,逐步培养学生审读题目、辨析概念与重视运算技能良好习惯.

二、利于培养思维习惯

尝试犯错中发现打破习惯思维,研究条件、改变思维角度带来的意外效果,从而培养审题分析的良好习惯.

对于一题多解的问题,学生往往孤立地看待条件,从而钻进死胡同,形成繁杂的解题过程,既费时间,又易出错.如果能够利用题目条件,改变思维角度,采用简约的思维,往往可以直达问题的本质,运算更简单,更能保证解题的正确性.

例2 数列{an}成等差数列,S10=100,S100=10,求S110.

解法1:这是我有意让学生自主尝试的一道计算题.绝大多数同学想到设首项为a1,公差d联立方程得得由于运算复杂,结果仅有较少一部分同学能得出S110=-110.

本题是否一定要求出首项和公差呢?在多数同学经历挫折后,老师适时引导学生改变思维角度,运用整体思维,研究S10和S100间关系,思考另一种解法.结果,有学生发现:

解法2:a11+a12+a13+…+a100=-90得到a11+a100=-2,因此

解题启示:解法2运算简单,体现整体思维,事半功倍.学生为什么没想到后一种方法?原来,学生潜意识里只有求首项和公差,没想到利用S10和S100之间的关系.面对运算繁杂的解法1,只要稍稍转换思维角度即可获得解法2,可见,面对繁杂的运算题,从整体上把握题中条件,研究条件间的联系,改变思维角度,就可以取得意想不到的解题效果.学生从中积累了经验,可以很容易完成以下问题:

(1)等差数列{an}中,前n项和为Sn,若Sn=m,Sm=n(m≠n),则Sm+n=-(m+n).

(2)等差数列{an}中,前n项和为Sn,若Sn=Sm(m≠n),则Sm+n=0.

(3)等差数列{an}中,前n项和为Sn,若Sn=m2,Sm=n2(m≠n),则Sm+n=-(m+n)2.

(4))等差数列{an}中,前n项和为Sn,若则

三、利于提高思维的灵活性

尝试中思路受阻时,发现调整解题角度或解题方法,可以打通思路,积累解题智慧,培养思维的灵活性.

解题中途思维受阻,因而无法完成解题,是学生在数学解题中经常遇到的情况.这时,通过师生共同分析讨论思路不通的原因,调整解题方向或解题方法,会让学生有豁然开朗的感觉.

例3已知两个等比数列{an和{bn},满足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2-a2=2,b3-a3=3,若数列{an}是唯一,求a值.

学生很容易想到设数列{an}的公比为q,由数列(2+ aq)2=(1+a)(3+aq2),得aq2-4aq+3a-1=0.(*)

由a>0得Δ=4a2+4a>0,却发现方程有两解,与题中数列{an}是唯一发生矛盾而思路中断.这时师生共同分析思路不通原因,回头再分析题目,突然发现公比q有限制条件q≠0,思路豁然开朗,方程(*)必有一根为0,代入得学生经历了困惑、领悟的过程,加深了对概念的理解.

例4已知数列{an}中,a2=1,前n项和为Sn,且Sn=

(1)求a1.

(2)证明数列{an}为等差数列,并写出其通项公式.

(3)设lgbn=试问是否存在正整数p,q(其中1

解题分析:令n=1,容易得a1=0.

(n-1)an+1=nan,(1)

学生因an+1-an不能得到是常数而思路中断.学生中断思路原因是判定等差数列方法单一,师生共同分析努力走出困境.

思路一:从等差中项来判断:对(1)式递推得nan+2=(n+1)an+1.(2)

两相加得,得nan+2+nan=2nan+1,即an+2+an=2an+1.

如何寻找满足条件的(p,q),学生不知道如何处理.当我们遇到一个比较复杂的问题时,不妨退到最简单的情况,通过简单情况的研究逐步推广到复杂情况.当p=2时得q=3;当p=3时,等式显然不成立.依次类推当p≥3,且p∈N*时数列为递减数列,于是所以此时方程(☆)无正整数解.易知(p,q)=(2,3)

解题启示:学生思维受阻可能是知识理解上存在偏差,如等差数列判断与证明有多种方法,当定义失效,能否通过二阶递推回到等差中项来判断,能否求出通项公式来判断;也有可能是思维方法上缺失,如第(3)小题,通过特殊化研究,来寻求整体思路,在探索过程中获得成就感和满足感,一定能激发学生的学习兴趣.

四、利用培养思维的思辩性

尝试犯错中发现辨别概念内涵、关注起始条件对解题的重要意义,培养与积累关注细节、综合分析的能力.

分析粗疏、思维单向是学生在数学解题过程中常有的问题,靠正面提醒或强调往往效果不明显,这次纠正,下次又会重犯.如果让学生在自主尝试中犯错,又让学生在自我分析或讨论中明白错误原因,发现正确途径,学生就会记住教训,在辨别概念内涵、关注起始条件方面细心起来.

例5已知数列{an}和{bn}是等差数列,Sn,Tn分别是它们的前n项和,且求值.

例6已知数列{an}满足(n≥2),若am=2014,则m=_______

解题分析:数列问题在递推是要注意题目的起始条件,在上(1)式中n≥2,在(2)式中n≥1,故累乘知即又a1=a2=1,所以an=通过尝试犯错,学生对解题细节就会重视关注起来,逐步养成严密思维品质,确保解题无懈可击.

如果学生在“多次发现”“多次教训”中不断关注概念内涵、不断关注起始条件,从而获得正确的解题途径,学生的综合解题能力就会发生飞跃.

古代教育家孔子曾说:“不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也.”意思是说:“不到学生努力想弄明白但仍然想不透的程度时先不要去开导他;不到学生心里明白却又不能完善表达出来的程度时也不要去启发他.如果他不能举一反三,就不要再反复地给他们举例了.”

意大利报人兼发行人朗根尼西也曾说过:“不要给我忠告,让我自己去犯错.”意思是说有些事情,只有自我实践中有了教训,才能逐渐成熟并获得智慧.

这些思想,在高中数学教学中有着特别重要的意义.“尝试—犯错—发现—积累”的教学方法,是这种思想的最好实践.

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