中学数学中不等式的证明方法及技巧研究

发表时间:2021/5/13   来源:《中小学教育》2021年4期(下)   作者:秦舒
[导读] 目前,在新课程改革背景下,注重对学生建模能力的培养
        秦舒
        牡丹江市第十六中学  黑龙江省 牡丹江市157000

        摘要:目前,在新课程改革背景下,注重对学生建模能力的培养,以提高学生的综合能力。中学数学教师要结合数学建模的抽象性和创新性,优化课堂教学设计,培养学生良好的建模意识,深入理解建模内涵,提高中学数学的课堂质量。数学教师应当重视建模教学活动,采取多样化的教学方式,保证数学建模教学活动的有效开展。
        关键词:中学数学;不等式;证明方法;技巧研究
        引言
        不等式在中学数学学习中占据了较大的板块,且和解析几何以及函数求极值经常结合,此外,和物理知识相结合在圆周运动中也有较多的应用,掌握不等式的证明方法有助于提高求解数学、物理问题的能力,而学会不等式证明的技巧则能提高解题速度,在有限的时间内获得较好的成绩。
        1中学数学常见的数学模型
        1.1函数模型
        在中学数学教学中,函数模型是常见的数学模型。通过目标函数的构建,结合变量限制条件,借助相应的函数方式来解决问题。例题:某个商店出售儿童玩具,批量购进时,每件20元。销售价格为30元,每个月的销售量为230件,销售价格涨一元,则月销售量减少10件,当玩具售价为多少时,可以使月销售量达到最大?最大的利润是多少?此题主要针对中学数学教学中常见的利润问题,要厘清进价、售价、利润和数量的关系,构建数学模型,解决数学问题。
        1.2不等式模型
        不等式知识是中学数学的重要内容,涉及到“至少、至多、不超过、不少于”等关键词,可以根据相关的变量关系,构建相应的不等式或不等式组,引入数学建模思想,有效解决学习中出现的实际问题。例题:在一次知识竞赛中,一共有25道题目,答对一题可以获得4分,答错或者不答题扣一分,比赛中,A学生被评为优秀(分数85分及以上),请问同学A至少答对多少道题。在解决和问题分析的过程中做出相应的假设,列出相应的不等式,根据不等式解答问题。
        2新课改下中学数学建模教学的有效策略
        2.1创设教学情境和教学模型条件
        开展模型教学活动应注重对情境教学的设计。情境教学是一种有效的教学模式,借助相应的情境创设,将教学内容有效引入课堂,加深学生对数学知识的学习和理解,营造轻松愉悦的课堂氛围,调动学生在课堂活动中的积极性,为模型教学创设条件,提高课堂上的学习效果。在中学数学“一元一次方程”的教学中创设情境:为学生准备若干个弹簧秤,组织学生扮演商贩,让学生称量书包、课本及文具等物品,并观察和记录弹簧秤的刻度。通过数次的称量之后,教师要让学生分析刻度,并且总结学习结果,称量越重的实物,弹簧就会被拉的越长。在学习实践中,教师要对学生给予相应的引导,假设弹簧的长度是Y,物体的重量是X,经过思考写出相应的方程式,构建相应的基本模型,让学生思考弹簧长度相关的方程。结合学生所列的方程,让学生观察弹簧的长度,是否存在一个极限值,引入方程求知范围问题。通过这种方式,保证建模教学有效地开展。结合情境的形象化和直观性,帮助学生更好的理解和掌握数学知识,提高中学数学教学的有效性。
        2.2深入分析教材内容,注重学生学习兴趣
        目前,不少学生学习数学只是为了应付考试,对数学知识的实际价值了解较少。在素质教育不断深入的背景下,数学教师应当注重学生学习兴趣的培养,引入多样化的课堂活动方式,引导学生结合问题构建数学模型,解决实际数学问题,提高学生数学知识的应用能力。在中学数学“等比数列前n项和”的教学中,等比数列知识较为抽象,涉及的公式比较多,学生的学习有一定难度。

