數(shù)學(xué)歸納法教學(xué)設(shè)計(jì)
一、關(guān)于教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：
根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的作用、地位以及學(xué)生的具體情況，我把這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)分為以下三個(gè)子目標(biāo)：
知識(shí)目標(biāo)： 理解數(shù)學(xué)歸納法的原理和本質(zhì)；掌握數(shù)學(xué)歸納法證題的兩個(gè)步驟；會(huì)用“數(shù)學(xué)歸納法”證明簡(jiǎn)單的恒等式。
能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、論證能力，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力和創(chuàng)新能力。
情感目標(biāo)：創(chuàng)設(shè)一種愉悅情境，使學(xué)生處于積極思考、大膽質(zhì)疑氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。
在情感目標(biāo)的設(shè)計(jì)上我頗費(fèi)一番心思。因?yàn)榍楦心繕?biāo)是無(wú)法定量評(píng)價(jià)的，對(duì)情感目標(biāo)的考察是一個(gè)綜合多方面情況的長(zhǎng)期的過(guò)程。究竟一堂課是否達(dá)到了它應(yīng)給予的情感體驗(yàn)，別說(shuō)評(píng)價(jià)者，就是作為教學(xué)對(duì)象的學(xué)生本身，也不會(huì)像學(xué)會(huì)公式、定理的應(yīng)用那樣，明確自己所得。所以，情感目標(biāo)就很容易變成一種擺設(shè)，甚至只是教案上的一種點(diǎn)綴，在教學(xué)過(guò)程中被置于從屬或可有可無(wú)的地位。然而，當(dāng)前我國(guó)的教改的實(shí)踐主要是素質(zhì)教育，究其本質(zhì)是對(duì)完整健全人格的追求與培養(yǎng)，即強(qiáng)調(diào)教育的人文精神，凸現(xiàn)教育主體的人格特征。我們的教學(xué)對(duì)象不僅是一個(gè)被動(dòng)的認(rèn)知體，更重要、更本質(zhì)的是活生生的生命體。因此我們?cè)谡n堂教學(xué)中必須確立這種人文觀，明確情感目標(biāo)確立的重要性，由傳授知識(shí)向情感培養(yǎng)延伸。
數(shù)學(xué)歸納法的知識(shí)內(nèi)容有其獨(dú)特性，我通過(guò)講小故事、學(xué)生動(dòng)手?jǐn)[多米諾骨牌游戲、做評(píng)判者為別人糾錯(cuò)等手段創(chuàng)設(shè)一種愉悅情境，使學(xué)生處于積極思考、大膽質(zhì)疑氛圍，力爭(zhēng)做到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。
二、關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析及教學(xué)重、難點(diǎn)的設(shè)計(jì)
學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了用歸納法推導(dǎo)等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式，但其正確性還有待用數(shù)學(xué)歸納法加以證明，因此數(shù)學(xué)歸納法學(xué)習(xí)是數(shù)列知識(shí)的深入與擴(kuò)展。它既是高中代數(shù)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，也是一種重要的數(shù)學(xué)方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)列求通項(xiàng)時(shí)，也已經(jīng)具備一定的歸納、猜測(cè)能力，多數(shù)同學(xué)對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)有相當(dāng)?shù)呐d趣和積極性。但在探究問(wèn)題的能力、合作交流的意識(shí)等方面發(fā)展不夠均衡，尚有侍加強(qiáng)。為了避免機(jī)械套用數(shù)學(xué)歸納法證題的兩個(gè)步驟，造成學(xué)生思維的墮性及僵化，因而我把分析數(shù)學(xué)歸納法的原理和實(shí)質(zhì)作為本節(jié)課的重點(diǎn)，考慮學(xué)生對(duì)第二步中的遞推思想感到困難，因此把正確理解第二步中的遞推思想作為難點(diǎn)。
