讓“數(shù)學(xué)思想”在課堂中綻放

劉菲

摘 要：數(shù)學(xué)思想是人類文化重要的一部分。教師在《實數(shù)》的教學(xué)中要將數(shù)學(xué)思想滲入課堂教學(xué)，使學(xué)生能夠通過相關(guān)知識的學(xué)習(xí)體會到數(shù)學(xué)思想在課堂教學(xué)中的重要性。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)思想；實數(shù)教學(xué)設(shè)計；課堂教學(xué)

一、實數(shù)的課堂教學(xué)目標

知識目標：理解無理數(shù)和實數(shù)的概念以及實數(shù)的分類，知道實數(shù)與數(shù)軸上的點具有一一對應(yīng)關(guān)系。

能力目標：

1.經(jīng)歷對實數(shù)進行分類的過程，培養(yǎng)學(xué)生分類意識。

2.感受實數(shù)可以用數(shù)軸上的點來表示，增進學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想。

情感目標：

1.通過活動探究體會數(shù)系擴充對人類發(fā)展的作用。

2.善于觀察、勇于探究，并能有意識地運用已有知識解決新問題。

二、教學(xué)過程

活動一：折紙游戲（數(shù)形結(jié)合思想）

利用邊長為2的正方形，通過折疊你能得到一個面積為2的正方形嗎？

學(xué)生通過動手折疊得到面積為2的正方形。

繼而提問：你知道這個正方形的邊長是多少嗎？得到，順水推舟導(dǎo)入新課。

活動二：（類比思想）

觀察：下列各數(shù)是有理數(shù)嗎？它們有什么特征？

-3，5，0，，-，-0.6，0.3

通過學(xué)生觀察、討論回顧有理數(shù)的概念，即整數(shù)和分數(shù)統(tǒng)稱為有理數(shù)。進一步引導(dǎo)學(xué)生思考，認識有理數(shù)都可以寫成兩整數(shù)比的形式。

提問：如果上面的數(shù)多表示為小數(shù)形式你會發(fā)現(xiàn)什么？

由學(xué)生回答，并相互補充。

得出結(jié)論：任何一個有理數(shù)都可以寫成有限小數(shù)或者無限循環(huán)小數(shù)的形式。

引導(dǎo)學(xué)生將折紙游戲中得到的利用計算器將它們寫成小數(shù)的形式。

通過學(xué)生動手操作，發(fā)現(xiàn)無限不循環(huán)小數(shù)的存在，體會為這一類數(shù)命名的必要性。

引出新知：無限不循環(huán)小數(shù)是無理數(shù)。

有理數(shù)和無理數(shù)統(tǒng)稱為實數(shù)。

類比有理數(shù)發(fā)現(xiàn)無理數(shù)不可以寫成兩整數(shù)比的形式。

無理數(shù)命名的來歷：

說法一：“rational number”這個單詞，日本翻譯家把它譯做了有理數(shù)。我們又從日本譯成了中文。在這里，譯者只知道“rational”的最常用的意義：有理的，合乎情理的。一般字典上也只有這個譯法。但“rational”還有另外一個意思：此“rational number”是指“可以表示為兩個整數(shù)之比的數(shù)”。

說法二：公元前500年，古希臘畢達哥拉斯學(xué)派的弟子希勃索斯發(fā)現(xiàn)了一個驚人的事實，一個正方形的對角線與其一邊的長度是不可公度的（若正方形邊長是1，則對角線的長不是一個有理數(shù)）。這一不可公度性與畢氏學(xué)派“萬物皆為數(shù)”（指有理數(shù)）的哲理大相徑庭。這一發(fā)現(xiàn)使該學(xué)派領(lǐng)導(dǎo)人惶恐、惱怒，認為這將動搖他們在學(xué)術(shù)界的統(tǒng)治地位。希勃索斯因此被囚禁，受到百般折磨，最后竟遭到沉舟身亡的懲處。

