《等差数列前n项和公式》教学设计教学文案
张悬好听的歌-忧伤倒数
精品文档
《等差数列的前n项和》教学设计
一、设计理念
让学生
在具体的问题情境中经历知识的形成和发展,让学生利用自己的原有认知结
构中相关的知识与经验,自主
地在教师的引导下促进对新知识的建构,因为建构主义学
习理论认为,学习是学生积极主动地建构知识的
过程.在教学过程中,根据教学内容,
从介绍高斯的算法开始,探究这种方法如何推广到一般等差数列的
前n项和的求法.通
过设计一些从简单到复杂,从特殊到一般的问题,层层铺垫,组织和启发学生获得公
式
的推导思路,并且充分引导学生展开自主、合作、探究学习,通过生生互动和师生互动
等形式
,让学生在问题解决中学会思考、学会学习.同时根据我校的特点,为了促进成
绩优秀学生的发展,还设
计了选做题和探索题,进一步培养优秀生用函数观点分析、解
决问题的能力,达到了分层教学的目的.
二、背景分析
本节课教学内容是高中课程标准实验教科书必修5(北师大)中第二章的第三节
内
容.本节课主要研究如何应用倒序相加法求等差数列的前n项和以及该求和公式的应
用.等差
数列在现实生活中比较常见,因此等差数列求和就成为我们在实际生活中经常
遇到的一类问题.同时,求
数列前n项和也是数列研究的基本问题,通过对公式推导,
可以让学生进一步掌握从特殊到一般的研究问
题方法.
三、学情分析
1、学生已掌握的理论知识角度:学生已经学习了等差数列的定义及
通项公式,掌
握了等差数列的基本性质,有了一定的知识准备。
2、学生了解数列求和历史角
度:大部分学生对高斯算法有比较清晰的认识,并且
知道此算法原理,但在高斯算法中数列1,2,3,
……,100只是一个特殊的等差数列,
对于一般的等差数列的求和方法和公式学生还是一无所知。 <
br>3、学生的认知规律角度:本节课采取了循序渐进、层层深入的教学方式,以问题
解答的形式,通
过探索、讨论、分析、归纳而获得知识,为学生积极思考、自主探究搭
精品文档
精品文档
建了理想的平台,让学生去感悟倒序相加法的和谐对称以及使用范围。
四、教学目标
1、类比高斯算法,探求等差数列前
n
项和公式,理解公式的推导方法;
2、能较熟练地应用等差数列前
n
项和公式解决相关问题;
3、经历公式的
推导过程,体会层层深入的探索方式,体验从特殊到一般、具体到抽象的
研究方法,学会观察、归纳、反
思与逻辑推理的能力;
4、通过生动具体的现实问题,激发学生探究的兴趣和欲望,树立学生求真的勇
气和自信
心,增强学生学好数学的心理体验,产生热爱数学的情感,体验在学习中获得成功;
五、教学重点与难点
1、教学重点:等差数列前
n
项和公式的推导和应用
2、教学难点:公式推导的思路
3、重难点解决的方法策略:本课在设计上采用了从特殊到一
般、从具体到抽象的教学策
略。利用分类讨论、类比归纳的思想,层层深入。通过学生自主探究,分析、
整理出推
导公式的不同思路,同时,借助多媒体的直观演示,帮助学生理解,通过教师的点拨引
导、师生互动、讲练结合,突出重点、突破难点。
六、教学过程设计
(一)创设情景,提出问题
欣赏图片——泰姬陵:泰姬陵坐落于印度古都阿格,是17世纪莫
卧儿帝国皇帝沙杰罕为
纪念其爱妃所建。它宏伟壮观,纯白大理石砌建而成的主体建筑叫人心醉神迷,成
为世
界七大奇迹之一。陵寝以宝石镶嵌,图案之细致令人叫绝。传说陵寝中有一个三角形图
案,
以相同大小的圆宝石镶饰而成,共有100层,奢靡之程度,可见一斑。
问题1:你能计算出这个图案一共花了多少颗宝石吗?
教师活动:利用多媒体,展示泰姬陵的
图片,并截取出三角形宝石图案,引导学生观察
宝石数目变化情况。
学生活动:欣赏之余观察三角形中宝石变化情况并尝试解决问题1.
精品文档
精品文档
活动预设:
(1)能得到的信息:从上到下,宝石数目以1为公差依次递增,构成等差数列。
(2)需要解决的问题:100层中究竟共有多少颗宝石?
【设计意图】(1)教师先用多媒
体展示彩图呈现的问题,使学生进入问题情境,激发学
生的兴趣,并使学生体会数学来源于生产生活。
(2)以问题的提出作为引入方式,使学生带着问题学习新课,更有目的性。
(二)探究等差数列前n项和公式
教师活动:指出此数列的求和方法在1787年已被高斯解决,让学生讲高斯故事。
学生活动
:学生根据课前的搜集简介高斯“神速求和”的故事:小高斯上小学四年级时,
一次数学老师布置了一道
数学习题:把从1到100的自然数加起来,和是多少?年仅10
岁的小高斯略一思索就得到答案:50
50,这使老师非常吃惊。
问题1:高斯是采用了什么方法来巧妙地计算出答案的呢?
教师活动:指导学生快速找出规律。
学生活动:高斯算法解决:1 + 2 + 3 + …
+ 50 + 51 + … + 98 + 99 + 100=?
活动预设:高斯算法:1+100=101,2+99=101,……,50+51=101,
所以原式=50×(1+101)=5050
问题2:在高斯算法中实际上利用了等差数列通项的哪种性质?
