李佳

數學是一門研究客觀現實世界數量關系和空間形式的學科,高中數學教學要求緊密聯系學生的生活實際,從學生的生活經驗和已有知識出發,創設情境,為學生提供從事數學活動的機會,激發并調動學生數學學習興趣及學好數學的愿望.然而很多學生認為高中數學是枯燥的.在高三數學二輪專題復習中,教師帶領學生大量刷題,復習課堂也淪為做題、講題的固有模式,正在漸漸磨滅學生的數學學習興趣.
在高中數學復習課教學中,適時地分享數學故事,不但不會浪費時間,還能改變傳統課堂單一死板、枯燥無味的教學模式,增加課堂的趣味性,有效調動學生學習數學的積極性,活躍課堂氣氛.用故事情境來導入數學知識與方法,可以施教無痕,潤物無聲,同時也在一定程度上促進學生對數學知識的認知、理解和掌握,在追求教學效率的同時,最大限度上獲得了學習的效能.在此,筆者以“高斯與倒序相加法”專題復習課為例,談談如何創設故事情境來提升復習效率.
一、導入故事,創設情境
數學王子——高斯
約翰·卡爾·費里德里希·高斯(1977年4月-1855年2月),德國著名數學家、物理學家、天文學家,近代數學的奠基者之一.高斯被認為是歷史上最重要的數學家之一,享有“數學王子”之稱.
高斯和阿基米德、牛頓并列為世界三大數學家.高斯在數論、非歐幾何、微分幾何、超幾何級數、復變函數論及橢圓函數論等方面均有開創性貢獻.此外,他還致力于將數學應用于物理學、天文學和大地測得學等領域的研究,同樣著述豐富,成就甚多.
高斯很小的時候就非常善于觀察,勤于思考.他總是能在日常生活和學習中,從一些別人覺得復雜的事物中找到規律,化難為簡.最出名的故事就是高斯10歲那年,教師在黑板上寫了一道題想要為難一下同學們.
1+2+3+…+99+100=?
教師認為學生至少要20分鐘才能算出答案,于是就趁機休息一下.當學生不亦樂乎地計算著1+2=3,3+3=6,4+6=10……時,高斯很快就算出了結果.教師非常驚訝,所有的同學都向他投來羨慕的目光,都很想知道他是怎么在這么短的時間內計算出來的.
原來高斯通過細心觀察發現:
1+100=2+99=3+98=…=49+52=50+51.
1~100正好可以分為這樣的50對數,每一對數的和都相等,高斯把這道題巧算為=5050.
【設計意圖】通過分享數學家高斯及其小時候的故事,教師在潛移默化中滲透了數學文化,傳遞了數學思想,彰顯了數學精神.在數學教學中,若只將繁雜難懂的數學定理、公式、方法灌輸給學生,那么教師會講得口干舌燥,學生會覺得平淡無味,聽得一頭霧水,最后收效甚微.導入故事的設計可以激發學生的求知欲,堅定他們與數學家共同探索的信心,為后續具體深入學習鋪路.
二、遷移問題,總結規律
教師將故事情境中的問題遷移至專題復習課教學中,提出問題:“高斯使用的這種求和方法,簡便快捷,并且廣泛應用于等差數列的求和問題中.那么,我們能不能利用他的方法總結形成規律,解決相似問題呢?”
已知數列{an}是等差數列,Sn為其前n項和,求證:Sn=.
證明:∵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)
又根據等差數列的性質,有
a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=an+a1
∴2Sn=n(a1+an)
∴Sn=
教師總結:以上等差數列求和的方法稱之為倒序相加法.顧名思義,“倒”即顛倒,“序”即順序.如果一個數列{an}中,與首末兩項等距離的兩項之和等于首末兩項之和,那么把正著寫與倒著寫的兩式相加,就得到一個常數列的和,這樣的求和方法稱為倒序相加法.
【設計意圖】將故事情境遷移到數學問題的探究中:梳理高中數學如何推導等差數列前n項和公式S=和故事中高斯發現的規律與等差數列的性質a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=an+a1的共同點.用類比的方法推導,同時為計算方便及減少失誤,教師將原式倒序寫出,兩式相加最終得到等差數列前n項和公式,進而歸納總結出倒序相加法的定義.
三、例題探討,習題鞏固
在總結出倒序數相加法的定義后,就到了應用環節,此時教師給出例題進行講解,應用概念,接著又給出習題讓學生完成,以鞏固知識.
例題:已知函數y=f(x)滿足f(x)+f(1-x)=1,若數列{an}滿足an=f(0)+f
+f
+…+f
+f(1),則數列{an}的前20項和為(? ).
A.115? ?B.110? ?C.105? ?D.100
習題1:已知函數f(x)=x+sinπx-3,則f
+f
+f
+…+f
的值為? ? .
習題2:設n為滿足不等式[C0+C1+2C2+…+nCn][n][n][n][n]<2008的最大正整數,則n的值為(? )
A.8? ?B.9? ?C.10? ?D.11
【設計意圖】結合教材和高考試題,利用例題及跟蹤練習來強化倒序相加法的應用,提升素養、突破高考.例題解析時,教師通過試題情境、必備知識、能力素養、答案解析等多維度展開全面、系統的分析,使學生能夠清晰地認識和把握試題的特點、趨勢和立意,具有實用性和針對性.解題過程中涉及大量的推導及計算,大大提升了學生的邏輯推理與數學運算的核心素養.同時,倒序相加法專題復習重視對學生基本數學素養、思想方法和能力的考查,關注學生的應用意識和創新意識,重視數學學習的本質,突出對理性思維、數學應用、數學探索、數學文化的引領作用.
在數學復習課上講故事,在具體的故事情境中挖掘數學條件,從數學的角度去提出問題、分析問題、構建數學模型,直到解決問題.這樣的復習課設計有效提升了復習效率,也讓學生在求解數學問題的過程中提升了素養、感受到了學習數學的樂趣,充分發揮了數學的育人功能,彰顯了教育的本質.
◇責任編輯 邱 艷◇