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在数学课堂活动中,教学目标是培养学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的空间思维和猜想、归纳、推理與证明以及运算等数学思维能力,发展学生的创新意识和应用意识。其中,在分析与解决问题这一环节,经常遇到如何设计例题与变式训练的问题,在此,提出几种变式训练的类型,并谈谈这些变式设计的一些看法。
一、“模仿型”变式
“模仿型”变式,是在例题的基础上,略为改动数据作为变式训练。
这是简单的模仿变式,适合在新授课中使用,学生刚接触新的知识,在理解和运用都还不完全熟练的情况下,讲完例题之后,采取此类变式,所用的方法思路都没有太大变化,有利于学生较快掌握新知识的基本运用。
二、“渐进型”变式
“渐进型”变式,是在例题的基础上,逐步增加条件,作为变式训练。
例2 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,E为PD的中点。
本例题是立体几何的线面平行的证明,比较简单,在变式1中增加条件,转而提出线面垂直的问题,难度有所提升,变式2又继续增加条件,转变为体积问题,使问题逐步加深。这种变式的特点是题目的背景不变,随着条件的增加,由简单到复杂,前一个问题所用的方法思路,对下一个问题有启发作用,通过层层推进,使题目的难度得到分解,对于一些难度较大的题目比较适用。有利学生对所学知识加深理解,把握知识之间的联系,提高学生的逻辑思维能力,也有利于分层教学。
三、“化归型”变式
化归型”变式,所涉及的内容、知识背景完全不相同,但最终解决方法一样。
本例子中,例题是与三角、向量相关的问题,通过三角的倍角公式、正余弦定理以及向量平行的条件,一一转化,最后用基本不等式求出最值;而变式中,主要是用了“1”的转化技巧,最后也是用基本不等式求出最值。例题与变式的问题背景相差极大,但是我们还是可以找到共同之处,就是同属最值问题,通过不同方式的转化,最终都是利用基本不等式来解决问题,正所谓殊途同归。这类变式,难度有点大,可以培养学生通过不同的外表发现本质,有利于提高学生的识别能力、转化与化归的能力。
四、“一题多解型”变式
“一题多解型”变式,列出某一问题,要求不同解法。
(1)写出直线 的普通方程和圆 的直角坐标方程;
(2)在圆上求一点,使它到直线的距离最短,并求出点 的直角坐标。
变式:你能用不同的方法解决例题4的第(2)小题吗?
在本例中,我们可引导学生在例题中用直线的参数方程去解决问题,在变式训练中用数形结合法,把普通方程联立方程组去解决问题,然后通过对比,发现两种方法的优劣。此类变式,通过对比,使学生十分直观地感受到不同的解法的优劣性,提高学生对解题方法的优选意识,更重要的是培养了学生的发散思维。
五、“逆向思维型”变式
“逆向思维型”变式,把条件与结论交换,得出并探究逆命题。
在例题中,通过求导,利用导数的几何意义,由导数求出切线的斜率;在变式中,则反过来,通过求导,利用导数的几何意义,由切线的斜率求出切点的横坐标。这种变式,在平时的教学活动有较广泛的运用,它能引导学生从正面去分析问题,又从反面去分析问题,使学生对原问题所涉知识理解更加透彻明了,提高学生对该部分知识的运用能力,并且培养了学生逆向思维这种良好的思维方式。
六、“参数型”变式
“参数型”变式,是从无参数到有参数的一种变式。
本例是一道典型的二次函数的最值问题。例题是定轴定区间无参数,变式1引进参数,仍为定轴定区间;变式2则变为动轴定区间;变式3又变为定轴动区间;变式4则变为抛物线开口与对称轴都不定,通过不断改变参数,使抛物线的位置由不动到不断地向左右移动,掌握不同形式的最值的求法,达到不同层次的思维训练。这种变式,主要是使学生深刻体会数形结合这一种重要的思想方法,通过引入参数,图形的不断变化,体会运动变化的思维方式。
