数学探究能力培养的几点尝试

数学探究能力培养的几点尝试

河北省永年县实验高级中学秦彩丽

【中图分类号】G203.12【文章标识码】C【文章编号】1326-3587(2013)05-0100-02

新课程标准要求培养学生的自主学习和探究能力,高考考纲也明确指出:对数学能力的考查,以逻辑思维能力为核心,全面考查各种能力,强调考题必须具有探究性、综合性、应用性。因而数学探究能力的培养有着十分重要的意义。下面,我谈谈自己的一些做法。

一、借助生活中的实例培养学生探究能力

在探究能力的培养过程中,有一个十分棘手的问题,那就是面对与生活实际相关的数学问题时,因为缺乏生活经历和解决问题的经验,相当一部分学生觉得无从下手,如何打破这一僵局呢?我的做法是让学生深入生活,在生活中培养他们的探究能力。

有这样一道题:国际足联规定法国世界杯决赛阶段,比赛场地长105米,宽68米,足球门宽7.32米,高2.24米,试确定边锋最佳射门位置(精确到1米)。

面对陌生的问题情境,大多数学生都束手无策。我为他们设计了以下几个探究方向:

1、到球场实地去观察一下,边锋在球场上如何运动,一般在何处起脚射门?

2、向踢球经验丰富的同学请教足球的有关知识;

3、到图书馆查阅有关材料;

4、认真思考本题所谓的最佳射门位置在数学上的具体含义;

5、在此基础上考虑如何利用数学方法来解决这一问题。

让学生到实际生活中去,在生活中发现数学,学会解决生活中的数学是提高学生探究兴趣、培养学生探究能力的有效途径,生活是探究的不竭源泉。

二、在课堂教学中培养学生的探究能力

探究能力是各种能力中的较高层次,它要求学生会对问题或资料进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括,并能准确、清晰、有条理地进行表述。因而探究能力的培养不是一朝一夕可以完成的,所以应该把探究能力的培养贯穿于数学教学的全过程。如何培养呢,我认为应该在课堂教学中充分暴露思维过程,充分调动学生的探究欲望。下面以一道例题的教学为例,说说我在教学中的做法。

这是一道有相当难度的应用题:用总长14.8m的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所制作容器的底面一边比另一边长0.5m,那么高为多少的时候,容器的容积最大?并求它的最大容积。

1、问题初探。大多数学生对问题作如下解答:

设底面较短的一边长为x米,容器的容积为V,则有

V=x(x+0.5)(3.2-2x),x∈(0,1.6)。

而后利用均值不等式求其最值,却发现均值不等式的使用条件并不满足。

2、问题再探。师生共同分析,均值不等式在本题无法直接使用的原因x≠x+0。5。那么能否避开这个问题呢?

甲学生(经过一番思考):

V=x(x+0.5)(3.2-2x)=x(2x+1)(8-5x)5=3x(2x+1)(8-5x)15。从而当3x=2x+1=8-5x,即x=1时V取得最大值。

此时,全班学生大为振奋,认为是一种很了不得的做法。

师:首先应该表扬这位同学,但是请你回答这个问题:

从x(2x+1)(8-5x)5=3x(2x+1)(8-5x)15,你是怎样分析得知分子分母应同乘以3,请你向同学们传授传授。

甲同学(愣了一下,想不出解释这个问题的方法):,我承认自己只是灵机一动,纯属巧合。

师:他虽然只是灵机一动,但这种做法值得赞许,有没有同学能对这种做法给出合理的解释?

乙学生:这不是巧合,其实我们只需从2x+1=8-5x求得x=1,而此时2x+1=8-5x=3,要让V取得最大值,当然只需对x乘以3。

以上的发现让学生们兴奋不已,但就在这时,丙同学提出疑问。

丙同学:若是如此,我们在求V=x(x+0.5)(3.2-2x)的最值中直接仿照以上做法岂不更加简单?

3、问题三探。师:丙同学的想法很有自己的见解,但到底可不可行呢?请大家动手试一下。

探讨的结果如下:

由x+0.5=3.2-2x。

得x=0.9。

x+0.5=3.2-2x=1.4。

∴V=[149x(x+0.5)(3.2-2x)]×914。

由此求得的结果与甲同学不一致。这样,更增加了本题的神秘色彩。

4、教师点拨。这时候,考虑到往下的探索已非学生可以独立完成。我给予以下点拨:

①在V=x(x+0.5)(3.2-2x)基础上不能直接利用均值不等式进行求解的原因是什么?(答:无法寻求这样的x,使得x=x+0.5)②甲同学能够利用均值不等式求解最值的原因又是什么?(答:他巧秒地利用了式子的变形)③他的变形主要是对x,x+0.5,3.2-2x配上了系数,那么我们是否可以用通法求得这些系数呢?经过一番思考,同学们总结出待定系数法是解决这一问题的通法。我认为上述的做法,有助于引导学生对问题进行由表及内、由浅入深的探讨,对提高学生的数学探究能力有着十分重要的作用。

三、引导学生写小论文总结自己解题经验培养养探究能力

学生论文的写作过程是学生自我学习、自我提高的过程。认知水平较高的学生,在学习中往往会对自己感兴趣的问题进行探究,并形成自己的认识,但一般不够深入,鼓励他们及时归纳总结并形成文字,这个过程就是他们对问题进行深入再探讨的过程,他们必须经过认真观察、阅读相关材料、比较分析、演绎归纳等步骤才能进一步论证自己的论点。而把这些材料形成文字又能使他们表达能力得到很好的锻炼。所以学生论文写作对于提高学生的探究能力有着十分重要的作用。

要让学生学习写作论文,就应该强调对材料的积累。它可以来源于课堂,也可以是课外学习的心得感想。在学完了等差数列与等比数列的性质之后,我班有一位同学提出了这样的命题:

1、设{an}是等差数列,m,p,n∈N,若m1+m2+…mn=p1+p2+…pn,则am1+am2+…+amn=ap1+ap2+…apn。

2、设{an}是等比数列,m,p,n∈N,若m1+m2+…mn=p1+p2+…+pn,则am1+am2+…amn=ap1+ap2+…apn。

这位同学把这两个命题交给我,让我给他论证命题的真假。我让他自己先举出具体例子进行验证,而后考虑如何从理论上对这两个命题进行证明,如果必要可以查阅相关的课外参考书。最后这位同学完成了对命题的严格证明,同时给出了它们在解题中的应用。这篇文章在校级教研刊物发表以后,对全体学生都产生了极大的影响,带动了学生探究问题的激情。

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