人教A版模块5第三章《不等式》教材分析

人教A版模块5第三章不等式教材分析课程目标：不等关系与相等关系都是客观事物的基本数量关系，是数学研究的重要内容。建立不等观念、处理不等关系与处理等量问题是同样重要的。在本模块中，学生将通过具体情境，感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系，理解不等式（组）对于刻画不等关系的意义和价值；掌握求解一元二次不等式的基本方法，并能解决一些实际问题；能用二元一次不等式组表示平面区域，并尝试解决一些简单的二元线性规划问题；认识基本不等式及其简单应用；体会不等式、方程及函数之间的联系。一、 知识结构不等关系与不等式一元二次不等式及其解法二元一次不等式（组）与平面区域基本不等式简单的线性规划问题最大（小）值问题大纲教材中，一元二次不等式安排在集合之后、简易逻辑之前，作为初中一元一次不等式的自然延伸和新高一的起步内容之一，而课标教材把一元二次不等式安排在模块5，根据浙江省高中新课程实施意见，应在高二（上）学习；二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题从大纲教材解析几何部分的一个单元移到模块5；删除一元高次、分式不等式，把绝对值不等式移到选修45，把不等式证明也移到12（文）、22（理）、选修45。二、 教学要求立足基础、螺旋上升，促进主动学习、激励自主发展1 基本要求（1） 了解不等式（组）的实际背景。（2） 理解不等式（组）对于刻画不等关系的意义和价值。（3） 会用不等式（组）表示实际问题中的不等关系，能用不等式（组）研究含有不等关系的实际问题。（4） 了解不等式一些基本的性质。（5） 了解从实际情境中抽象出一元二次不等式模型的过程，理解一元二次不等式的概念。（6） 理解并掌握一元二次不等式、二次函数及一元二次方程之间的关系。（7） 理解并掌握解一元二次不等式的过程。（8） 会求一元二次不等式的解集。（9） 掌握求解一元二次不等式的程序框图及隐含的算法思想。（10） 了解从实际情境中抽象出二元一次不等式（组）模型的过程。（11） 理解二元一次不等式（组）及其解集的概念。（12） 了解二元一次不等式的几何意义，理解（区域）边界的概念及其实、虚线的含义。（13） 会用二元一次不等式（组）表示平面区域。（14） 了解线性约束条件、目标函数、线性目标函数、线性规划、可行域、可行解、最优解的概念。（15） 掌握简单的二元线性规划问题的解法。（16） 了解基本不等式的代数、几何背景及其证明过程。（17） 理解算术平均数、几何平均数的概念。（18） 会用基本不等式解决简单的最大（小）值问题。（19） 通过基本不等式的实际应用，感受数学的应用价值。2 发展要求（1） 理解并掌握不等式的基本性质。（2） 体会不等式的基本性质在不等式证明中所起的作用。（3） 一元二次不等式解法及应用。（4） 能把一些简单的实际问题转化成二元线性规划问题并加以解决。（5） 掌握基本不等式应用及其使用的条件。三、 课标教材特点分析1 教学内容通过前后移动、左右拆分等动作试图把体现和刻画不等关系的意义、价值、方法和思想的有关内容进行了一次整编，使得内容上 “形式的大拼盘”在不等关系和不等思想这个层次上得到“实质性的统一”。从多角度（实际背景、几何意义、代数算理、不等思想等）体现课程标准基础性、发展性、应用性和思想性的要求。2 教学要求（1）在解不等式方面，课标教材有二个特点：基本要求进一步降低、重视直观合情推理。在大纲教材删除指、对数不等式和根式不等式之后又删除了一元高次不等式、分式不等式，绝对值不等式移到选修45（选修IB之一，供浙江新课程高考一类考生选择）；在课标教材的例题中，解一元二次不等式前都是先研究相应的一元二次方程的根、二次函数的图象，这是大纲教材所不及的。（2）在不等式证明方面采取分步到位、螺旋上升的策略，但现阶段浙江省高考对不等式证明的要求是降低的。虽然在选修12（文）、22（理）的推理与证明中提出用综合法与分析法是选修IA之一，作为浙江高考要求；但选修45中不等式选讲中不等式证明的常用方法（比较法、综合法、分析法和数学归纳法）及柯西（三角不等式）、排序、均值不等式及其应用，还介绍了贝努利不等式，这些内容是选修IB，供浙江新课程高考一类考生选择。另外，基本不等式只要求了解其代数、几何背景及证明过程，应用上只要求用于求简单的最值问题。3 教学意义数学是思维的体操，不等式作为大纲教材的一个重点和难点，在培养学生演绎推理能力方面起到重要作用，但大纲教材在推理的技巧性和严密性上多层次人为的过度强调，在演绎推理难度上不断提升，往往使得学生成为思维的机器，而不是思维的主人。课标教材强调合情推理和演绎推理并重，强调不等式的背景和实际应用，把不等式作为刻画现实世界中不等关系的数学工具，作为描述优化问题的一种数学模型，而不是从数学到数学的纯理论，使思维成为自然的可能，将使学生成为思维的主人。四、 课时分配（16课时）基本满足、拓展较紧31不等关系与不等式2课时32一元二次不等式及其解法3课时小结1课时331二元一次不等式（组）与平面区域2课时332简单的线性规划问题3课时小结1课时34基本不等式：3课时小结1课时五、 教学建议强调概念本质和实际背景，淡化大量人为的繁琐训练；强调学生体验知识的形成过程，淡化一些技巧性的要求；强调利用图象的直观性和合情推理，淡化纯演绎推理。