【關鍵詞】 問題導學探究課教學模式
【文獻編碼】 doi:10.3969/j.issn.0450-
9889(B).2011.07.004
復習課,指依據記憶規律,通過特定的課堂教學活動對學生已經建構的知識進行鞏固、拓展的課型。其主要任務是:在引導學生復習舊知的過程中,深化學生對所學內容的理解,進一步系統地掌握基礎知識、基本技能和基本方法,完善知識結構,提高綜合運用數學知識,分析和解決問題的能力。
從知識與技能目標上看,復習課重在構建知識體系,將知識內容結構化,這種“學科結構觀點”也是現代教學的重要思想;從過程與方法的目標上看,復習課不是知識的簡單“重復”,而是提高、拓展,要引導學生深入挖掘知識的內在聯系和進行系統整理;從情感態度價值觀的目標上看,在組織知識網絡的過程中,要引導學生感悟知識的應用情感。
“黃河清問題導學教學法”復習課教學模式,將教學過程分為四個環節:知識回顧—自主構建—應用探索—總結歸納。每個環節都明確了教學的核心要素,為教學的組織實施提供了一條明確清晰的思路和范式,有助于提高教學效益,促進學生能力的發展。以下就此作個簡要的闡述。
一、 知識回顧
“知識回顧”是一節復習課的基礎,其重點在于兩個方面:一是引導學生系統回顧所學知識;二是有針對性地對疑難問題進行分析、講解,強化學生對所學基礎知識的理解和對基本方法的掌握。這一環節要注重解決以下三個方面的問題:
一是問題設置。根據“問題導學教學法”的關聯性原則,問題的提出重在引導啟發學生進行“回顧”,可從知識的發展脈絡、重要概念的產生和發展過程、基本方法的來龍去脈等方面去設計,使問題具體化,形成有效鋪墊,讓學生有針對性地去思考、回憶。
二是能激發學生展開聯想、總結。通過問題引導,使學生積極開展自主疏理知識、自主尋找規律、自主剖析錯誤的學習活動,加深對所學內容的認識,初步對知識的框架做到有自己的思考。教師在這過程中要注重評價和指導,特別對于學生的疑惑要給予點撥,幫助學生對其思考的知識主線進行提煉、總結。
三是引導學生學會聯系、整合。通過對知識的回顧,逐步把相關的知識點建立起相互聯系,不斷地把知識小結構組合成中結構、大結構,最終組合成一個系統整體。
二、 自主構建
自主構建是一節復習課的重點。復習課對學生掌握基礎知識和基本方法的要求與新授課是有區別的。對基礎知識,復習課重在引導學生建立知識間的聯系,學會綜合運用;而對基本方法的要求是:要學會變化。通過變化,將方法的內涵、本質延伸、牽移,轉化為相關問題進行求解。因此,這一環節上的主要任務,就是要圍繞“聯系”、“變化”兩個關鍵詞來展開。
首先,問題的設置要重在促進學生將前后知識聯系起來,要抓住概念和基本方法這個切入點,通過問題引導學生將基本知識、方法串連起來,形成完整的認知結構。
其次,幫助學生構建“自己的”知識網絡。由于每個人的思維習慣是不一樣的,對問題的理解和看法也會有所不同,記憶的方式也各有特點,教師要注重換位思考,引導學生按照自己熟悉的學習和記憶方式去總結、構建,形成個性化的知識結構。
再次,就是引導學生對構建的知識網絡系統化和技能化。學生在嘗試構建的過程中,帶有很強的主觀性,也會存在一定的片面性,教師要注重引導學生進行分析、比較,形成更為合理、科學的知識體系。同時,引導學生思考別人的構建,把對自己有用的東西內化為自己的認識,使知識網絡更為充實。
三、 應用探索
應用探索是一節復習課的關鍵。知識是“死”的,而運用則是“活”的,學習的知識能否真正為己所用,通過解決實際問題就可以很好的檢驗。因此,要精選有針對性和典型性的例題、習題,引導學生探索,既強化學生知識的系統性,又注重糾正學生應用知識可能出現的問題和偏差。
這一環節的問題設置,重在加強問題的針對性。要注重以知識技能、知識間的縱橫聯系及思想方法等作為問題設置的主線,問題既要源于教材,又不拘泥于教材,注重基礎又要兼顧能力,使學生“跳一跳”就能夠摘得到。
