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PDCA循环理论在数学思维教学中的应用

时间:2022-12-22 19:55:04 公文范文 来源:网友投稿

zoޛ)j首学生的思维训练是一个个PDCA循环环环相套,不断巩固提高的过程.

【关键词】数学思维;PDCA循环;思维能力

PDCA是最早由美国质量统计控制之父Shewhat(休哈特)提出的PDS(Plan Do See)演化而来,由美国质量管理专家戴明改进成为PDCA模式,所以又称为“戴明环”.它是一种有四个质量控制阶段的企业管理方式.PDCA由英语单词Plan、Do、Check和Action的首字母组成,其代表的意义如下:P(计划),针对需求,确定企业质量目标和开展工作计划.D(执行),执行就是具体运作,实现计划中的内容.C(检查),检测执行效果,汲取经验,勘探错误;明确原因,找出问题.A(处理或纠正),对检查的结果进行总结,成功的经验予以肯定,对失败的教训予以总结,避免重现,对未解决的问题转到下一个循环解决.

PDCA循环理论同样的在数学教学中也适用.数学教学作为一种思维教育、素质教育,它的灵魂和核心就是培养学生的数学思维能力.因此,如何通过教学培养和提高学生的数学思维能力,是每一位数学教师必须认真思考的问题.笔者认为数学思维教学中应当鼓励学生提出不同看法,并引导学生积极思考和自我鉴别.对数学思维的教学要以全新的理念、新的框架结构、内容体系和教学方式来实施.本文仅通过一个数学问题的设计与教学,粗略谈谈PDCA循环理论在数学思维教学中的应用.

一、计划阶段,制订探究计划

例:已知x,y≥0且x+y=1,求x2+y2的取值范围?

首先设置两个问题情境,形成初步探究方案.

①对于x+y=1能联系到哪些相关的知识呢?

②对于x2+y2应该怎么与x+y=1衔接呢?

二、执行阶段,按计划实施探究

通过思考,首先有学生给出了下面的解法:

解:由x+y=1得y=1-x,则x2+y2= x2+(1-x)2=2x2-2x+1=2x-122+12.

由于x∈[0,1],根据二次函数的图像与性质知:

当x=12时,x2+y2取最小值12;当x=0或1时,x2+y2取最大值1.

对于二元或多元函数的最值问题,往往是通过变量替换转化为一元函数来解决,这是一种基本的数学思想方法,很多同学都采取了这种一般的解法.

三、检查阶段,勘探问题

诗曰:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目,只缘身在此山中.”因此,要促进学生主动调整自己的思维,换个角度看问题,提出不同的看法.看能否有更加简单易行的解题办法.通过讨论思考学生给出如下解法:

1.利用三角换元的思想

解 由于x+y=1,x,y≥0,则可设 x=cos2θ,y=sin2θ,其中θ∈0,π2,则x2+y2= cos4θ+sin4θ=(cos2θ+sin2θ)2-2 cos2θsin2θ =1-12(2sinθcosθ)2=1-12sin22θ=1-12×1-cos4θ2=34+14cos4θ.

于是,当cos4θ=-1时,x2+y2取最小值12; 当cos4θ=1时,x2+y2取最大值1.

2.运用基本不等式

解 由于x、y≥0且x+y=1,则 xy≤(x+y)24=14,从而0≤xy≤14.于是,x2+y2=(x+y)2-2xy=1-2xy.所以,当xy=0时,x2+y2取最大值1;当xy=14时,x2+y2取最小值12.

3.利用解析几何的思想

解 设d=x2+y2,则d为动点C(x,y)到原点(0,0)的距离,于是只需求线段x+y=1

x≥0

y≥0上的点到原点的最大和最小距离就可.

当点C与A或B重合时,dmax=1,则(x2+y2)max=1;

当OC⊥AB时,dmin=22,则(x2+y2)min=12.

思想出智慧,智慧生妙解,妙解令人陶醉.经过对问题的勘探,学生把此题做得美轮美奂.他们都沉浸在成功的喜悦之中,课堂氛围推向高潮,极大地提高了学生的数学思维能力.

四、处理阶段,引领螺旋式探究

《西游记》中孙悟空神通广大,能八九七十二变.好的数学题也会有一些“变式”.学生掌握了解决此问题的方法,接下来把问题上升高度抛出新的问题.

已知x,y≥0,且x+y=1,求x3+y3的最值?x4+y4呢?

依据前面的解题方法,学生顺利地解决了此问题.笔者又一次设疑这个问题是否能推广到一般的情况呢?以便引领螺旋式探究,于是把问题改编为如下:

若x,y≥0且x+y=1,能求得12n-1≤xn+yn≤1的结论吗?

这个问题由于学生所学知识的欠缺没能证明出来,但是我们可以进入下一个循环解决.至此整个问题经过了一个完整的PDCA循环.这是一个由特殊性逐步一般化的思维过程,加强了学生思维能力的培养.

PDCA循环理论的四个阶段不是一蹴而就,有其周而复始及螺旋式上升的特点.它强调了学生在探究过程中的思维建构过程,指明了学生思维建构的层次性,为数学课堂思维教学提供了新的视角.

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