江蘇省吳江中學 張學琴
數列是高中數學課程教學過程中的重難點,在教學過程中,其教學目標就是向學生傳授基本的數學規律和基礎數列模型,讓學生能夠理解數列通項、數列求和以及數列的綜合問題。通過將相關的數學思想合理地融入高中數學數列的教學過程中,便能夠最大限度地提升高中數學數列教學的實效性。
為了能夠最大限度地提升高中學生的數學核心素養,在數列課程的教學過程中應合理地滲透數學思想,有效拓展學生的數學思維。其中,函數思想、轉化思想、方程思想、遞推思想、歸納法是高中數學數列教學中較為常見的數學思想,對提升高中數學數列教學的水平具有重要意義。
數列本質上就是一種特殊的函數,如能用函數思想來探究數列問題,可以達到事半功倍之效。函數問題在解決過程中講究的是整體思想,需要從整體角度去分析問題,尤其是一些題干意思不明確的難題,往往會讓學生走很多冤枉路。
案例1:等差數列{an}中的前n項和為Sn,已知Sn=m,Sm=n(m≠n),求Sm+n。
在教學中發現,大部分學生都是用列方程組求基本量的方法:
此種方法計算量大而煩瑣,浪費了課堂或考場上的寶貴時間。學生不能從整體上去看待數列問題,從而無法靈活地運用相關的數列公式。為了幫助學生更加深入地理解數學知識點,提升學生整體看待問題的能力,指導學生作如下處理:
數列問題都比較抽象,學生在解答數列問題時常常無從下手,這時合理地融入轉化思想,把抽象的數列問題轉化成為實際問題,這樣更容易讓學生理解和掌握,之后再引導學生使用數列的相關知識進行求解。
案例2:2020 年某地區突發流感,據統計,本月第一天感染人數為20 人,之后每天感染人數增加50 人。為更好地控制感染人數,醫療機構采取針對性的預防措施,該地區感染人數從本月某天起平均比前一天下降了30 人,截止到本月30 號(按30 天計算),這個地區總共感染人數達到了8670 例,試求這個月哪一天感染流感的人數最多?求出這天具體感染人數。
通過分析發現,這道題中主要涉及等差數列的相關知識點,從本月的1號到n號,每日流感感染人數構成公差為d1=50的等差數列{an},而從n+1 天開始到最后一天,又構成公差為d2=-30 的等差數列{bn},故得下列解法:
因為a1=20,d1=50,則an=50n-30,
通過對上述問題解答后發現,一些實際生活中較為復雜的問題,能夠直接轉化成為數列問題進行解答,這樣不僅融入了轉化思想,而且也是數列知識點的實際應用,為提升學生的數學素養創造良好的條件。
在高中數學課程的教學過程中,遞推思想是較為常用的一種解題思想,其主要是應用到復雜的通項問題的解答過程中。在遞推思想中主要涉及兩種計算方法:一種是累加法,另外一種則是累乘法。累加法在應用的過程中是將數列中的各項累計求和,并從中找到問題解答的突破口,簡化問題的解答步驟。
通過合理利用累加思想便能夠得出:
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+……+(a3-a2)+(a2-a1)+a1
數列是定義域為正整數的特殊函數,而考題中的數列往往是有規律的,要尋找規律,數學歸納法是一個很好的工具。讓學有余力的同學手中多一點有用的武器,對于提高解題能力是極有好處的。數學歸納法是一種證明與正整數有關的數學命題的重要方法,在應用過程中的步驟為:觀察分析、歸納總結、假設猜想和證明結論。
在當前高中數學的解題過程中,方程思想是較為常用的一種解題思想。在數列中含有的基本量為:a1,n,d(q),an,Sn,在求解的過程中,利用已知的三個量求其余未知量是常見題型,有些題目巧妙引入方程思想能更高效地解出答案。
案例5:等差數列{an}中,公差d>0,a3·a7=-12,a4+a6=-4,求Sn。
由等差數列的性質得a3+a7=a4+a6=-4,所以a3和a7是方程x2+4x-12=0 的兩根。又d>0,得出a3=-6,a7=2。
總之,數列是高中數學課程教學過程中的重難點。為了能夠有效提升高中學生的數學核心素養,便需要老師引導學生形成良好的數學思想,通過將函數思想、轉化思想、遞推思想、歸納法、方程思想等引入高中數學數列課程的教學過程中,有效拓展學生的數學思維,也體現了數學的奇妙之美,在激起學生對數學學習興趣的同時,也促進了知識的掌握及能力的形成,以此達到強化高中學生數學水平的目的。