在函數應用這塊內容中,經常會碰到求矩形最大面積的情況,或利用一元二次函數,或利用均值定理,學生容易按部就班,缺少積極主動,勇于探究的激情.如何把一個常見的問題挖掘到一定的深度與廣度呢?“積極主動,勇于探究”是一種學習方式,也是一種治學態度,更是一種職業精神.而如何讓學生親歷探究的心路歷程;如何讓學生在探究過程中多一些積極主動;如何讓學生有所探究有所發現,這些都值得教師深究.
一、情境再現
在職高數學教材中,講到《函數的實際應用舉例》一節時,有一個必不可少的例題,即高等教育出版社出版的《數學》第59頁例3:某人計劃靠墻圍一塊矩形養雞場,他已備足了10 m長的竹籬笆,問矩形的長和寬各是多少時,場地的面積最大?最大面積是多少?
在此題中,我們利用一元二次函數求最值得到當長為5 m,寬為2.5 m時圍成的矩形有最大面積為12.5 cm2.那么,此題就此欣然結束,還是值得深究呢?
二、探究過程
為四個小組設計了以下幾個配套練習:
練習一:用長為10 m的竹籬笆圍一個矩形,問長和寬各為多少時,場地的面積最大?最大面積是多少(如圖1)?
練習二:用長為10 m的竹籬笆圍一個“日”字形的場地,問長和寬各為多少時,場地的面積最大?最大面積是多少(如圖2)?
練習三:用長為10 m的竹籬笆圍一個“目”字形的場地,問長和寬各為多少時,場地的面積最大?最大面積是多少(如圖3)?
練習四:用長為10 m的竹籬笆圍一個“目”字形的場地(其中一面靠墻),問長和寬各為多少時,場地的面積最大?最大面積是多少(如圖4)?
三、推理論證
1.觀察、猜想是發現問題的手段
教師引導學生探究,在此類問題中面積取得最大值有沒有規律可循.當組長們齊心協力完成上述表格后,學生可輕而易舉地猜出,只有當“用在全部長上的總材料”和“用在全部寬上的總材料”相等時才有最大的面積.
2.證明、推理是解決問題的必須
假設要用10 m的材料圍成如下一個圖形(有n條長、m條寬),設長為x m,則寬為 10-nx m m,則S=x· 10-nx m =- n m x2+ 10 m x(0 此時,用在全部長上的總材料是n× 5 n =5 m,用在全部寬上的總材料是m× 5 m =5 m,即“用在全部長上的總材料”和“用在全部寬上的總材料”相等時面積才取得最大值. 四、反思與建議 探究的主體必須是全體學生,而大部分職高生主動探究的能力欠佳,甚至沒有任何探究的經歷,必須有教師為其開道鋪路,指引探索的方向與方法. 1.為學生提供一個探究的內容 在上述案例中,從課本的例題出發,結合課后的隨堂練習,并補充了若干類似題型,讓不同層次的學生或模仿、或獨立摸索、或集體探討,都有一個親歷思考的過程和一個觸手可及的結論. 2.為學生提供一個探究的切入點 要讓探究有所“發現”,這是從量到質的飛躍.這個量的積累過程同樣離不開教師的引導,需要教師恰到好處地給學生一個切入點. 3.鼓勵學生二次探究 在案例結束后,有學生對上述舉例提出了異議:萬一墻不夠長可怎么辦?即矩形的靠墻一邊比墻長(如圖),要完全利用這面墻,那這個結論還適用嗎?這樣的學生難能可貴,這樣的機會教師要牢牢把握,或單獨交流,或集體探討,最終一定要給出一個說法. 4.教師要提升對探究的認識 首先,教師要有一定的培養意識,要時刻提醒學生要有問題意識.其次,教師要有培養學生探究的實際行動,而這并非是一朝一夕的事情,需要長時間沉淀,需要老師及時抓住一切的時機.最后,對每次探究要有一個總結,不能撒下魚餌不收桿,拋出問題后不聞不問,要盡量讓每一位參與者都有一定程度上的收獲.讓學生感受到探究中的無限樂趣與數學的無窮魅力,這種思想上的進步、精神上的愉悅和得到更多有趣的結論同樣回味無窮,受益匪淺.