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摘 要:2011年江苏卷压轴题,师生通过探究式教学,顺利地攻克此题,体现了新课程标准下的课堂教学模式的改变,以学生个性发展为前提,立足于学生的长远发展,着眼于学生的创造能力和教师的主动学习能力的提升. 通过引导,培养学生研究问题的兴趣,同时教者应加大教学反思力度,从而做到精益求精,不断提高教学探究的能力和品位.
关键词:探究式教学;教学反思
■问题
(江苏2011,20)设M为部分正整数组成的集合,数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,已知对任意的整数k∈M,当整数n>k时,Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)都成立.
(1)设M={1},a2=2,求a5的值.
(2)设M={3,4},求数列{an}的通项公式.
作为压轴题,着重考查数列的通项与前n项和的关系、等差数列的基本性质等基础知识,考查学生分析探究及逻辑思维能力,但标准答案解法较抽象,学生表述困难.解题思路教师都难想到,更何况是学生.
由于第1问较简单,从略,本人选取了符合学生认知规律的解法对第2问进行了探究式教学,过程如下,与同仁交流.
■探究
教师:第2问,M={3,4},k值可能为多少?又能得到怎样的关系式?
学生1:k=3或k=4,能得到Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-4=2(Sn+S4)(n≥5)②
教师:①中,怎样做才能得到各项之间的关系?
(学生沉默一会)
学生2:根据①再写一个等量关系,将它们作差,但不知行不行.
该生接着说,
Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-2=2(Sn+1+S3)(n≥3)①′
①′-①得,Sn+4-Sn+3+Sn-2-Sn-3=2Sn+1-2Sn,即2an+1=an-2+an+4(n≥4)(*).
②中,类似可得到2an+1=an-3+an+5(n≥5)(**).
(**)-(*)得,an+5-an+4=an-2-an-3=…=a3-a2=d(n≥5),故{an}成等差数列.
学生3:{an}不成等差数列,因为它们不是相邻三项之间的关系.
教师:对,怎样才能找到相邻三项之间的关系?(提示一下)
由(*)知{an}每隔两项成等差数列,即an-6,an-3,an,an+3,an+6(n≥8)成等差数列;
由(**)知{an}每隔三项成等差数列,即an-6,an-2,an+2,an+6(n≥8)成等差数列.
学生4:由(*)(**)得2an=an+3+an-3=an-6+an+6=an-2+an+2.
学生5:{an}每隔一项成等差数列,即an-3,an-1,an+1,an+3,成等差数列,则an-1+an+1=an-3+an+3=2an(n≥8).
故{an}成等差数列.
学生6:{an}不一定成等差数列,因为n≥8,所以从第9项起成等差数列.
教师:设从第9项起公差为d,再探究前8项是否成等差数列,公差是否相同.
(沉默一段时间)
学生7:(急切地站起来),我将(*)(**)两式分别用几个值代入,
得到2a5=a2+a8,2a6=a3+a9,2a7=a4+a10,2a8=a5+a11, 2a6=a2+a10,2a7=a3+a11,2a8=a4+a12,2a9=a5+a13. 最下面一行两个等式作差得a9-a8=d,同理得a8-a7=a7-a6=a6-a5=d,再将第二组相邻两行两个等式作差,得a5-a4=a4-a3=a3-a2=d,即an+1-an=d(n≥2).
(全班学生鼓掌)
教师:如何确定第一、二项之间的关系?
学生8:由起始关系式①得a5+a6+a7=a2+a3+a4+2S3,所以2S3=9d,即4a2-7d+2=0③.
由②得a6+a7+a8+a9=a2+a3+a4+a5+2S4,所以2S4=16d,即3a2-5d+1=0④.
由③④解得a2=3,d=2,
所以an=2n-1.
教师:解题的关键在何处?是如何处理的?
学生9:在等量关系式①②中消去常数S3,S4,从一个等量关系式中构造出一个等式(用n+1代n),再将它们作差.
■拓展
教师:M={3,4},换成M={2,3},{4,5},{4,6},通项公式an仍可以求出吗?
(学生沉默一会)
学生10:M={2,3},方法和刚才一样,得an+1-an=d(n≥2)且2S3=9d,2S2=4d,
则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立.
学生11:M={4,5},an+1-an=d(n≥2)且2S4=16d,2S5=25d,则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立. M={4,6},不能得出an+1-an=d,故不成等差数列.
学生12:一般地,M={m,m+1}(m∈N*),得an+1-an=d且2Sm=m2d,2Sm+1=(m+1)2d,
从而an=2n-1,其余形式不行.