教师活动:引导学生思考高斯算法的技巧性及理论依据。
学生活动:利用高斯算法计算答案,
并指出算法的技巧性以及高斯算法隐藏的等差数列
项的何种性质。
活动预设:构造数列:a
1
1,a
2
2,La
99
99,a
1
00
100
,则有性质:
等差数列
{a
n
}
中
,若
mnpq
,则
a
m
a
n
a
p
a
q
。
【设计意图】高斯算法首尾组合的思想揭示了等差数列“角标和
相等,对应的项和相等”
的特征,为等差数列前
n
项和公式的推导的“倒序相加法”做
好铺垫,开启了更深入、
更细致的研究大门。
精品文档
精品文档
问题3:你能否利用高斯算法解决一般等差数列的求和问题?
方法:倒序相加法
(借助几何图形之直观性,把这个“全等三角形”倒置,与原图补成
平行四边形,由此引入倒序相加法)
教师活动::
S
n
a
1
a
2
a<
br>3
La
n2
a
n1
a
n
Sn
a
n
a
n1
a
n2
La3
a
2
a
1
2S
n
(a1
a
n
)(a
2
a
n1
)(a3
a
n2
)L(a
n2
a
3
)
(a
n1
a
2
)(a
n
a
1
)<
br>由性质“若
mnpq
,则
a
m
a
n
a
p
a
q
”可得:
2S
n
n(a
1
a
n
)S
n
n(a
1
a
n
)
(等差数列前
n
项和公式)
2
【设计意图】(1)
数学问题的解决讲究最优化原则,因此引导让学生体会到数学方法的
多样性,但需要寻求高效率的方法;
(2)倒序相加求和法是数列求和常用方法之一,方法比公式本身更为重要,也为以后数
列求和
的学习做好铺垫;
(三)公式理解和深化
公式一、
S
n
n
(a
1
a
n
)
2
问题1:此公式中有哪些变量,已知哪些量可求另外量?
教师活动:引导学生找出变量
学生活动:观察公式,找出变量。
活动预设:此公式
中,共有四个变量:
S
n
,n,a
1
,a
n
,可知
三求一。
【设计意图】让学生从变量上理解公式,从形式上初步了解如何由已知探求未知,在头
脑中初步建构公式的适用情况。
问题2:此公式还可进行怎样的变形?
教师活动:引导学生从
a
n
下手对公式进行变形,投影学生的变形过程。
学生活动:尝试对公式进行变形。
精品文档
精品文档
活
动预设:公式二、
S
n
na
1
n(n1)
d
2
【设计意图】(1)让学生学会在旧知与新知之间搭建桥梁,运用旧知巩固新知,
利用旧
知得出新知;
(2)体会知识之间的整体性和关联性,感受运用旧知推导新知的成功和喜悦。
问题3:观察、对比公式一、二,你能得出什么结论有利于你解题时对公式进行筛选?
教师活动:引导学生从两个公式中的变量进行总结。
学生活动:总结出两公式的区别及适用情况。
活动预设:(1)在两个公式,五个变量中:<
br>a
1
,n,d,a
n
,S
n
,可知三求二
(2)若已知
a
n
,优先选用公式一,若已知
d
,优先选用公式二。
【设计意图】通过两公式的对比研究,可进一步加深学生对公式的记忆,公式一、二的
区别可提
高学生的做题速度和质量,再一次体现了数学的简洁美和精准性。
(四)公式应用、反馈评价
课堂练习之“争分夺秒”:
例1、在等差数列中:
(1)已
知a
1
14.5,d0.7,a
n
32,求S
n
;<
br> (2)已知d3,a
n
20,S
n
65,求a
1和n;
五个元素 a
1
, a
n
, n, d, S
n
,知 三 求 二
你能自己构造一个类似的题目并自己解决吗?
变式训练:
(1)a
1
20,a
n
54,s
n
999,求d,n
例2.等差数列-10,-6, -2,2,…前多少项和是54?
解:∵a
1
=-10,d=-6-(-10)=4
∴-10n+[n(n-1) /2] ×4=54
解得n=9,n=-3(舍)
∴前9项的和是54
变式训练:求等差数列13,15,17,…81的各项和
精品文档
精品文档
例3已知一个等差数列的前10项的和是310
,前20项的和是1220,由此可以确定求其
前n项和的公式吗?
QS
n
na
1
10a
n(n1)
d
2
又S
10
310,S
20
1220
a
1
4
d6
1
45d310
20a
1
190d1220
n(n1)
63n
2
nS4n
n
2
教师活动:
分析解决问题,组织学生交流、讨论,再进行公式的应用。
【设计意图】透过此题,培养学生 熟练地选取恰当的公式进行求解。
六、布置作业
1.课本P
46
习题2.3,第1题(1)(3)
七、板书设计
一、等差数列前n项和:
3.3等差数列前n项和
S
n
a
1
a
2
La
n
二、公式的推导
方法:倒序相加法
三、深化公式
公式1、
公式2、
变形:
(主板书)
四、课堂练习
(副板书)
(辅助性板书)
八、教学反思
“等差数列前n项和”的推导不只一种方法,本节课是通过介绍高斯
的算法,探究
这种方法如何推广到一般等差数列的求和.该方法反映了等差数列的本质,可以进一步促进学生对等差数列性质的理解,而且该推导过程体现了人类研究、解决问题的一般思
路.本节课教
学过程的难点在于如何获得推导公式的“倒序相加法”这一思路.为了突
精品文档
精品文档
破这一难点,在教学中采用了以问题驱动的教学方法,设计的三个问
题体现了分析、解
决问题的一般思路,即从特殊问题的解决中提炼方法,再试图运用这一方法解决一般问
题.在教学过程中,通过教师的层层引导、学生的合作学习与自主探究,尤其是借助图
形的直观
性,学生“倒序相加法”思路的获得就水到渠成了.
精品文档