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第7章 规律一新课引入趣味化(7)

问题2数列{an}的通项公式为an=n2-5n+5,计算得a1=1,a2=1,a3=1,可以猜出数列{an}的通项公式为:an=1(此时,绝大部分学生作声不——默认,有一学生突然说:当n=5时,a5=25,a5≠1,这时一位平时非常谨慎的女生说:“老师今天你第二次说错了!”)。

问题3三角形的内角和为180°,四边形的内角和为2×180°,五边形的内角和为3×180°,……,显然有:凸n边形的内角和为(n-2)×180°。(说到这里,我说:“这次老师没有讲错吧?”)上述三个问题思维方式都是从特殊到一般,问题1、2得到的结论是错的,那么问题3是否也错误?为什么?(学生茫然,不敢质疑)。

案例分析:合理地利用材料,提出好的问题,引出课题,揭示了本节知识的必要性。通过让学生自主参与知识产生、形成的过程,获得亲身体验,逐步形成一种在日常学习与生活中爱置疑、乐探究的心理倾向,激发探索和创新的积极欲望。不仅使学生理解了归纳法,而且掌握了分析、判断、研究一般问题的方法。

案例33让数学课堂“动”起来

马敏华

一、案例题旨

数学课堂的功能之一就是教会学生学会学习,喜欢学习。如何才能让学生自主地学习数学,兴致颇高地探究数学问题呢?这就要求我们教师对上课时需讲的内容有正确、深入和生动的理解,善于抓住各种内容之间的结合点,在认识事物的本质特征和内部联系的规律中,揭示出某种新颖的既出人意料之外但又在情理之中的东西来,使学生在这一过程中获得愉快的体验,因势利导地点燃他们的数学兴趣火花,调动其积极性、主动性、创造性。

二、案例背景

数学课堂一向被认为是枯燥乏味的,比不上文科的丰富多彩、形式多样也就算了,但就理科而言,理、化、生还有实验调剂气氛,吸引学生注意力,唯独数学最惨,什么也没有。这就启发了我,针对学生好动的特点,是不是在数学课堂上也能做一个直观演示实验,既能给学生留下深刻印象又能促进本节课的学习呢?

数学归纳法是一种十分重要的数学方法。正确理解数学归纳法的原理,并能用数学归纳法解决问题是理科数学教学大纲的要求。为使学生能直观了解此原理,想到了“多米诺骨牌”,为了方便取材,我选用陆战棋或麻将牌,效果都不错。

三、案例描述

教师把陆战棋棋子在平整的讲台上沿一直线依次放好,每两个棋子的间距要在一定范围之内,以保证前一棋子倒下能带动后一棋子倒下。

………师(边题问边演示):要把棋子一个一个地推倒,怎么推?(说着把其中一个纵向推倒,再推倒另一个)如果棋子个数有限,我们只要不停重复这个动作:如果棋子个数无限呢?

生(大声):横着推!

师(边演示边提问,从中间的一个,如第五个向侧面推):前面的没倒,该怎么改进?

生:从第一个开始推!

师:还有什么要求?

生A:要做到前一个倒下时能带倒后一个,两个棋子间的距离必须小于棋的高度。

(师演示,一刹那,刷地一个挨一个全倒了。学生情绪高涨,个别还发出叫好声)

师(顺势引出):我们把每个棋子比作一个命题,一个棋子倒下比作一个命题得到证明。刚才的过程实际阐述了一个原理——这就是我们今天要学的数学归纳法。

(出示投影片“数学归纳法”)

师(配合教具演示,强调数学归纳法中两个步骤的重要性):不推倒任何一个棋子,所有棋子会倒吗?

生(齐):不会。

师:这说明第一步是基础,不可缺少,必须验证、检验。

师(边演示边提问):如果中间取出一个或几个,那么推倒第一个还会使所有棋子都倒下吗?

生(齐):不会!