在数学教学中,设计变式训练时,不能没有目的随意使用,要根据本课教学内容和目标,分析学生学情,采取适当的变式训练。在构建问题时,先要认真研读教材,精心挑选,把握好题目的难易程度,注意知识之间的联系,使学生掌握基础知识与基本能力,培养学生的空间思维、逻辑思维和运算能力,要对学生的思维能力具有锻炼价值,注意把主要的数学思想、数学方法融入到所设计的题目中去,使我们的学生具备应用意识和创新意识。
一、“模仿型”变式
“模仿型”变式,是在例题的基础上,略为改动数据作为变式训练。
这是简单的模仿变式,适合在新授课中使用,学生刚接触新的知识,在理解和运用都还不完全熟练的情况下,讲完例题之后,采取此类变式,所用的方法思路都没有太大变化,有利于学生较快掌握新知识的基本运用。
二、“渐进型”变式
“渐进型”变式,是在例题的基础上,逐步增加条件,作为变式训练。
例2 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,E为PD的中点。
本例题是立体几何的线面平行的证明,比较简单,在变式1中增加条件,转而提出线面垂直的问题,难度有所提升,变式2又继续增加条件,转变为体积问题,使问题逐步加深。这种变式的特点是题目的背景不变,随着条件的增加,由简单到复杂,前一个问题所用的方法思路,对下一个问题有启发作用,通过层层推进,使题目的难度得到分解,对于一些难度较大的题目比较适用。有利学生对所学知识加深理解,把握知识之间的联系,提高学生的逻辑思维能力,也有利于分层教学。
三、“化归型”变式
化归型”变式,所涉及的内容、知识背景完全不相同,但最终解决方法一样。
本例子中,例题是与三角、向量相关的问题,通过三角的倍角公式、正余弦定理以及向量平行的条件,一一转化,最后用基本不等式求出最值;而变式中,主要是用了“1”的转化技巧,最后也是用基本不等式求出最值。例题与变式的问题背景相差极大,但是我们还是可以找到共同之处,就是同属最值问题,通过不同方式的转化,最终都是利用基本不等式来解决问题,正所谓殊途同归。这类变式,难度有点大,可以培养学生通过不同的外表发现本质,有利于提高学生的识别能力、转化与化归的能力。
四、“一题多解型”变式
“一题多解型”变式,列出某一问题,要求不同解法。
(1)写出直线 的普通方程和圆 的直角坐标方程;
(2)在圆上求一点,使它到直线的距离最短,并求出点 的直角坐标。
变式:你能用不同的方法解决例题4的第(2)小题吗?
在本例中,我们可引导学生在例题中用直线的参数方程去解决问题,在变式训练中用数形结合法,把普通方程联立方程组去解决问题,然后通过对比,发现两种方法的优劣。此类变式,通过对比,使学生十分直观地感受到不同的解法的优劣性,提高学生对解题方法的优选意识,更重要的是培养了学生的发散思维。
五、“逆向思维型”变式
“逆向思维型”变式,把条件与结论交换,得出并探究逆命题。
在例题中,通过求导,利用导数的几何意义,由导数求出切线的斜率;在变式中,则反过来,通过求导,利用导数的几何意义,由切线的斜率求出切点的横坐标。这种变式,在平时的教学活动有较广泛的运用,它能引导学生从正面去分析问题,又从反面去分析问题,使学生对原问题所涉知识理解更加透彻明了,提高学生对该部分知识的运用能力,并且培养了学生逆向思维这种良好的思维方式。
六、“参数型”变式
“参数型”变式,是从无参数到有参数的一种变式。
本例是一道典型的二次函数的最值问题。例题是定轴定区间无参数,变式1引进参数,仍为定轴定区间;变式2则变为动轴定区间;变式3又变为定轴动区间;变式4则变为抛物线开口与对称轴都不定,通过不断改变参数,使抛物线的位置由不动到不断地向左右移动,掌握不同形式的最值的求法,达到不同层次的思维训练。这种变式,主要是使学生深刻体会数形结合这一种重要的思想方法,通过引入参数,图形的不断变化,体会运动变化的思维方式。
在数学教学中,设计变式训练时,不能没有目的随意使用,要根据本课教学内容和目标,分析学生学情,采取适当的变式训练。在构建问题时,先要认真研读教材,精心挑选,把握好题目的难易程度,注意知识之间的联系,使学生掌握基础知识与基本能力,培养学生的空间思维、逻辑思维和运算能力,要对学生的思维能力具有锻炼价值,注意把主要的数学思想、数学方法融入到所设计的题目中去,使我们的学生具备应用意识和创新意识。