康永紅
[摘? ?要]“不等式”是高中數(shù)學重要的教學內容,也是數(shù)學研究的重要工具.新課標提出要求通過不等式教學使學生能夠處理基本的不等關系,初步培養(yǎng)學生的不等觀念,提升學生利用不等式知識解決實際問題的能力,促進數(shù)學思維的發(fā)展.“不等式”教學中,教師應關注基礎知識,重視思維發(fā)展,倡導應用推廣,開展系統(tǒng)滲透,以不斷提升學生的核心素養(yǎng).
[關鍵詞]不等式;核心素養(yǎng);課堂教學
[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2019)14-0039-02
“不等式”是高中數(shù)學的必修內容,是研究基本數(shù)量關系的核心知識,在整個中學數(shù)學中有著廣泛的基礎性和工具性,因此新課標要求教師通過該內容的講解,使學生充分理解基本不等式,并能靈活應用不等關系解決問題.下面筆者結合教學實踐進行深入探討.
一、關注基礎知識
數(shù)學的基礎知識和基本技能是學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基礎,學生的數(shù)學思維、數(shù)學思想和解題方法均是在理解基礎知識的前提下逐步發(fā)展起來的.因此,教學不等式內容也應從基礎知識入手,引導學生經歷知識形成的基本階段.對于該階段的教學需要注重兩點:一是把握知識的前后聯(lián)系,完成知識的過渡;二是重視基礎定理的推理闡釋,完成基礎知識的本質剖析.
由于初中生已經對不等式的內容有所了解,所以教師在教學基本不等式時可引導學生重新回顧不等式知識,如不等式的基本性質以及一元一次不等式的解法,具體教學中可以給出幾道例題,利用例題引導學生全方位體會不等式運算符號和數(shù)值的變化.
在教學的引入階段應注重基本不等式的引入方式,如對于基本不等式[x2+y22≥xy] ([x≥0],[y≥0]),雖然可以采取直切主題的方式,但由于學生不了解知識起源和應用指向,所以學習興趣有所欠缺,教學效果也不太好.數(shù)學知識是有一定的實踐背景的,不等式也不例外,在教學不等式時十分有必要聯(lián)系情景問題完成知識過渡,如指明一些不等關系在客觀世界是始終存在的;若假定一根線的長度始終恒定,則用該線圍成圓的面積會比圍成正方形的面積大,而圍成正方形面積會比圍成一般矩形的面積大.這些問題可以歸結為不等式問題,然后引導學生學習相應的基本不等式,并從不等關系角度來加以探究.
而對于第二點的“不等式定理的推理闡釋”是強化學生理解的關鍵,同時通過對定理的推理證明可以提升學生的邏輯推理能力.在該階段需要由定理和性質的邏輯統(tǒng)一性出發(fā),逐步利用公式之間的相互關系完成證明.在證明過程中除了需要指導學生使用規(guī)范的數(shù)學語言外,還要引導學生利用不同的分析方法,從不同的角度完成證明,盡可能地培養(yǎng)學生思維的發(fā)散性.如證明不等式常用的作差比較法、綜合分析法以及基于構造思想的函數(shù)構造法等.這些方法的分析思路雖然不同,但對于不等式問題的證明效果是一樣的.在教學中加強一題多解的訓練,對學生思維的開拓也極為有利.
二、重視思維發(fā)展
學生的數(shù)學能力決定解題的效率,影響最終的數(shù)學成績,考慮到數(shù)學能力的提升與學生的邏輯思維有著很大的關聯(lián),因此在教學中教師應特別關注學生的思維活動,利用數(shù)學的語言表述和推理活動來鍛煉學生的思維.鍛煉學生的思維有多種方式,其中最為重要的是強化學生的理解以及幫助學生突破思維障礙.
對于不等式基本定理內容的教學,除了需要聯(lián)系實際問題外,還要借用幾何直觀來完成過程解釋.教學中教師要引導學生基于具體的基本不等式構建幾何圖像,利用幾何直觀證明完成定理的學習,從而強化學生對定理的理解.如對于基本不等式[a+b2≥ab] ([a≥0],[b≥0]),可以構建幾何圖像,將定理轉化為幾何問題:如右圖,圓O的直徑為AB,△ABC為直角三角形,設AD的長為a,BD的長為b,試分析CD與CO的長度關系.具體的思路是:引導學生利用射影定理或三角形相似來構建[CD2=AD·DB,AC2=AD·AB,BC2=BD·BA],讓學生可以直觀地得出[CD≤CO],從而得出[a+b2≥ab] . 這樣通過知識的關聯(lián)來完成定理證明,對學生理解定理有很大的幫助.