同時,要注重抓好“鋪墊”。要思考學生探索過程中可能出現的問題和困難,適當搭建階梯,讓學生“想探索、能探索”,激活學生的思維。同時,要注重引導學生積極參與討論,敢于發表自己不同見解,力爭自己解決問題。即使沒有探索出結果,也要鼓勵學生在充分思考的基礎上再去聽老師講解,這樣才能加深對知識和方法的掌握和理解。
最后,要認真對學生的解題方法進行評價。學生經過艱苦探索發現的方法,其特點是什么,有何啟發性,運用到了哪些數學思想,或者為何探索受阻,問題的根源是什么等,教師要適時給予點評,幫助學生總結規律,這對學生形成解題的經驗、提高解題能力有重要影響,這樣促進學生學會舉一反三,觸類旁通。
四、 總結歸納
總結歸納是一節復習課的升華。怎樣優化知識結構、掌握解題方法、感悟數學思想、吸取探索得失、形成知識網絡,需要教師引導學生進行歸納、總結,幫助學生形成知識經驗。
這一環節要注重三個層面的問題:
一是要簡明扼要地歸納本節課教學的核心內容。它包括:重要知識點的內涵、外延,探索過程運用到的主要數學思想方法,本節課的“亮點”所在,學生存在的主要問題等,總結要精煉,畫龍點睛,易于理解、記憶和掌握。
二是總結歸納知識網絡。要引導學生分析本節課復習的知識與其他知識點的相互聯系,及其在教材中的地位和作用;本節課數學思想方法運用上的特點與研究范圍。這一環節還要注意將學生的個體歸納與全體歸納相結合,讓學生既有思維的獨立又有相互的借鑒,因為學生對自己總結歸納出來的結論往往很珍惜,容易牢記這些“成果”。
三是注重強化抽象、概括的過程。學生在自主歸納總結中往往帶有很強的局限性和不完整性,教師要及時引導和糾正,既要注意全班普遍性的薄弱環節,又要兼顧個別學生存在的問題,將完整的知識體系和數學思想方法呈現給學生,這對培養學生思維的全面性和深刻性有重要的作用。
案例: 降冪變換與添加輔助角(高三第二輪復習課)
一、 知識回顧
問題1:在第一輪復習中,我向同學們提出了復習基礎知識的基本要求,還記得它是什么嗎?
——“不僅求會,更要求聯(系)”。就是說,不僅要理解知識的內涵、外延等本質特征,更要思考數學知識、方法間的相互聯系,特別是它們在不同章節是怎樣應用的,重在抓住“聯系”這個核心要素。
問題2:在第二輪復習中,我們要樹立怎樣的復習觀念呢?
就是:對于基本方法——“不應求全,而要求變”。
因為,我們是不可能把所有數學方法都能做到熟練掌握的,但是,我們可以變,可以將一些方法的內涵、本質延伸、牽移,將相關問題轉化求解,做到舉一反三。
怎樣變化?本節課通過對兩種基本方法的復習與研究,學習如何將有關問題進行轉化求解。
二、 自主構建
基本問題研究:
問題3:請同學們觀察以下問題:
(1)將[a]sinx+b cosx化為一個角的三角函數形式;
(2)求y=cosx+sinx的最大最小值;
(3)求y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x的最大最小值。
你能發現這三個式子間的關系嗎?
評說:這三個問題,分別是課本例題、課本習題、高考題(多次出現,如2006年遼寧高考題),它們是密切相關的。在(1)中令[a]=b=1,得(2);(2)中用2x代x,按二倍角展開,再添加常數2(1=sin2x+[cos2]x),化簡即為(3)。
可見,它們雖然形式不同,但從解題的本質上說都是一樣的:可化為一個角的三角函數求解。(1)、(2)形式比較明顯,困難就在于,怎樣把(3)化為(1)、(2)的形式?
解:y=sin2x[+]2sinxcosx+3cos2x
[=1-cos2x2+sin2x+3#8901;1+cos2x2]
[=]2[+]sin2x[+]cos2x
[=2sin(2x+π4)+2] 。
所以函數y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x的最大值為[2+2],最小值為[2-2]。
問題4:三個問題的解決中都用到了哪些重要的數學變換?