本探究过程自然、合理,合乎学生的思考习惯,对培养学生逻辑思维能力、推理能力大有裨益.
■溯源
本高考题是在《教学大纲》《考试说明》的要求下,重点考查了等差数列这一C级知识点,假设{an}成等差数列,则Sn=An2+Bn,然后构造了Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)这个条件,即A(n+k)2+B(n+k)+A(n-k)2+B(n-k)=2(An2+Bn+Ak2+Bk)
对n∈N*恒成立,则2Ak2=2k2,2Bk=0 (k≠0),所以A=1,B=0. 从而Sn=n2,an=2n-1.
最后用k=3,k=4两个条件确定这个数列,该数列就成了等差数列. 由于函数的表达式与数列通项既有联系又有区别,故反过来推导出等差数列就困难得多.
■反思
1. 注重教师素养提升
随着课改的深入,教师不仅要重视教学结果,而且越来越要关注教学过程,教师除了将主要精力放在学生身上,也越来越注重自身发展,努力提升自己的教育教学素养. 对于习题讲解,首先教者要“沉”下去,亲自做一做,想一想,找到符合学生认知规律的最优解法,不能“人云亦云”,决不能“拿来主义”,课堂上生搬硬抄标准答案.
2. 鼓励学生自主探究
建构式理论告诉我们,只有把知识的“根”扎在学生自己的经验里,才能实现真正意义上的建构. 学生利用自己的经验去感受、理解知识的产生与发展过程,通过课堂教学活动养成自主探究的习惯,学生能讲的让学生讲,学生能做的让学生做,学生的解题方略与“标准答案”有差距,加以肯定,尽可能激发学生的灵感火花,对一些独到的解法应及时鼓励和表扬.
3. 培养良好心理素质
对于这道高考题,考后很多学生非常懊恼,无论如何也不至于只得了这么一点分(省平均分为2.8分). 这与时间紧,此题难有关系,但主要的还是应试的心理素质不高,瞬时乱了方寸,针对这种情况,平时做作业、测试中,要求学生做到审题细,演算准,表达清,向他们灌输这样的理念:未弄清题意切勿下笔,要审清问题涉及哪些知识,用什么方法去突破,表达要完整清晰,过程要简洁明了. 教师要培养学生的良好心理素质,解决学生题目怕新、运算怕繁的心理问题,使学生的认知水平和思维能力呈螺旋式上升.
关键词:探究式教学;教学反思
■问题
(江苏2011,20)设M为部分正整数组成的集合,数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,已知对任意的整数k∈M,当整数n>k时,Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)都成立.
(1)设M={1},a2=2,求a5的值.
(2)设M={3,4},求数列{an}的通项公式.
作为压轴题,着重考查数列的通项与前n项和的关系、等差数列的基本性质等基础知识,考查学生分析探究及逻辑思维能力,但标准答案解法较抽象,学生表述困难.解题思路教师都难想到,更何况是学生.
由于第1问较简单,从略,本人选取了符合学生认知规律的解法对第2问进行了探究式教学,过程如下,与同仁交流.
■探究
教师:第2问,M={3,4},k值可能为多少?又能得到怎样的关系式?
学生1:k=3或k=4,能得到Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-4=2(Sn+S4)(n≥5)②
教师:①中,怎样做才能得到各项之间的关系?
(学生沉默一会)
学生2:根据①再写一个等量关系,将它们作差,但不知行不行.
该生接着说,
Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-2=2(Sn+1+S3)(n≥3)①′
①′-①得,Sn+4-Sn+3+Sn-2-Sn-3=2Sn+1-2Sn,即2an+1=an-2+an+4(n≥4)(*).
②中,类似可得到2an+1=an-3+an+5(n≥5)(**).
(**)-(*)得,an+5-an+4=an-2-an-3=…=a3-a2=d(n≥5),故{an}成等差数列.
学生3:{an}不成等差数列,因为它们不是相邻三项之间的关系.
教师:对,怎样才能找到相邻三项之间的关系?(提示一下)
由(*)知{an}每隔两项成等差数列,即an-6,an-3,an,an+3,an+6(n≥8)成等差数列;
由(**)知{an}每隔三项成等差数列,即an-6,an-2,an+2,an+6(n≥8)成等差数列.
学生4:由(*)(**)得2an=an+3+an-3=an-6+an+6=an-2+an+2.
