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创设故事情境 提升复习效率

2022-05-30李佳

云南教育·中学教师 2022年8期
关键词:倒序高斯例题

李佳

数学是一门研究客观现实世界数量关系和空间形式的学科,高中数学教学要求紧密联系学生的生活实际,从学生的生活经验和已有知识出发,创设情境,为学生提供从事数学活动的机会,激发并调动学生数学学习兴趣及学好数学的愿望.然而很多学生认为高中数学是枯燥的.在高三数学二轮专题复习中,教师带领学生大量刷题,复习课堂也沦为做题、讲题的固有模式,正在渐渐磨灭学生的数学学习兴趣.

在高中数学复习课教学中,适时地分享数学故事,不但不会浪费时间,还能改变传统课堂单一死板、枯燥无味的教学模式,增加课堂的趣味性,有效调动学生学习数学的积极性,活跃课堂气氛.用故事情境来导入数学知识与方法,可以施教无痕,润物无声,同时也在一定程度上促进学生对数学知识的认知、理解和掌握,在追求教学效率的同时,最大限度上获得了学习的效能.在此,笔者以“高斯与倒序相加法”专题复习课为例,谈谈如何创设故事情境来提升复习效率.

一、导入故事,创设情境

数学王子——高斯

约翰·卡尔·费里德里希·高斯(1977年4月-1855年2月),德国著名数学家、物理学家、天文学家,近代数学的奠基者之一.高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,享有“数学王子”之称.

高斯和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家.高斯在数论、非欧几何、微分几何、超几何级数、复变函数论及椭圆函数论等方面均有开创性贡献.此外,他还致力于将数学应用于物理学、天文学和大地测得学等领域的研究,同样著述丰富,成就甚多.

高斯很小的时候就非常善于观察,勤于思考.他总是能在日常生活和学习中,从一些别人觉得复杂的事物中找到规律,化难为简.最出名的故事就是高斯10岁那年,教师在黑板上写了一道题想要为难一下同学们.

1+2+3+…+99+100=?

教师认为学生至少要20分钟才能算出答案,于是就趁机休息一下.当学生不亦乐乎地计算着1+2=3,3+3=6,4+6=10……时,高斯很快就算出了结果.教师非常惊讶,所有的同学都向他投来羡慕的目光,都很想知道他是怎么在这么短的时间内计算出来的.

原来高斯通过细心观察发现:

1+100=2+99=3+98=…=49+52=50+51.

1~100正好可以分为这样的50对数,每一对数的和都相等,高斯把这道题巧算为=5050.

【设计意图】通过分享数学家高斯及其小时候的故事,教师在潜移默化中渗透了数学文化,传递了数学思想,彰显了数学精神.在数学教学中,若只将繁杂难懂的数学定理、公式、方法灌输给学生,那么教师会讲得口干舌燥,学生会觉得平淡无味,听得一头雾水,最后收效甚微.导入故事的设计可以激发学生的求知欲,坚定他们与数学家共同探索的信心,为后续具体深入学习铺路.

二、迁移问题,总结规律

教师将故事情境中的问题迁移至专题复习课教学中,提出问题:“高斯使用的这种求和方法,简便快捷,并且广泛应用于等差数列的求和问题中.那么,我们能不能利用他的方法总结形成规律,解决相似问题呢?”

已知数列{an}是等差数列,Sn为其前n项和,求证:Sn=.

证明:∵Sn=a1+a2+…+an-1+an①

倒序得Sn=an+an-1+…+a2+a1②

①+②有2Sn=(a1+an)+(a2+an-1)+…+(an+a1)

又根据等差数列的性质,有

a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=an+a1

∴2Sn=n(a1+an)

∴Sn=

教师总结:以上等差数列求和的方法称之为倒序相加法.顾名思义,“倒”即颠倒,“序”即顺序.如果一个数列{an}中,与首末两项等距离的两项之和等于首末两项之和,那么把正着写与倒着写的两式相加,就得到一个常数列的和,这样的求和方法称为倒序相加法.

【设计意图】将故事情境迁移到数学问题的探究中:梳理高中数学如何推导等差数列前n项和公式S=和故事中高斯发现的规律与等差数列的性质a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=an+a1的共同点.用类比的方法推导,同时为计算方便及减少失误,教师将原式倒序写出,两式相加最终得到等差数列前n项和公式,进而归纳总结出倒序相加法的定义.

三、例题探讨,习题巩固

在总结出倒序数相加法的定义后,就到了应用环节,此时教师给出例题进行讲解,应用概念,接着又给出习题让学生完成,以巩固知识.

例题:已知函数y=f(x)满足f(x)+f(1-x)=1,若数列{an}满足an=f(0)+f

+f

+…+f

+f(1),则数列{an}的前20项和为(  ).

A.115   B.110   C.105   D.100

习题1:已知函数f(x)=x+sinπx-3,则f

+f

+f

+…+f

的值为    .

习题2:设n为满足不等式[C0+C1+2C2+…+nCn][n][n][n][n]<2008的最大正整数,则n的值为(  )

A.8   B.9   C.10   D.11

【设计意图】结合教材和高考试题,利用例题及跟踪练习来强化倒序相加法的应用,提升素养、突破高考.例题解析时,教师通过试题情境、必备知识、能力素养、答案解析等多维度展开全面、系统的分析,使學生能够清晰地认识和把握试题的特点、趋势和立意,具有实用性和针对性.解题过程中涉及大量的推导及计算,大大提升了学生的逻辑推理与数学运算的核心素养.同时,倒序相加法专题复习重视对学生基本数学素养、思想方法和能力的考查,关注学生的应用意识和创新意识,重视数学学习的本质,突出对理性思维、数学应用、数学探索、数学文化的引领作用.

在数学复习课上讲故事,在具体的故事情境中挖掘数学条件,从数学的角度去提出问题、分析问题、构建数学模型,直到解决问题.这样的复习课设计有效提升了复习效率,也让学生在求解数学问题的过程中提升了素养、感受到了学习数学的乐趣,充分发挥了数学的育人功能,彰显了教育的本质.

◇责任编辑 邱 艳◇

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