畢氏弟子的發(fā)現(xiàn)，第一次向人們揭示了有理數(shù)系的缺陷，證明它不能同連續(xù)的無限直線同等看待，有理數(shù)并沒有布滿數(shù)軸上的點，在數(shù)軸上存在著不能用有理數(shù)表示的“孔隙”。而這種“孔隙”經(jīng)后人證明簡直多得“不可勝數(shù)”。于是，古希臘人把有理數(shù)視為連續(xù)銜接的那種算術(shù)連續(xù)統(tǒng)的設(shè)想徹底地破滅了。不可公度量的發(fā)現(xiàn)連同著名的芝諾悖論一同被稱為數(shù)學(xué)史上的第一次危機，對以后2000多年數(shù)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響，促使人們從依靠直覺、經(jīng)驗而轉(zhuǎn)向依靠證明，推動了公理幾何學(xué)與邏輯學(xué)的發(fā)展，并且孕育了微積分的思想萌芽。

不可通約的本質(zhì)是什么？長期以來眾說紛紜，得不到正確的解釋，兩個不可通約的比值也一直被認為是不可理喻的數(shù)。15世紀意大利著名畫家達·芬奇稱之為“無理的數(shù)”，17世紀德國天文學(xué)家開普勒稱之為“不可名狀”的數(shù)。

然而，真理畢竟是淹沒不了的，畢氏學(xué)派抹殺真理才是“無理”。人們?yōu)榱思o念希勃索斯這位為真理而獻身的可敬學(xué)者，就把不可通約的量取名為“無理數(shù)”——這便是“無理數(shù)”的由來。

想一想：

1.有理數(shù)都是帶根號的數(shù)。

2.帶根號的數(shù)都是無理數(shù)。

通過思考讓學(xué)生加深對無理數(shù)的認識。

判斷：

1.實數(shù)不是有理數(shù)就是無理數(shù)。（ ）

2.無理數(shù)都是無限不循環(huán)小數(shù)。（ ）

引導(dǎo)學(xué)生觀察數(shù)軸上表示-、的點到原點的距離以及相對原點的位置，得到相反數(shù)、絕對值的概念在實數(shù)范圍內(nèi)仍然適用。

練習(xí)：

1.寫出-1-的相反數(shù)。

2.已知一個數(shù)的絕對值是，求這個數(shù)。

三、教學(xué)反思

在這節(jié)課中，利用折紙游戲為學(xué)生營造一個激發(fā)探索潛能的氛圍，讓學(xué)生輕松愉快地參與課堂，《數(shù)學(xué)課程標準》指出“數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動的教學(xué)”“讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識的形成與應(yīng)用過程”。折紙游戲很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也可以促進學(xué)生相互交流、溝通和學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)觀察能力、實踐參與能力和分工合作能力。教師由單一的數(shù)學(xué)知識的傳授者的角色，向數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動的組織者、引導(dǎo)者與合作者轉(zhuǎn)變。

學(xué)生在對所學(xué)過的數(shù)進行盤點的過程中，發(fā)現(xiàn)以前學(xué)習(xí)過的數(shù)的一個重要特征：“可以表示為兩個整數(shù)比”。發(fā)現(xiàn)不能表示為兩個整數(shù)比的數(shù)，將新知識水到渠成地引入課堂，學(xué)生參與了無理數(shù)的探索發(fā)現(xiàn)全過程，繼而通過向?qū)W生介紹有關(guān)無理數(shù)命名的來歷，讓學(xué)生知道“無理數(shù)”只是一種命名，并非“無理”而是實際存在的不能寫成整數(shù)比的數(shù)，它和有理數(shù)一樣，都是現(xiàn)實世界中客觀存在的量的反映。

縱觀本節(jié)課，貫穿了類比思想、分類思想、數(shù)形結(jié)合思想，這三種數(shù)學(xué)思想，猶如數(shù)學(xué)王國的三劍客，擁有了他們便可以在數(shù)學(xué)王國中策馬奔騰、縱橫馳騁。

編輯 薄躍華