高中数学教学中学生创新思维培养路径

2022-07-24 08:35吕飞
数理天地(高中版) 2022年9期
关键词:培养路径创新思维高中数学

吕飞

【摘 要】 高中数学教学中培养学生的创新思维能很好地激活学生思维,提高学生的解题能力,因此教学实践中应充分认识到创新思维培养工作的重要性,积极探寻与应用创新思维培养路径,通过给予学生针对性地引导与启发,使其敢于创新,勇于创新,实现数学学习成绩的进一步提升.

【关键词】 高中数学;创新思维;培养路径

1 营造民主课堂学习氛围

培养学生创新思维的路径多种多样,无论采用何种路径,都应注重营造民主的课堂学习氛围,更好地激活学生思维,使其积极捕捉头脑风暴,寻找解决数学问题的不同方法.

例如 平面向量三点共线定理相关知识是各类测试考查的热点.在进行该部分知识教学中,为营造民主的课堂学习氛围,更好地培养学生的创新思维,创设以下问题情境要求学生在课堂上开展自主探究活动,给学生提供表现自我的机会,使其牢固的理解与掌握三点共线定理相关结论:

已知平面内A、B、P三点以及平面内的任意一点O点,A、B、P三点共线的充要条件为:OP=xOA+yOB,其中x+y=1,(1)证明这一结论;(2)如图1,延长BO、AO,并过O点作平行于AB的直线l,将平面划分成9个部分,探究P点落在不同区域内(不包含边界)x、y满足的条件;

图1

平面三点共线定理并不难证明.但是对于探究问题则需要学生联系所学,积极的动脑进行探究.学生探究的过程中,注重走下讲台了解学生的探究过程,并注重给予学生针对性的指引与点拨,使其在探究的过程中少走弯路.实践表明,学生在课堂上积极的思考、讨论,并在教师的指引下探究出了正确的结论.数学课堂氛围不仅非常的活泼,而且很好的锻炼学生的创新思维.

2 注重培养学生逆向思维

逆向思维是创新思维的具体体现,用于解答高中数学相关习题,可获得事半功倍的良好效果,因此为更好的培养学生的创新思维,应注重采取有效措施锻炼学生的逆向思维,使其能够反其道而行之,寻找高效解决数学问题的思路.

例如 在讲解最值问题时,可向学生展示如下训练习题,要求学生尝试着作答:

若x∈R,则21+x2+x的最小值为.

该习题题干较为简单,很多学生受定势思维影响,看到最值问题便想到使用基本不等式知识求解.但是针对该题采用基本不等式进行拼凑是不行的,此时可引导学生采用逆向思维进行分析,即先设出其最小值t,而后进行逆向推理.最终在教师的启发下,学生顺利的解答出了该习题.同时,使学生认识到,解答数学习题时应具备灵活的思维,敢于尝试与创新,该题的具体解答过程如下:

令2x2+1+x=t>0,

2x2+1=t-x,

4x2+4=t2-2tx+x2,

3x2+2tx+4-t2=0.

因为方程在R上有解,所以Δ=3t2-12≥0,解得:t≤-3或t≥3,又因为t>0,所以t≥3,即原式最小值为3.

3 开展一题多变教学活动

高中数学教学为更好地培养学生的创新思维,应注重组织学生开展一题多变教学活动,进一步巩固学生所学知识的同时,使其充分挖掘习题的价值,更加全面地认识与掌握所学,创新思维得到很好的锻炼与提升.

例如 在讲解解三角形相关知识时,为更好地巩固学生所学,可为学生讲解如下例题,尝试着提出一些新的问题:

在△ABC中内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若cos2(π2+A)+cosA=54,(1)求A的大小;(2)若b-c=33a,判断△ABC的形状;

问题(1)因为cos2(π2+A)+cosA=54,则sin2A+cosA=54,又因为sin2A=1-cos2A,解得cosA=12,因为A为三角形的内角,所以A=π3;问题(2)因为A=π3,由余弦定理得到:cosA=b2+c2-a22bc=12,整理得到:b2+c2-a2=bc,又因为b-c=33a,整理得到:2b2+2c2-5bc=0,(b-2c)(2b-c)=0,因为b>c,所以b=2c,a=3c,所以b2=a2+c2,则△ABC为直角三角形.

最终学生经过认真思考,从不同的角度对该例题进行了改编.通过与学生沟通交流,认真汇总学生改编后的问题,其中以下三个变式问题具有较强的代表性,课堂上及时被学生提出了表扬.同时,要求学生尝试着运用所学,解答如下变式:

变式1  若a=23,△ABC的面积为3,求△ABC的周长;

变式2  若△ABC的面积为53,b=5,求sinBsinC的值;

变式3  若a=3,求△ABC周长的取值范围.

4 组织学生一题多解训练

高中数学教学中培养学生的创新思维,应注重组织学生进行一题多解训练,使学生掌握解答同一问题的不同思路与方法,使其思维得到很好的锻炼.一方面,讲解相关数学习题时合理安排课堂容量,注重运用不同的方法进行解答,将习题讲解透彻,讲明白,使学生结合自身实际情况加以理解与掌握,同时启发学生在以后的解题过程中从不同的视角切入,探寻解题的不同思路.另一方面,结合具体教学内容,为学生提供一题多解训练的机会.向学生展示相关习题后,给学生预留充分的思考讨论时间,看哪位学生能够又快又准确的解答出习题.例如在讲解圆锥曲线相关知识时,在课堂上为学生展示如下问题:

已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),左右焦点分别为F1、F2,过F1的直线和C的两条渐进线分别交于A、B两点,若F1A=AB,FB1·F2B=0,则C的离心率为.

该习题是双曲线与向量的综合习题,难度中等.课堂上通过给学生预留思考、讨论的时间,学生找到了三种解答该题的方法,思维得到有效的锻炼.

方法1 因为F1A=AB,所以点A为F1B的中点,又因为FB1·F2B=0,则F1B⊥F2B,OB=OF1=OF2,则∠AOF1=∠AOB,由渐进线的性质可知,∠AOF1=∠BOF2,所以∠BOF2=60°,即,ba=3,c=2a,则e=ca=2.

方法2  因为F1A=AB,所以点A为F1B的中点;因为FB1·F2B=0,则F1B⊥F2B,|OB|=12|F1F2|=c,则B(a,b),而F1(-c,0),则A(a-c2,b2),则kOA=ba-c=-ba,所以c=2a,则e=2.

方法3 因为F1A=AB,FB1·F2B=0,所以點A为F1B的中点,OF1=OB,设∠AF1O=θ,则∠BOF2=2θ,又因为tanθ=ab,tan2θ=ba,而tan2θ=2tanθ1-tan2θ,代入整理得到:b2=3a2,则c2=4a2,则e=ca=2.

方法1运用了向量以及几何知识,以“角”的关键为纽带,构建参数之间的的关系,较为简单;方法2运用坐标的运算,需要进行简单的计算;方法3运用三角函数知识;三种方法均顺利的得出了正确答案,殊途同归.

参考文献:

[1]李发禄.浅谈高中数学教学中培养学生创新思维的策略[J].数学学习与研究,2021(26):127-128.

[2]李定锋.一题多解,不断求变——由一道题引发的学生创新思维培育的思考[J].中学数学,2021(15):72+75.

[3]黄飞.高中数学教学中学生创新能力的培养[J].数学大世界(中旬),2021(05):13.

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