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挖掘课本内涵,培养思维能力

2018-03-30马勇

东方教育 2018年3期
关键词:证明课本习题

马勇

摘要:培养学生思维能力是数学教学的重要目标,如何能实现这一目标.灵活处理认真研究课本的例(习)题,挖掘并掌握其中丰富内涵,是一种行之有效办法,其对培养学生思维发散性、灵活性、深刻性、创造性、广阔性都有很大作用。

关键词:思维能力;课本例题

例(习)题是教材的重要组成部分,这些例(习)题是编者从茫茫题海中经过反复筛选、精心选择出来的,是学生掌握双基的重要来源,也是教师传授知识的纽带,它蕴含着丰富的教学功能,处理好例(习)题的教学,对教学质量大面积的提高、学生智力的发展、思维品质的培养都是至关重要.

一、引申拓广,培养思维的发散性

教学中,若对一些典型的例、习题进行变式处理,如改变原题的条件、结论、方法或逆向思维、反例分析等,即可以在演变多解过程中,使得学生在知识及方法的纵横方向分别得以拓广和延伸,培养学生的发散性思维.

例1:数学必修⑷P122第3题证明:对任意a,b,c,d∈R,恒有不等式(ac+bd)2≤(a2+b2) (c2+d2) (1)

先让学生推证,发现他们用比较法、综合法、反证法、放缩法都可以得到证明.此时进一步追问:能否有更新颖的证法呢?

引导学生抓住“a2+b2”、“c2+d2”、“ac+bd”的结构特征,因此可考虑用构造法证明.

证法1 (向量法)构造向量

则ac+bd=a2+b2 ·c2+d2 cosθ,

(ac+bd) 2=(a2+b2)(c2+d2) cos2θ

≤(a2+b2)(c2+d2)

证法2(构造三角形)利用“三角形的两边之和大于第三边”(上图中OBCA为平行四边形)

由|OA|+|OB|>|AB|及|OA|+|OB|>|OC|,不等式⑴迅速得证.

由解法一不少学生都能发现a与b,c与d可交换位置.

[变1]求证:(a2+b2)(c2+d2)≥(ad+bc) 2 ⑵

[变2]⑴式两边开方可否?

求证:a2+b2 c2+d2 ≥|ac+bd| ⑶

[变3]⑶式右边去掉绝对值可否?

求证:a2+b2 c2+d2 ≥ac+bd ⑷

对于⑴式能否有更深刻的变化呢?将不等式⑴字母分别排序,得

(a12+a22)(b12+b22)≥(a1 b1+a2 b2) 2 ⑸

通过分析知道,可以按字母增加的方向演变.

[变4]设a1、a2 、a3 、b1、 b2、 b3∈R,

求证:(a12+a22+a32)(b12+b22+b32)≥(a1 b1+a2 b2+a3 b3) 2 ⑹

此时,利用学生的连续思维所产生的思维惯性,教师因势利导,把问题推广.

推广 设ai,bi∈R(i=1,2……n),则

(a12+a22+……+an2) (b12+b22+……+bn2)

≥(a1 b1+a2 b2+……+an bn) 2 (当且仅当ai=kbi时,取“=”号)

这是一个重要的定理,叫柯西不等式.不等式⑸、⑹即柯西不等式当n=2和 n=3时的特例.如此层层推进,使结论更加完美,更具有普遍性.

上述对原题从不同角度进行演变和多解,这样从一题多变到一题多解,使知识横向联系,纵向深入,拓宽了学生的思路,培养了学生的发散思维.

二、融会贯通,培养思维的灵活性

数学中有很多知识是相互联系的,现行新教材特别注意用联系的观点处理问题,课本中例、习题为我们提供了充足的素材和广阔的空间.因此,在教学中充分利用课本例、习题之间相互联系、互相作用、互相影响这一规律,引导学生串通教材,做到融会贯通,开阔学生的视野,增强学生思维的灵活性.

如研究空间面面关系,线面关系,线线关系时经常要用到转化思想方法来解题,通常有关线面平行、垂直的问题可转化为线线平行、垂直的问题,而有关面面平行、垂直的问题可转化为线面平行、垂直的问题.

三、標新立异,培养思维的创造性

例题教学中,在学生掌握基本方法的同时,应有意识地创设新活的思维情境,激励学生不依常规、不受教材与教师传授的方法的束缚,引导学生多角度、全方位地思考问题,鼓励学生标新立异、探究新解,达到开拓学生思维、锻炼学生思维创造的目的.

例2:数学必修⑷P111例7,已知A(-1,-1),B(1,3),C(2,5)试判断A、B、C三点之间的位置关系.这是一道基本题,但应要求学生尽可能多地进行多方位、多层次的联系,寻求不同解法,如一些学生仅想到一些常规解法:

(1)证明|AB|+|BC|=|AC|;(2)证明点B在直线AC上;(3)证明直线AB、AC的方程相同或斜率相等.而有一些同学,联想宽广深刻,不但有上述解法,还得到了如下的非常规解法;(4)证明点C到直线AB的距离为0;(5)证明△ABC的面积等于零;(6)证明点B是有向线段AC的一个定比分点,显然后者的解法较之于前者,更难想到,因而更具有创新性,有利于培养思维的广泛性、创造性。

四、联想转化,培养思维的广阔性

数学是一个具有内在联系的有机整体,各不同分支,不同部分,都是相互联系、相互渗透的,解题方法、解题思路更是如此,因而,在课本例、习题的教学中应有意识地教给学生类比、联想、转化的方法,以提高学生分析问题、解决问题的能力,促进知识的正向迁移,培养思维的广阔性。

例3:已知a,b,m∈R+,并且a

求证:a+mb+m >ab

教材上是用“分析法”证的,如果就此结束,效果不大,实际上,它内蕴着丰富的教学价值,如引导学生巧妙联想,灵活转换,构造函数来证,则很富有意趣。

证明:令f(x)=a+xb+x =(x+b)+(a-b)b+x =1+a-bx+b

∵a-b<0,∴f(x)在[0,+∞)上为增函数,

∵m>0,∴f(m) >f(0) 即a+mb+m >ab

这样的教学就使学生不再把函数与不等式割裂开来,而是融合为一个有机的整体,以后处理有关问题时将能迅速迁移,另如例1巧妙地利用了数形转换解题的思想方法,这些都有助于培养学生思维的广阔性、创造性。

综上所述,课本是教学之本,深挖教材的潜力,充分发挥教材的自身作用,处理好课本例、习题的教学十分重要.立足课本,对课本典型例、习题进行演变、探究、引申、拓广、应用,由点到面,由题及类,解剖一例,带活一串,注意数学思想方法的渗透,这样教学,深化了基础知识,培养了思维品质,发展了思维能力,这正是我们所要追求的目标。

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