3.1不等关系与不等式这一节让学生从大文化和实际背景认识不等关系的普遍性，如章头图及其说明诗：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”（这首苏东坡的题西林壁的后二句大家更熟悉：不识庐山真面目，只缘身在此山中）；具体要求也和原教材有很大的不同，原教材作为研究不等式的理论基础，先结出实数大小比较的基本原理，再归结出五大定理和几个推论，部分还结出了证明。而课标教材也先结出实数大小比较的基本原理，但把五大定理和几个推论整理为不等式的八大性质，并只作一些简要的说明，并强调这些关于不等式的事实和性质是解决不等式问题的依据，所以在教学中，我们不必在这些性质的证明中化过多的时间，而应该着眼于通过实际背景、几何意义、具体例子来说明这些性质的合理性，对一些不等式的推断作一些分析验证；在此过程中更要重视学生的参与，师生在实际背景、几何意义、具体例子的共同作用下接受合情推理及其结论，尽可能减少学习过程中被迫无奈的成分（包括教师作为成人已具有的，而学生未具备的文化背景和经验）。另外，我个人认为引入不等关系和性质的实际背景、具体例子和性质本身都可以根据实际情况（当地学生情况和我省模块14523的现实）作一些必要的调整，如问题1的内容（点到平面的距离）、章头图的形式（人教A版用熔岩峰岭图、上海教材用城市道路和高楼图）、八条性质的设置（如减对称性，增倒数性质）。3.2一元二次不等式及其解法在大纲教材中，集合和逻辑联结词之后简易逻辑和函数之前安排了借助二次函数解决二次不等式有关问题，究其用意，一是让使学生进一步完善二次函数这一中学里最重要的函数的认识结构，并在理解抽象的函数概念时有一个具体的函数模型；二是巩固有关集合的基本概念；三是巩固并熟悉使用“或”、“且”二个逻辑联结词，并为学习“简易逻辑”打好基础；四是为下一章研究某些函数的定义域、值域、单调性作准备。课标教材为了防止师生在学习集合和函数概念时，借助二次不等式对函数的定义域、值域、单调性等细小问题进行大量繁琐的所谓重点训练，而忽视对函数概念的本质的理解、忽视对函数性质的讨论、忽视函数的实际应用，故课标教材采取了釜底抽薪的方法，把二次不等式放到必修5。但已经参与实验的教师中，特别是在一些多次使用传统教材的教师中，有许多人对此提出质疑，我认为这主要是受使用大纲教材（把二次不等式放在集合与函数之间）的经验和习惯性的影响。对此，我有二个建议：部分现阶段一时难以适应的老教师，在尽可能实现课标教材设计意图的情况下可以暂时沿用以往的办法来处理；学生数学基本能力和思想（主要是本节内容学习过程中的蕴含的有关能力，如实际背景抽象出数学模型的能力、数形结合的能力、从直观到理性和从特殊到一般的认识能力）较好的班级也可以暂时沿用以往的办法来处理。但我们应努力改变这种情况。人教A版先通过一个上网费用问题引入一元二次不等式的概念，让学生了解从实际情境中抽象出一元二次不等式模型的过程，理解一元二次不等式的概念。然后借助具体二次函数的图象研究二次函数的零点和一元二次方程根的关系，并观察当一点P在二次函数图象上移动（即点P的横坐标x变化）时，其纵坐标y有什么变化？进而归纳出一般一元二次不等式的解法，最后让学生自主完成求解一般一元二次不等式的过程的程序框图。从实际背景到数学模型，从直观感受到理性认识，从特殊到一般，这种处理符合学生的认知规律，有助于学生认清知识的形成过程，加深对知识的理解，更重要的是在此过程中学生能有体验的感受，往往使学生领悟到数学的思想方法。故教学中要重体验淡模式、重应用淡技巧、重背景控难度。总之，要重视理解并掌握解一元二次不等式的过程，突出数形结合的思想，理解二次函数、方程、不等式的关系，达到求一元二次不等式的解集的基本要求即可，相关内容在选修45中将进一步讨论。3.3二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题不等关系在日常生活、现实生产、科学实验中大量存在，如上网时间费用、刹车距离与车速关系、资源利用、人力调配、生产安排等问题。不等式是用来刻画不等关系的优化工具，二元一次不等式（组）刻画区域的准确性和可活动性使之成为解决二元线性规划问题的有效工具。本节安排了线性规划及其实习作业内容，教学中要立足于实际问题是数学问题的源泉，解决实际问题是数学研究的主要目的之一；同时，由于浙江省先安排上模块5，后上模块2，故高一教学时应作适当调整，一种是把整节切割到直线方程之后，另一种是适当补充直线方程有关内容（如倾斜角、斜率等），我倾向选择后一种方案（主要基于二点理由：倾斜角、斜率比较直观，三角函数已学），主要理由是遵循教材设计意图（不等关系）；另外，多元条件极值是有一定难度的，教学中不应再过多展开，要让学生通过自主研究理解掌握基本解法即可，如可让学生自主探究完成二元一次不等式表示的平面区域（象探究一元二次不等式的解法一样，经历观察、尝试、思考等探究的过程）；最后，要帮助学生实现从实际问题中抽象出二元一次不等式（组），这是本节的难点。3.4基本不等式：首先，我们应明确，本节的重点是应用数形结合的思想理解基本不等式，从不同角度探索它的证明过程（证明意识的培养），难点是利用之求最大（小）值，一般不等式证明不是本节的重点和难点，选修12（文）、22（理）、45中将会继续研究；其次，基本不等式只限于二元；第三，教学中应突出用基本不等式解决简单问题，特别是实际问题（如周长、面积、造价等）的最大（小）值；第四，不要有意设置一些特殊问题去强调所谓“一正、二定、三相等”。