高中數(shù)列裂項相消法求和教學設(shè)計

摘要：在課標的影響下，數(shù)列在高中數(shù)學中的地位越來越高，教師也越來越重視數(shù)列教學，數(shù)列與人們的生活密切相關(guān)，在實際生活中得到廣泛的應用。數(shù)列求和是數(shù)列知識考查的重要方式，強調(diào)對數(shù)列基礎(chǔ)知識的扎實掌握、有效應用，進而在靈活變動中尋求“求和”的新路徑。本文結(jié)合對教材的學習，就高中常用的數(shù)列求和方法——裂項相消法法進行教學設(shè)計.

關(guān)鍵詞：數(shù)列；裂項相消法；教學設(shè)計

一、引言

為了讓學生學好數(shù)列求和的有關(guān)知識，獲得一定的數(shù)學技能，提高自身的數(shù)學素養(yǎng)，基于此，結(jié)合課標要求，本文提出了具體可行的教學策略。公式求和教學方面，采用討論交流相結(jié)合的方式，促進學生對前 項和公式的概念性理解，總結(jié)公式應用的類型，講解具體例子，讓學生吸取靈活解題的技巧，積累做題經(jīng)驗，讓學生理解公式的應用滲透函數(shù)、方程思想；靈活運用裂項相消法等解決綜合問題；及時復習數(shù)學思想、方法，形成知識體系。

二、裂項相消法教學設(shè)計

（一）教學設(shè)計思想

裂項相消求和法是數(shù)列求和的重點和難點之一，是高考?？嫉囊环N方法。它作為解決數(shù)列求和問題的一種常用方法，蘊含了非常深刻的數(shù)學思想。從字面理解，“裂項相消求和法”是把數(shù)列的通項公式分成幾項差的形式，相加過程消去中間項，只剩有限項再求和。教師在裂項相消求和法教學過程中首先應抓住“裂項”是手段、“相消”是關(guān)鍵、“求和”是目的這一本質(zhì)特征，如果沒有抓住這一本質(zhì)特征，就談不上應用和創(chuàng)新；其次必須闡明問題產(chǎn)生的背景、過程和結(jié)論的表述。因此，在教學時要充分啟發(fā)學生對裂項相消法來龍去脈的理解。

（二）學生情況與教材分析

裂項相消法內(nèi)涵豐富，課堂容量大，教師在授課時更多的是講解核心概念、基本原理，注重數(shù)學思想、數(shù)學方法的培養(yǎng)。這也使很多學習被動，自學能力差、依賴心理強的學生感到不適應，不知道怎么學習。這需要教師去引導。裂項相消法是人教版必修5數(shù)列求和部分的延伸內(nèi)容，此方法在高中數(shù)列求和中占有極其重要的分量，因為它能與很多知識點產(chǎn)生聯(lián)系，例如與函數(shù)、不等式、幾何、三角函數(shù)等，同時也涉及到分類討論、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)思想、遞推思想等數(shù)學思想。

（三）教學目標：

知識與技能目標：學生能夠熟練掌握應用裂項相消法給數(shù)列求和。

過程與方法目標：學生能夠準確辨認出這類問題（應用裂項相消法求和）的形式，掌握如何拆項，如何提系數(shù)，消去之后余項是什么。

情感與態(tài)度目標：學生在自學與探究中體驗數(shù)學方法的形成。

（四）教學重點：利用裂項相消法求數(shù)列的前n項之和。

（五）教學難點：在裂項相消法中如何“裂項”，裂項相消法的應用。

（六）教學方法：講授法、練習法、啟發(fā)法、類比法、引導法。

（七）教學過程：

教師：請同學們思考下面的幾個問題。

問題1：你們會求數(shù)列 的前 項和為 嗎？

預設(shè)情景1：一些學生在看到問題后就知道要用裂項法，直接問學生怎么拆，看看學生拆的對不對？

預設(shè)情景2：學生不知道要裂項，而要把分母相乘，在通分。

經(jīng)過簡單計算發(fā)現(xiàn)讓學生體會這種方式巨大的計算量，請學生思考為什么通分，引導學生通過其他方法來減少項數(shù)，觀察原式，繼而尋找規(guī)律，引導學生把