評說:
(1)降冪變換:sin2x[=1-cos2x2],cos2x[=1+cos2x2] ;
(2)添加輔助角:[asinx+bcosx=]
[a2+b2sin(x+φ)],其中[φ]由[tanφ=ba]確定。
這兩種變換是我們解決一類可化為 [y=][Asin(ωx+φ)+B] 問題的基本方法,也是我們這節課要熟練掌握的方法。
(我們經常強調要讓學生“回到”課本,怎樣“回”?教師要有具體的方法指導。這就需要教師加強研究,看看高考的要求是如何在課本的基礎上變化、提高的,研究這種“變”的依據是什么,它是如何拓展的,幫助學生深入理解課本知識的基礎性,做到正本清源,抓住根本。)
三、 應用探索
典例精析(2006年高考題):
例1已知函數f(x)=2sin2x+2[3]sinx
cosx+1 ,
(1)寫出f(x)的單調遞增區間;
(2)若不等式f(x)-m≥0對一切x∈[0,[π2]]都成立,求實數m的最大值.
問題5:本題與上述范例有哪些聯系與區別?
共同點:所給式子都有二次項,都有兩項積sinxcosx,都是研究函數的性質(如定義域、值域、單調性、周期性等問題)。
不同點:將問題引申到不等式中,或者說一類不等式問題也可以轉化為研究三角函數的性質問題。
解:(1)∵f(x)=1-cos2x+[3]sin2x+1=2sin(2x-[π6])+2,
令[2kπ-π22x-π62kπ+π2#8201;(k∈Z)#8201;,#8201;]解得:[kπ-π6xkπ+π3#8201;(k∈Z),]
∴ f(x)"的單調遞增區間是
"[[kπ-π6,#8201;kπ+π3]][(k∈Z)]
(2)∵0≤x≤[π2]
∴[-π62x-π656π]
∴[-12sin#8201;(2x-π6)1]
∴1≤f(x)≤4,∴m≤1, 即m的最大值為1 。
問題6:從這道例題的解答中你能得到什么啟示?
評說:
(1)要研究三角函數性質,通過降冪變換、添加輔助角兩種基本方法轉化為[y=][Asin(ωx+φ)+B],進而求解,這是解決此類類問題的通法;
(2)對一類恒成立問題,可化為求目標函數[f(x)]的最大(小)值來求解。學會比較,是實施轉化的前提,只有注重求同存異,才能引發聯想,做到舉一反三,觸類旁通。
(例題的一個重要功能就是它的啟發性。本題通過研究例題與引入問題的三個式子的聯系:形式上、方法上有何區別與聯系,讓學生抽象出本質的東西——數學的思想方法:降冪變換與添加輔助角。而在變化的過程中,相比前面觀察的三個式子在哪些方面有創新?這種總結、思考,怎樣以小見大,正是培養學生思維的深刻性的重要手段。)
例2:設函數[f(x)=a#8201;#8901;(b#8201;+c#8201;)],其中[a#8201;=(sinx,-cosx),#8201;#8201;][#8201;b#8201;=(sinx,-3cosx)],[c#8201;=(-cosx,sinx),#8201;#8201;#8201;x∈R.](1)求函數[f(x)]的最大值與最小正周期。(2)將函數[y=f(x)]的圖象按向量[#8201;d#8201;]平移,使平移后得到的圖象關于坐標原點成中心對稱。求長度最小的[#8201;d#8201;]。
問題7:你覺得這道題的特點是什么?