为了激发学生的学习兴趣,教师可以引入趣味性的故事:古印度有一位国王,非常喜欢下象棋,某天,一位下棋水平非常高的人和国王下棋,国王非常得意的说:“如果你能赢我,我可以满足你任意一个要求。”经过一番搏杀,国王输掉了棋局。这时国王让棋手说出自己的要求。棋手说:“国王只需派人将棋盘的空格填满就可以,第一个格放一粒小麦,第二个空格放两粒小麦,第三个空格放四粒小麦,之后的每个格是前一个空格的两倍。”国王认为这是非常容易的事情,便答应了他的要求。结合这样的故事,让教师设计问题来引导学生:“国王是否能够完成棋手的要求?”借助这样的疑问让学生开展讨论和探究,并通过列表的方式进行相应的公式推导,加深数学知识的学习和理解,同时体会数学知识在解决实际问题中的作用。
        2.3加强课堂引导活动,培养建模意识
        传统的中学数学课堂活动中,很多教师通过灌输式的方法进行教学,不利于构建学生良好的思维模式,影响数学建模质量。数学教师要加强对课堂教学的引导,让学生开展自主学习,借助学习和探索,培养学生良好的学习习惯和数学建模意识,保证建模教学活动的顺利开展。中学数学“函数模型与应用”课堂中,数学教师要采取相应的引导方式,让学生主动探索数学知识,借助相应的数学模型,解决数学问题。
        2.4深层分析数学问题,注重数学模型的构建
        中学数学教学中,应把建模教学引入到生活中,以扩展学生的数学思维,深层次地分析问题,并结合问题提出相应的设想,结合设想构建数学模型,通过对比找出最佳的方案,强化解题能力,保证数学教学质量。中学数学数列相关知识教学中,教师要根据数学知识引入问题:某人想要购买一套20万元的房屋,五年前办理零存整取的账户,每月存入1000元,五年后,将钱取出来买房,不足的部分通过银行贷款。银行只能批准10万元贷款,其中的原因是什么?通过这种方式让学生开展思考活动,分析贷款额度减少的原因,做出相应的假设。通过引导,让学生利用生活中的问题,深层次地分析和思考,完善数学模型的构建,开展计算和探究活动,并对自己的猜想做出验证。在中学数学课堂中,借助数学问题开展数学模型假想,完善数学模型,提高建模教学的有效性。
        2.5借助校讯通在线测试平台和智学网数据
        创建适合不同层次的学生需要的“个性化探索性作业”。依托钉钉和微信群,将不同难度等级的作业发送给不同类型的学生,同时,为激发学生的上进心,班级内可设立学习小组,小组间设立“PK”制或游戏闯关模式,以娱乐的方式提升学生学习的积极性,同时,形成组内同学互相监督学习的机制。第一是高层次学生,这一层次的学生思维能力较强、知识基础较为扎实,并且对新知识的接受和认知能力较好,学习积极性与热情较高,能快速理解教师所讲的课程知识内容。为满足其学习需求,教师以扩展其学习思路、开发其数学逻辑思维、提升其数学能力为目的,可提供更多高难度习题,引导其对知识进行进一步的探究。第二是中层次学生,这一层次的学生思维能力一般、基础知识与学习水平相对一般,并且对数学学习主动性较低。教师应指导其逐步认知、掌握课程知识概念,在教学过程中可以为其布置一些形式多样的题目,难度不易过大,旨在拓展其思维深度。
        结语
        结合以上分析,不等式证明的方法和技巧涉及到的知识量较大,通过专项学习和掌握不等式的证明技巧有助于培养我们的数学思维,触类旁通,对以后学习解析几何、函数极值以及物理都有较大的帮助。在教育信息化2.0时代,现代信息技术在教学中发挥着日益重要的作用,信息技术与中学数学课程整合取得了很大的成效,加强信息技术在中学数学教学中的应用,不仅可以满足现代教育教学的需要,也为日后教育教学战略的制定和实施提供了一定的参考;同时,在整合过程中也面临着更大的挑战。当代中学数学教师要努力提高自身素质,挖掘更多教学资源,拓展教学空间,将传统教学模式与网络技术相结合,全面促进初中阶段不同层次学生的个性化发展。
        参考文献
        [1]任文龙,王奇,李慧.高观点下的初等数学不等式[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2008,22(S1):50-52.
        [2]纪宏伟,吴国磊.柯西不等式在中学数学解题过程中的魅力体现[J].阴山学刊(自然科学版),2014,28(03):93-96+100.
        [3]刘移山,夏慎谦.导数在中学数学不等式中的应用[J].科技信息,2013,(20):351.
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