三、教學(xué)過(guò)程反思：
1) 課開(kāi)始，情趣生；
數(shù)學(xué)歸納法是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，新課引入之前，為讓學(xué)生懂得不完全歸納法的不完備性，明確學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)歸納法的重要性及喚起學(xué)習(xí)的熱情，我先講了一則民間小故事：地主兒子識(shí)字。大意是：地主花重金請(qǐng)了一名先生教兒子識(shí)字，第一天學(xué)了“一”，第二
天學(xué)了“二”，之后，地主兒子想：“一”是一橫，“二”是二橫，那“三”肯定是三橫，第三天果不其然是三橫，于是地主兒子對(duì)地主說(shuō)：不必學(xué)了，很簡(jiǎn)單，已經(jīng)全會(huì)了。地主大喜，為吹噓兒子聰明，大擺宴席。席間，一鄉(xiāng)紳想討好地主，就說(shuō)讓地主兒子給他寫(xiě)個(gè)名帖，沒(méi)想到這讓地主兒子出盡了洋相，因?yàn)槟俏秽l(xiāng)紳的名字叫“萬(wàn)百千”。講到這里學(xué)生大笑，笑聲中明確了，不完全歸納法是不可靠的，同時(shí)激起對(duì)“數(shù)學(xué)歸納法”的廬山真面目的好奇，渴望一探究竟。教師通過(guò)故事渲染氣氛，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，消除潛在的.心理負(fù)擔(dān)，使教與學(xué)有良好的匹配。
2) 課進(jìn)行，情趣濃；
新課是從讓學(xué)生玩多米諾骨牌游戲開(kāi)始的。我準(zhǔn)備了一些軍棋子，讓學(xué)生動(dòng)手?jǐn)[放，并完成游戲。然后提出問(wèn)題：多米諾骨牌游戲成功對(duì)骨牌的擺放與操作有什么要求？學(xué)生思考討論，得出多米諾骨牌游戲成功依賴(lài)兩個(gè)條件
第一步：第一張牌被推倒，
第二步：假若前一張牌被推倒，則后一張牌被推倒。
其中第二步用到的就是遞推關(guān)系，如此通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦，及動(dòng)畫(huà)演示等形象展示遞推關(guān)系，為教學(xué)難點(diǎn)突破提供直觀的的參照物，作感性上的突變，從而分解數(shù)學(xué)歸納法的一個(gè)難點(diǎn)。然后適時(shí)給出數(shù)學(xué)歸納法的定義及步驟。由于學(xué)生始終走在一條充滿(mǎn)輕松、愉悅的學(xué)習(xí)道路上，歸納原理很容易被學(xué)生所接受。
例題的證明過(guò)程中，在第二題等差數(shù)列的通項(xiàng)公式的證明中，學(xué)生在證n=k+1命題成立這步時(shí)出現(xiàn)利用結(jié)論證結(jié)論，不用歸納假設(shè)的問(wèn)題。這也是數(shù)學(xué)歸納法中最常見(jiàn)的問(wèn)題。于是，我再一次結(jié)合多米諾骨牌游戲，明確第k+1張骨牌是要被第k張骨牌推倒，才是符合游戲規(guī)則的。因而在應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明中，一定做到讓歸納假設(shè)“粉墨登場(chǎng)”，有它的參與證得的n=k+1時(shí)的成立才建立了遞推關(guān)系即邏輯推理鏈，實(shí)現(xiàn)了在驗(yàn)證命題n=n0正確的基礎(chǔ)上, 利用命題本身具有傳遞性，運(yùn)用“有限”的手段來(lái)解決“無(wú)限”的問(wèn)題。
緊接著，我設(shè)計(jì)了兩個(gè)糾錯(cuò)的題，
a) 小明認(rèn)為下面的一個(gè)結(jié)論是正確的,且給出了證明,你認(rèn)為這里有無(wú)錯(cuò)誤呢?
1+3+5+……+(2n-1)=n2 +1 （n∈N ）
證明:假設(shè)n=k(k∈N ,k≥1)時(shí)等式成立,即：
1+3+5+……+(2k-1)=k2 +1，
當(dāng)n=k+1時(shí)由假設(shè)得：
1+3+5+……+(2k-1)+(2k+1)= k2+1+2k+1=(k+1)2 +1，
所以當(dāng)n=k+1時(shí)等式也成立�？芍�，對(duì)n∈N ，原等式都成立。
b) 用數(shù)學(xué)歸納法證明 :
1+3+5+……+(2n-1)=n2 （n∈N ）.
下面是小強(qiáng)同學(xué)的證法, 你認(rèn)為他做得對(duì)嗎? 請(qǐng)說(shuō)明理由.