师:这说明第二步中的递推性确实不可少。

四、案例反思

众所周知,提高教学质量的关键环节是优化课堂教学。在教学实践中,要驾驭一堂课,开头尤为重要。常言道,良好的开端是成功的一半,有经验的教师总是十分重视一堂课的开端。每堂课开始的两分钟,由于学生刚进教室,翻书取笔,课间嬉闹余兴未消等原因,注意力往往不够集中。那么,如何迅速改变这种情况呢?这就要求教师在极短时间内设法引起学生的兴趣,唤起学生的注意,除了实物演示、加强直观外,还可采用设疑布障、引起悬念或取材生活、贴切逼真等方法。总之,巧设铺垫、精心设计就可抓住学生的心,激发学生听课兴趣。因为兴趣是最好的老师,一堂课首先要让学生对学习的内容感兴趣,这样才能使学生愿意接近数学、逐渐喜欢数学、勇于探索数学。另一方面,也促进教师努力提高自身数学修养,使课堂教学更见艺术性。

案例34数列极限的引入

金建泉

极限是微积分中最重要和最基本的概念之一,考虑到中学生的理解和接受能力,教材没有给出数列极限的严格定义,而只对数列极限进行直观描述,所以在教学中一定要把握分寸,忌增加深度和难度。

在引入课题时,首先从通俗且又有一定趣味性的事例开始,调动学生的积极性,唤起求知欲,并体会数列极限的含义。

例1从教室讲台到门口有2.1米,老师从讲台往门口走,走法为:第一步1米,第二步12米,第三步14米,……,每步走的距离是上一步的12,问老师能否到达门口?可让学生猜测,当老师指出永远到不了门口时,很多学生会感到意外。

例2龟兔赛跑新编:龟与兔赛跑,兔的速度是龟的10倍,比赛时龟先跑1米,然后兔去追赶龟,当兔往前跑1米时,龟向前又走了110米;当兔再跑110米,这时龟又走了1100米;……故兔子永远追不上乌龟?这一论断当然是错误的,但这又如何解释?

这时学生的兴致已被调动,教师适时提出:以上这些问题的解决都要用到数列的极限知识——导出课题。

再由引言刘徽“割圆术”,提出问题:当n无限增大时,圆内接正n边形的周长是否无限趋近于圆周长呢?让学生从图形上看这种变化趋势是肯定的。再考察①例1中的数列:1,12,122,…,12n-1,…,110n-1,…

②1,110,1102,…,110n-1,…

③数列:12,23,34,…,nn+1,…

以上三个数列当项数n无限增大时,数列中的项有什么变化特点?

最后归纳出数列极限的概念。

案例35分牛与数列的极限

尤佳

教材中有些内容是枯燥乏味,艰涩难懂的。如数列的极限概念及无穷等比数列各项和的概念比较抽象,是难点。如对于0.9·=1这一等式,有些同学学完了数列的极限这一节后仍表怀疑。为此,在教学中我尝试插入了一段”关于分牛传说的析疑”的故事:传说古代印度有一位老人,临终前留下遗嘱,要把19头牛分给三个儿子。老大分总数的1/2,老二分总数的1/4,老三分总数的1/5。按印度的教规,牛被视为神灵,不能宰杀,只能整头分,先人的遗嘱更须无条件遵从。老人死后,三兄弟为分牛一事而绞尽脑汁,却计无所出,最后决定诉诸官府。官府一筹莫展,便以”清官难断家务事”为由,一推了之。邻村智叟知道了,说:”这好办!我有一头牛借给你们。这样,总共就有20头牛。老大分1/2可得10头;老二分1/4可得5头;老三分1/5可得4头。你等三人共分去19头牛,剩下的一头牛再还我!”真是妙极了!不过,后来人们在钦佩之余总带有一丝怀疑。老大似乎只该分9.5头,最后他怎么竟得了10头呢?学生很感兴趣,……老师经过分析使问题转化为学生所学的无穷等比数列各项和公式S=a11-q(|q|<1)的应用。寓解疑于趣味之中。

案例36从彩票到组合

严惠峰

师:我昨天下班后顺路买了一注体育彩票。

生:(大笑)老师,你也作这种不切实际的发财梦啊!