学生5:{an}每隔一项成等差数列,即an-3,an-1,an+1,an+3,成等差数列,则an-1+an+1=an-3+an+3=2an(n≥8).
故{an}成等差数列.
学生6:{an}不一定成等差数列,因为n≥8,所以从第9项起成等差数列.
教师:设从第9项起公差为d,再探究前8项是否成等差数列,公差是否相同.
(沉默一段时间)
学生7:(急切地站起来),我将(*)(**)两式分别用几个值代入,
得到2a5=a2+a8,2a6=a3+a9,2a7=a4+a10,2a8=a5+a11, 2a6=a2+a10,2a7=a3+a11,2a8=a4+a12,2a9=a5+a13. 最下面一行两个等式作差得a9-a8=d,同理得a8-a7=a7-a6=a6-a5=d,再将第二组相邻两行两个等式作差,得a5-a4=a4-a3=a3-a2=d,即an+1-an=d(n≥2).
(全班学生鼓掌)
教师:如何确定第一、二项之间的关系?
学生8:由起始关系式①得a5+a6+a7=a2+a3+a4+2S3,所以2S3=9d,即4a2-7d+2=0③.
由②得a6+a7+a8+a9=a2+a3+a4+a5+2S4,所以2S4=16d,即3a2-5d+1=0④.
由③④解得a2=3,d=2,
所以an=2n-1.
教师:解题的关键在何处?是如何处理的?
学生9:在等量关系式①②中消去常数S3,S4,从一个等量关系式中构造出一个等式(用n+1代n),再将它们作差.
■拓展
教师:M={3,4},换成M={2,3},{4,5},{4,6},通项公式an仍可以求出吗?
(学生沉默一会)
学生10:M={2,3},方法和刚才一样,得an+1-an=d(n≥2)且2S3=9d,2S2=4d,
则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立.
学生11:M={4,5},an+1-an=d(n≥2)且2S4=16d,2S5=25d,则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立. M={4,6},不能得出an+1-an=d,故不成等差数列.
学生12:一般地,M={m,m+1}(m∈N*),得an+1-an=d且2Sm=m2d,2Sm+1=(m+1)2d,
从而an=2n-1,其余形式不行.
本探究过程自然、合理,合乎学生的思考习惯,对培养学生逻辑思维能力、推理能力大有裨益.
■溯源
本高考题是在《教学大纲》《考试说明》的要求下,重点考查了等差数列这一C级知识点,假设{an}成等差数列,则Sn=An2+Bn,然后构造了Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)这个条件,即A(n+k)2+B(n+k)+A(n-k)2+B(n-k)=2(An2+Bn+Ak2+Bk)
对n∈N*恒成立,则2Ak2=2k2,2Bk=0 (k≠0),所以A=1,B=0. 从而Sn=n2,an=2n-1.
最后用k=3,k=4两个条件确定这个数列,该数列就成了等差数列. 由于函数的表达式与数列通项既有联系又有区别,故反过来推导出等差数列就困难得多.
■反思
1. 注重教师素养提升
随着课改的深入,教师不仅要重视教学结果,而且越来越要关注教学过程,教师除了将主要精力放在学生身上,也越来越注重自身发展,努力提升自己的教育教学素养. 对于习题讲解,首先教者要“沉”下去,亲自做一做,想一想,找到符合学生认知规律的最优解法,不能“人云亦云”,决不能“拿来主义”,课堂上生搬硬抄标准答案.
2. 鼓励学生自主探究
建构式理论告诉我们,只有把知识的“根”扎在学生自己的经验里,才能实现真正意义上的建构. 学生利用自己的经验去感受、理解知识的产生与发展过程,通过课堂教学活动养成自主探究的习惯,学生能讲的让学生讲,学生能做的让学生做,学生的解题方略与“标准答案”有差距,加以肯定,尽可能激发学生的灵感火花,对一些独到的解法应及时鼓励和表扬.
3. 培养良好心理素质
对于这道高考题,考后很多学生非常懊恼,无论如何也不至于只得了这么一点分(省平均分为2.8分). 这与时间紧,此题难有关系,但主要的还是应试的心理素质不高,瞬时乱了方寸,针对这种情况,平时做作业、测试中,要求学生做到审题细,演算准,表达清,向他们灌输这样的理念:未弄清题意切勿下笔,要审清问题涉及哪些知识,用什么方法去突破,表达要完整清晰,过程要简洁明了. 教师要培养学生的良好心理素质,解决学生题目怕新、运算怕繁的心理问题,使学生的认知水平和思维能力呈螺旋式上升.