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淺談數學研究性學習的實踐與認識

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圓錐曲線的本質是幾何問題代數化,有些習題看起來很平常,實際上反映了相關數學理論的本質屬性,蘊含着豐富的數學思維方法和思想精髓,是創新思維的生長點,這就需要教師適時引導學生不斷的發展,引申,變遷問題,進行研究性學習,從而培養學生髮現問題,提出問題,分析問題和解決問題的能力.圖1

淺談數學研究性學習的實踐與認識

學生很快呈現出本題的代數計算過程.

解析:若直線l與x軸重合,命題顯然成立.

若直線l不與x軸重合,設直線l的方程爲my=x-1,

聯立my=x-1

平面中,兩條不平行的直線相交於一點是顯然的,但是3條直線相交於同一點應該不僅僅是巧合,背後到底“隱藏”着什麼樣的數學原理呢?我們能不能從問題出發,試着對問題進行一般化研究,變式研究,推廣研究,類比研究,甚至可以研究這一類問題的本質.

一個星期後的數學課上,學生互相交流探討所研究的問題與結論,學生對於問題的變式研究,類比研究大大超出我的預料,在課上,每個同學都積極參與,力求用最精煉的語言表達結論,用最嚴謹簡潔的過程證明結論的正確性,課後學生齊心協力,更是挖掘了問題的本質.1問題探究,披沙揀金

拓展研究一平面直角座標系中,橢圓C:x29+y25=1的左、右頂點分別爲A、B,經過點(1,0)的直線l與橢圓C交於M、N兩點,則直線AM、BN的交點軌跡是直線x=9.

第二個結論是對第一個結論的推廣,證明了在任意橢圓中這樣兩直線的交點軌跡均是直線,軌跡方程只與直線所過的定點和橢圓中的係數a有關.

前面已證直線AM、BN的交點P(a2t,yp),易得OP?OT=a2.

看到這樣的結果,學生臉上露出驚訝的表情,他們從中體會到數學的神奇,一個看似很平常的問題,竟然得到這麼和諧漂亮的結論.

經過不斷的拓展研究,條件不斷的一般化,直線過x軸上任意一點T(t,0)(t≠0)推廣爲過平面內任意一點時向量點乘積爲定值的結論依然成立.

證明過程類似,從略.

如果將橢圓改爲圓,結論也成立.圓可以看作是橢圓的特殊情況,在計算的過程中a、b的大小是否相等並不影響計算的結果,.

從三線共點到結論“OP?OQ=a2”如此簡潔,如此美妙,直覺告訴我們這決不是偶然,肯定有其必然性,研究後發現本題有豐富的背景,它與極點和極線的知識有關.

實際上,關於極點和極線,有如下兩個常用的結論:圖2

E,F,G,H,設EG,FH交於M,EH,FG交於N,則稱MN爲點P對應

的極線,同理,稱PN爲點M對應的極線,PM爲點N對應的.極線;

(2)對於橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),點P(x0,y0)對應的極線爲

有了極點極線知識,我們所拓展研究的問題就很容易解釋了:

當直線l過x軸上任意一點T(t,0)(t≠0)時,點T(t,0)對應的極線爲過點P且垂直於x軸的直線x=a2t,此時P(a2t,y0),所以OP?OT=a2.

當直線l過平面內任意一點T(t,s)(s≠0)時,直線l與x軸的交點爲Q(m,0),點Q對應的極線還是過點P且垂直於x軸的直線x=a2m,此時P(a2m,y0),所以OP?OQ=a2.2研究性學習實踐的認識

課堂是教學變革的主戰場,研究性學習只有根植於課堂,變成課堂教學中的一種常用方式,才能由一種開放的教育思想變爲可行的教學實踐,才能真正發揮其應有的價值[1].在理論學習和教學實踐中,數學課堂探究性學習必須依照數學學科的特點,努力凸顯其固有的問題性、自主性、過程性和開放性.

2.1問題性

“問題是數學的心臟”,它促使人們對數學本質的探索,推動人們對數學真理的發現.沒有問題也就難以誘發和激起探究慾望,感覺不到問題存在也就不會生成認知上的需要,就不會深入思考,學習也只能是表面和形式的訓練.數學研究性學習強調透過問題來進行學習,把問題看成學習的動力、起點和貫穿學習過程的主線[2].教學中,教師要關注課本例題和習題的結論,應該主動地尋找知識的生長點和思維的發散點,不斷地發展引申、變遷問題,進行探究.透過學習生成問題,把數學學習看成是發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程.

2.2自主性

探究性學習是相對於授受式學習而提出的.自主性是探究性學習最本質的規定性,也是探究式學習與授受式學習相區分的關鍵所在[3].探究性學習突出了學生作爲教學活動的主體,立足於學生的學和自主性探究,以學生的主體活動爲中心展開.強調學生是在教師恰到好處的引導和幫助下自主地參與教學活動,以自己的經驗和知識爲基礎,經過獨立的、合作的探索與發現,親身的體驗與實踐,將知識納入到自己的認知結構中,並嘗試解決新問題.在探究性學習中,教師要適當地幫助引導學生,培養學生髮現問題的創造潛能,使學生的求知和創新意識得到發展,爲學生的終身學習和畢生的發展奠定基礎,這纔是數學教育的真正意義所在.

2.3過程性

研究性學習追求過程和結果的和諧統一,它強調儘可能地讓學生經歷一個完整的知識的發現、形成、應用和發展的過程.數學學科的特點決定了數學教學不宜將概念、法則、結論直接告訴學生,而應努力地揭示它們發生、發展過程,使學生在“過程”中逐漸體會並掌握獲取知識的方法,體驗數學知識的“再創造”歷程,在這樣的探究過程中思維纔有機會得以充分而自然的開啓、交流、優化和昇華.

2.4開放性

“數學教學就是數學思維活動的教學”.在傳統的授受式學習的課堂裏,學生的思維基本是在教師規定的航道上執行,思維發展難有成效.學生思維的誘發不僅來自教師的啓迪,也來自於學生之間的相互啓發,這就需要一個開放的教學環境.在探究的過程中,不追求問題的難度,更關注能否體現強烈的探究慾望和創新興趣;不追求解題技巧,更關注學生對數學概念、數學本質的理解、數學思想的領悟.只有在民主、和諧的課堂氛圍中,學生才能自由的想象,大膽的思考,才能充分挖掘自己的潛能,全面展示自己的個性,思維才最活躍最有創造性.在層出不窮的新問題的探究中,學生的思維層次和創新意識才能向縱深發展,這也正是探究性學習的精神要旨.

參考文獻

[2]余文森.課堂有效教學的理論和實踐[M].北京:北京師範大學出版社,2011.

[3]任長鬆.探究式學習,學生知識的自主構建[M].北京:教育科學出版社,2005.