师:那么我中特等奖的可能性会有多大呢?

生:不太清楚,可能比天上掉馅饼稍大一点。

师:(亦笑)我们来看6+1体育彩票□□□□□□+□从0-9这10个数字中任选一个放入空格中,按照顺序,如果我这七个数字都中的话,我将获得人民币500万元。那么同学们能否利用已学的知识帮我来算一下,我中到500万的可能性是多少呢?

生:每一个空格有10种选法,根据乘法原理共有107种,中特等奖的号码只有一个,所以中500万的可能性是1107。

师:1107即:一千万分之一,我们湖州市包括三县两区的总人口大约250万人。

生:原来我们三县两区所有人,每人买4张才中一个特等奖,中500万的可能性真的很小。

师:那么6+1福利彩票从33个号码中选6个,再从16个号码中选1个作为特殊号码,前6个号码无需按顺序排列,特等奖也是500万元,这种类型的彩票,中奖情况是如何的呢?它与体育彩票哪个中500万的可能性更大呢?

(学生非常想知道到底哪个中奖率更高)

师:我们今天学了组合这堂课之后,这些问题就能解决了。

引入课题:组合

案例37三个臭皮匠胜过诸葛亮

尤佳

常言道:“三个臭皮匠胜过诸葛亮。”在处理相互独立事件同时发生的概率一课时,我尝试了把这个大家熟知的俗语引入了课堂,并制作了FLASH动画,做为新课的引入,学生反映热烈,课堂气氛一下子活跃起来。

一上课,屏幕上几个字“智力大考场”。学生的注意力马上集中起来,想看看我今天又要和他们玩什么花样了。然后,我开始播放课件。首先出场的是手拿芭蕉扇的诸葛亮,很有自信的说:“简单!我答对的把握有80%,哈哈。”接着,臭皮匠兄弟出场。老大说:“我答对的把握只有50%。”老二说:“老大,完了,我只有45%。”老大说:“没关系,我们把老三叫来,我们和他拼了。”看到这儿停住了,学生都很兴奋,好象意犹未尽。我马上给出问题“如果老三答对的把握是40%,那么,他们两队谁会获胜?”这下子下面开了锅了。一开始他们想到合三人之力,40%+45%+50%,但是结果>1,很快这种思路就不占上风了。又有的说3人应取最大值50%,所以诸葛亮胜。当然也有反驳意见,确说不出个所以然来。我笑而不语,打出一行课题“相互独立事件同时发生的概率”。意思是:你们学了就知道了。

首先介绍两事件的独立性概念:如果一个事件发生与否对另一个事件的发生的概率没有影响,我们就说这两个事件是互相独立的。假定我们用A·B表示事件A与事件B同时发生,那么,当事件A与B互相独立时,我们有:

P(A·B)=P(A)·P(B)

对于三个以上的两两独立事件,类似地我们有:

P(AB…C)=P(A)·P(B)·……·P(C)

现在回到三个“臭皮匠”的问题。假定“臭皮匠”A独立解决问题的概率为P(A);“臭皮匠”B独立解决问题的概率为P(B);“臭皮匠”C独立解决问题的概率为P(C)。

能够得到一个问题被三个“臭皮匠”之一解决的概率的计算式:

P(A或B或C)=P(A)+P(B)+P(C)-P(A)P(B)-P(B)P(C)-P(C)P(A)+P(A)P(B)P(C)

P(A)=05,P(B)=045,P(C)=04,

他们总体解题时,能被三人之一解出的可能为:

P(A或B或C)=05+045+04-05×045-05×04-045×04+05×045×04

=0835

看!三个并不聪明的“臭皮匠”居然能够解出百分之八十以上的问题,聪明的“诸葛亮”也不过如此!