高中數(shù)學的不等式內容對于學生而言是一塊新的知識大陸,必然在學習過程中存在一定的思維障礙,如不理解不等式等號成立的條件、不等式轉化變形的基礎,以及一些不等式與其他知識交匯問題的分析思路等.教學中教師要善于引導梳理.如對于不等式等號成立的條件探究,可以結合具體的問題將其轉化為對應的等式問題,或借助幾何知識來完成,在轉化過程中要注意對不等式性質的利用,及關注轉化過程的符號變化.分析綜合性問題時,如不等式與數(shù)列綜合問題,可以引導學生從不等式和數(shù)列關系兩個角度進行思考,合理利用放縮法將無規(guī)律的不等式和數(shù)列轉化為規(guī)則的數(shù)列和基本不等式,并利用相應的性質完成問題的分析證明.
三、倡導應用推廣
教學不等式內容時應將“提升學生的應用分析能力”作為教學的重要任務.對于不等式的應用教學,應關注以下幾點:一要關注不等式的符號和應用條件;二要開展不等式定理的變形運用.尤其是教學基本不等式內容時應結合上述要點來開展.
不等式具有很高的應用價值,從數(shù)的大小關系來看可以將其視為兩個數(shù)的大小比較,在求解問題時可借用基本不等式來完成數(shù)的大小比較,如對于基本不等式[a+b2≥ab] ([a≥0],[b≥0]),通過變形可以轉化為[a+b≥2ab] ([a≥0],[b≥0]),該式子可以較好地解釋a+b與[ab]的大小關系.不等式的另一個解題應用是求解最值,從不等式等號成立的條件來分析則可以獲得數(shù)的最值.同樣以上述基本不等式為例,分析可知當且僅當[a=b]時,[a+b]可以取得最小值,且最小值為[2ab],該思路也是求解相關代數(shù)取值問題的重要策略之一.
而對于不等式內容的教學同樣應重視其推廣,以求拓寬學生的知識視野,提升學生的解決問題能力.以基本不等式[a+b2≥ab]為例,它反映的是兩個正數(shù)的算術平均數(shù)大于等于它們的幾何平均數(shù),在教學中教師可以引導學生思考:若是三個或三個以上數(shù)的情形,是否同樣滿足該關系?對于該問題,可以采用引導探究的方式來進行.另一種變式推廣則是對兩個正數(shù)的分析,引導學生思考是否可以將轉其換為兩個正數(shù)的倒數(shù),教學中通過對不等式的變形來完成證明,建立基本不等式的一整串變形鏈(均值不等式),適當拓展學生思維的深度.
四、開展系統(tǒng)滲透
知識之間有著緊密的聯(lián)系,任何知識都不是獨立存在的.不等式內容是代數(shù)的重要組成部分,從數(shù)學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度來看就不應局限于向學生簡單地傳達不等關系,可以將本章節(jié)內容作為一個基本的研究對象,立足解題方法教學的高點,進行知識的全面、系統(tǒng)滲透.
如教學不等式的相關問題時,可以結合不等式的最值應用意義,將不等式與函數(shù)內容相關聯(lián).如函數(shù)[y=x+ax(a>0)],在研究其最值時通常是借助函數(shù)的單調性,在教學時教師可以基于均值不等式的適用條件,引導學生考慮從不等式的角度來加以求解,這樣就可以將不等式的前后知識相聯(lián)系,構建完整的知識體系.
不等式內容中存在一些特殊的公式與定理,這些定理和公式的證明和使用均與數(shù)學知識相關聯(lián),在教學中教師可以對知識進行穿插講解.如教學時將集合、函數(shù)滲透于不等式的解法教學中,以及在教學直線與圓的最值問題時引入不等式知識,或將解三角形應用題與不等式的解法相融合,實現(xiàn)不等式知識的聯(lián)網(wǎng)教學.另外,有必要進行數(shù)學思想的滲透,如不等式轉化變形過程中滲透化歸思想,基于不等式問題構建新的函數(shù)時滲透構造思想,以及利用函數(shù)圖像研究不等式時滲透數(shù)形結合思想,等等.
綜上,培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)應以教材為基礎,教學中要注重逐步將數(shù)學核心素養(yǎng)融合在數(shù)學的每一個模塊內容中,使學生在掌握不等式知識的同時獲得學科素養(yǎng)的提升.總而言之,核心知識的打牢是基礎,知識的系統(tǒng)規(guī)劃是關鍵,學科思想的合理滲透是重點.
(特約編輯 安? ?平)