本題有兩個突出的特點:一是它沒有直接給出含三角函數的等式,而是以向量為載體,通過轉化才能化為類似例1的形式;二是對于問題(2),無論是用代數方法解還是通過圖象法求解,怎樣選取向量[#8201;d#8201;]對一些同學都是認知上的難點,要認真把它弄清楚。
解:(1)由[f(x)=a#8201;(b#8201;+c#8201;)]
[=(sinx,-cosx)(sinx-cosx,sinx-3cosx)][=sin2x-2sinxcosx+3cos2x]
[=2+cos2x-sin2x=2sin(2x+34π)+2] 。
故[f(x)]的最大值為[2+2],最小正周期為[π]。
(2)法一:由[sin(2x+34π)=0#8201;#8201;]
[得#8201;#8201;2x+34π=kπ],即[x=kπ2-38π#8201;#8201;(k∈Z)]
于是[#8201;d#8201;][=(38π-k2π,#8201;#8201;-2)#8201;#8201;#8201;#8201;]
[|d|=(kπ2-3π8)2+4#8201;#8201;(k∈Z)] 。
要使[#8201;d#8201;]最小,則只有k=1此時[#8201;d#8201;][=(-π8,#8201;#8201;-2)]為所求。
法二:描點作圖,依題意,按向量[#8201;d#8201;]平移,使平移后得到的圖象關于坐標原點成中心對稱,這樣的向量有[#8201;d#8201;]無數個,而長度最小的[#8201;d#8201;]只有一個,就是向量[BO#8201;],即[#8201;d#8201;][=(-π8,#8201;#8201;-2)]
小結:通過例題的解答我們可以看出,這類問題的共性就是要化為一個角的三角函數求解,而“萬變不離其中”,前提就是要掌握“降冪變換、添加輔助角”兩種基本方法,在此基礎上,問題可以拓展到與其他知識的聯系和整合上,衍生為綜合性的問題。
(學習是為了應用。例題中抽象出來的方法能否引申為一般的方法,對相關問題的解決有否指導意義?這都是教師要引導學生深入思考的。特別,對于以其他知識為載體的有關問題,能否利用化歸的思想轉化為三角函數問題來處理?怎樣應用?通過教師的引導,讓學生進行探尋、引申,對培養學生解決問題的意識和能力都是非常重要的。)
課堂練習:
已知[a=(3sinωx,1)],[b=(cosωx,0)],[ω>0],又函數[f(x)=a#8901;][(a-kb)][(k>0)]是以[π2]為最小正周期的周期函數。
(1)求函數[f(x)]的值域;
(2)若函數[f(x)]的最大值為[52+3],則是否存在正實數[t],使得函數[f(x)]的圖象能由函數[g(x)=ta#8201;#8901;b]的圖象經過平移得到?若能,則求出實數[t]并寫出一個平移向量[m];若不能,則說明理由。
教學思考:除了概念是否清楚外,學生可能遇到的最大問題就是運算不過關,求不出[f(x)]正確的函數表達式,(2)式得不到正確的目標函數,從而無法比較、判斷,導致解題的失誤。因此,要給學生詳細的示范板書演示。
解:(1)[∵f(x)=a2-ka#8901;b]
[=3sin2ωx+1-k#8901;3sinωxcosωx]
=[32(1-cos2ωx)+1-32ksin2ωx]
=[52-32(ksin2ωx+3cos2ωx)]
=[52-123k2+9sin(2ωx+φ)]。
[∴f(x)]的值域為:
[[52-123k2+9,52+123k2+9]]。
(2)[∵f(x)]的最小正周期為[π2],[∴2π2ω=π2,∴ω=2].
又[f(x)]的最大值為[52+3],[∴52+123k2+9=52+3],解得[k=1]或[k=-1](舍).
[∴f(x)=52-32(sin4x+3cos4x)]
[=52-3sin(4x+π3)]
=[52+3sin(4x+4π3)]。
而[g(x)=ta#8901;b]
[=t(3sin2x,1)#8901;(cos2x,0)]
[=t#8901;3sin2xcos2x]=[32tsin4x]。
[∴]當[t=2]且[m=(-π3,52)]時,則[f(x)]的圖象可由[g(x)]的圖象按向量[m]平移得到.
四、 總結歸納
問題8:本節課我們復習了哪些知識?你有哪些收獲?
評說:
(1)要熟練掌握“降冪變換、添加輔助角”兩種基本方法,順利解決可化為一個角的三角函數的有關問題;
(2)注重三角函數與其他知識的交匯點和相互關系,樹立轉化的意識,透過現象看本質,將問題化歸到我們熟悉的問題情境中來求解。
作業:
1. 已知函數f(x)=sin2x+[3]sinxcosx+2cos2x ,[x∈R]
(1)求函數f(x)的最小正周期和單調遞增區間;
(2)函數f(x)的圖象可以由函數 y=sin2x([x∈R])的圖象經過怎樣的變換得到?
2.已知三角形ABC的面積S滿足[3S3,#8201;#8201;且AB#8901;BC=6],[AB與BC]的夾角為[θ]。
(1)求[θ]的取值范圍;
(2)求函數[f(θ)=sin2θ+][2sinθcosθ]
[+3cos2θ]的最小值。
“黃河清問題導學教學法”復習課教學模式,特別關注學生 “惑”的問題;同時,怎樣讓復習課上出新意,激發學生探索欲望的“亮點”,也成為教學的重要思考;三是復習課不是“簡單重復”,要注重設計高水平的思維訓練活動,保證課堂的思維量。
(責編黃珍平)
“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”