上面我们是从“臭皮匠”们解决问题的角度来分析的。如果我们换另一个角度来分析,所得的结果将更简捷、更精辟。事实上,如果一事件出现的概率为P,那么该事件不出现的概率必定为(1―P)。

这样,三个“臭皮匠”同时不能解决问题的概率为\[1―P(A)]\[1―P(B)]\[1―P(C)]。把全部可能的1减去同时不能解决的概率,就能得到三人中至少有一人解决的可能性,即:P(A或B或C)=1―\[1―P(A)]\[1―P(B)]\[1―P(C)],上式展开的结果跟前面的公式是一样的,但在计算上要简单得多。如上例:

P(A或B或C)=1―(1-0.40)(1―0.45)(1―0.50)

=1―0.6×0.55×0.50=0.835

若当“臭皮匠”人数增多时,前一种算法将不胜其繁,而后一种算法无须什么变动依然适用。

可见人多不仅智慧高,而且力量也大。“三个臭皮匠胜似一个诸葛亮”,所言实不过份。一节课下来,学生兴趣大,教学效果当然也好。

案例38三个臭皮匠

蔡丽萍

大家都知道“兴趣是最好的老师”,孔子也曾说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”由此可见,培养学生的学习兴趣,让学生在愉快的气氛中学习,是调动学生学习积极性,提高学习质量的至关重要的条件,也是减轻学生过重负担的根本措施。导人新课是一节课的重要环节,俗话说“良好的开端是成功的一半”。好的导入能集中学生的注意力,引起学生的认知冲突,打破学生的心理平衡,使学生很快进入学习状态。为此,我经常从教材的特点出发,通过讲述生动的小故事,或提出一个激起思维的数学问题等方法导入新课。

案例:在相互独立事件概率学习时设置(动画)画面背景:擂台。横幅:解题大赛奖品丰富。

比赛双方:诸葛亮VS臭皮匠团队。

比赛规则:各位参赛选手必须独立解题。团队中有人解出即为团队获胜。

人物:诸葛亮、臭皮匠老大、臭皮匠老二、臭皮匠老三。

诸葛亮(手摇羽扇):依我以往的经验,我解出的把握有80%。

臭皮匠老二(垂头丧气):老大,你的把握有50%,我只有45%,看来这奖品与咱无缘了。

臭皮匠老大:别急,常言道:三个臭皮匠臭死诸葛亮。咱去把老三叫来,我就不信咱三人之力,攻不下这个擂台!

问题:假如臭皮匠老三解出的把握只有40%,那么这三个臭皮匠中有人解出的把握真能抵过诸葛亮吗?

从事件构成分析:

事件A为:臭皮匠老大解出题目;

事件B为:臭皮匠老二解出题目;

事件C为:臭皮匠老三解出题目;

则所求为A、B、C至少有一个发生的概率。

事件A、B、C并非互斥事件,并具有特征:A是否发生对B(C)是否发生没有影响,B与C也如此。因而具有相互独立的性质。从而A与B(B与C、A与C)为相互独立事件。

此案例三个臭皮匠顶个诸葛亮是人人皆知的名言,含有深刻的科学道理。内容趣味性强,贴近生活,便于理解,并能激发学生的积极性和主动性,体现了新课标的要求。

总之,在新课引入时,教师最好要为学生提供有“生命”的材料,为学生“提问”创造条件,激活学生的数学问题意识。数学课程标准中指出:“人人学有价值的数学”。有价值的数学从某种意义上说就是要学有用的数学,学生有了学习欲望,才能积极投入地学,与其“把马拉来让它饮水,不如让他口渴”。第二章 规律二揭示概念要深化化

案例1映射

王建忠

理解概念的最好办法就是解决“有何用?”的问题。在应用中要注意强调生活语言与数学语言的区别,避免学生误解数学概念。教学语言的通俗和严谨常常是一对矛盾。用通俗、易懂的语言叙述数学概念,有利于学生接受和掌握,这对数学概念的认识有诸多好处,但也会导致学生理解数学概念不严密不完备,在教学中要把握好分寸,避免学生误解概念。

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