證明：①當(dāng)n=1時(shí)，左邊=1，右邊=1，等式成立。
�、诩僭O(shè)n=k(k∈N ,k≥1)時(shí)等式成立,即：
1+3+5+……+(2k-1)=k2，
當(dāng)n=k+1時(shí)由等差數(shù)列前項(xiàng)和公式得：
1+3+5+……+(2k-1)+(2k+1) = =(k+1)2，
所以當(dāng)n=k+1時(shí)等式也成立。
由①和②可知，對(duì)n∈N ，原等式都成立。
這樣安排的目的是讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)歸納法的原理和實(shí)質(zhì)
3）課結(jié)束，情趣存
這節(jié)課的小結(jié)是以“提出問(wèn)題”的方式進(jìn)行的，我設(shè)計(jì)以下問(wèn)題并和學(xué)生共同討論回答。 I. 數(shù)學(xué)歸納法是怎樣運(yùn)作的？
（在驗(yàn)證命題n=n0正確的基礎(chǔ)上,證明命題據(jù)有傳遞性,形成了邏輯推理鏈，以一次邏輯的推理代替了無(wú)限的驗(yàn)證過(guò)程.）
II. 數(shù)學(xué)歸納法適用于證明什么樣的的命題? （數(shù)學(xué)歸納法適用于證明：和正整數(shù)有關(guān)的命題。）
III. 數(shù)學(xué)歸納法基本思想是什么？
�。ㄔ诳煽康幕A(chǔ)上利用命題本身具有傳遞性,運(yùn)用“有限”的手段來(lái)解決“無(wú)限”的問(wèn)題。） IV. 應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明命題所依據(jù)的自然數(shù)的性質(zhì)是什么？
�。ㄗ匀粩�(shù)集的任一非空子集都有最小數(shù)。）
V. 應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明問(wèn)題時(shí)要注意什么？
�。ㄟf推基礎(chǔ)要打牢, 遞推依據(jù)不能少, 歸納假設(shè)要用到。）
由于這些問(wèn)題都是關(guān)于數(shù)學(xué)歸納法實(shí)質(zhì)及原理的內(nèi)容，對(duì)初次接觸數(shù)學(xué)歸納法的學(xué)生來(lái)說(shuō)，回答起來(lái)比較困難。為此我在課件的處理上運(yùn)用了漫畫(huà)的手法，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)場(chǎng)景：將這些問(wèn)題由一名兒童提出來(lái)的，旁邊坐著他的老師，他在向老師求教。這樣，就把我的學(xué)生置身于旁觀者的角度，減輕了因接受提問(wèn)所帶來(lái)的壓力。而畫(huà)面上又是一個(gè)小孩子在向長(zhǎng)者求教，這使得學(xué)生潛意識(shí)里增強(qiáng)一種自信，認(rèn)為小孩子的問(wèn)題終歸會(huì)知道一二的。于是熱情并渴望表現(xiàn)的學(xué)生們便積極展示觀點(diǎn)、暢所欲言。
我這樣做的目的是希望了解學(xué)生經(jīng)過(guò)這堂課的學(xué)習(xí)，對(duì)數(shù)學(xué)歸納法原理和實(shí)質(zhì)究竟有怎樣的認(rèn)識(shí)，哪些是正確的，哪些是錯(cuò)誤的，還有哪些是需要接下來(lái)課程中補(bǔ)足的。對(duì)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，我會(huì)立即幫助糾正。而對(duì)正確的，即便現(xiàn)在還很朦朧我也并不急于點(diǎn)破主題，讓學(xué)生在接下來(lái)的“數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用”的課上再加深認(rèn)識(shí)，進(jìn)行自我完善。我相信：已經(jīng)除去雜草的莊稼，必定會(huì)茁壯成長(zhǎng)的。
然而，從這堂課的實(shí)踐結(jié)果上看，這個(gè)環(huán)節(jié)并不是想象中這樣理想，原因有兩方面，一個(gè)使我有些急，怕時(shí)間不夠而沒(méi)有放開(kāi)讓學(xué)生發(fā)表意見(jiàn)，越俎代庖。另外一個(gè)就是學(xué)生也拘泥于是一堂錄像課，吃不準(zhǔn)的觀點(diǎn)便不像平時(shí)那樣毫無(wú)顧忌的說(shuō)出來(lái)。這也是促使我著急的一個(gè)原因。沒(méi)想到，最后還剩余了一點(diǎn)時(shí)間，只好做做練習(xí)�？傊谶@點(diǎn)上我還需要再進(jìn)一步研究并改善。
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