中的 分出來變成兩項，把 中的 分出來變成兩項， 中的 分出來變成兩項。對三個分數(shù) 、 進行觀察，由于分母不相同不易比較，于是通分變成如下 ，在觀察不難發(fā)現(xiàn)，后兩式相減即為前式，于是，總結(jié)出裂項的方法： ， 。

總結(jié)解題步驟：（1）裂項（把每一項都拆開）（2）消（觀察特點，一正一負相抵消）（3）找余項

問題2：數(shù)列 的前 項和為 又怎么求呢？

教師：請同學們參照問題1自己完成。完成之后，請同學們思考什么是裂項相消？

學生：數(shù)列中的每一項（通項）分解，然后重新組合，使之能夠消去一些項，最終達到求和的目的。

教師：回答得很好，同學們，裂項相消就是將數(shù)列的通項拆成兩項之差（或幾項之差），求和過程中一些正負項可以化簡或抵消，使前n項和簡化成幾項之和或之差的形式，這種求和法稱為裂項相消法。運用這種方法求和時，需要明確哪些項是抵消或保留，要仔細觀察，計算過程中可以將數(shù)列求和表達式的前幾項與后幾項寫出來進行比較，找出在求和中互為相反數(shù)的項或可以合并的項，以確保計算正確。將通項進行拆項時，有時要對前面的系數(shù)作適當變形，使拆開的兩項之差（或幾項之差）與系數(shù)的乘積和原來通項保持等價關(guān)系。我們一起來看幾個例題。

例1（2011課標全國卷）等比數(shù)列 的各項均為正數(shù)，且 ， .（1）求數(shù)列 的通項公式；（2）設(shè) ，求數(shù)列 的前 項和.

分析：（1）只需通過已知條件求出 ， ；（2）可先求出 的通項，再將其轉(zhuǎn)化為兩項的差，利用裂項相消的方式求和.

解：（1）設(shè)公比為 .由 得， ，即 ，所以 。由 得， ，所以 .故數(shù)列 的通項公式為 。

（2）因為 ，所以

.故 。

所以 ，即數(shù)列 的前 項和為 。

教師：把數(shù)列的通項拆成兩項的差，使正負項相消，則數(shù)列的和即為剩余的項的和，此為裂項相消法.使用此方法要注意消去了哪些項，保留了哪些項.由于每一項均可拆分為一正一負兩項，所以互為相反數(shù)的項合并為零后，剩余的正數(shù)項與負數(shù)項必是一樣多的，切不可漏寫未被消去的項.通常 ， 。

教師：在高考題型中，常常涉及以下裂項公式：

三、教學反思

教學設(shè)計應該反映數(shù)學發(fā)展的規(guī)律，以及人的認知規(guī)律和事物普遍聯(lián)系的原理，應體現(xiàn)從具體到抽象、特殊到一般的規(guī)律。學生在某些問題的探索中，為尋求一般規(guī)律，往往先考查一些特例，通過對這些特例的歸納猜想，得到解決問題的一般方法，這對數(shù)學能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，不僅培養(yǎng)了學生的自主探索精神，也為學生的終身發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]曹才翰、蔡金法.數(shù)學教育學概論[M].江蘇教育出版社1989，2

[2]沈南山.數(shù)學教育學[M].中國科學技術(shù)大學出版社.2012，4

[3]沈建梅.高中數(shù)列教與學的實踐與研究[D].揚州：揚州大學，2013

[4]王敬文.數(shù)列的教學設(shè)計研究[D].長春：東北師范大學，2006

作者簡介： 楊靜梅（1984- ），女，云南玉溪人，曲靖師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院教師，主要從事數(shù)學學科教學論方面的研究。

基金項目：曲靖師范學院校級課題·曲靖市數(shù)學新課程實施情況調(diào)查研究·2012QN028