沈俊
[摘? 要] 無論是數(shù)學(xué)教學(xué)還是復(fù)習(xí)迎考,習(xí)題講評(píng)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中都處于十分重要的位置,它是知識(shí)技能的綜合,它是知識(shí)水平的升華,它是解題能力的體現(xiàn),它是思維能力的展現(xiàn). 文章詳細(xì)記述了多個(gè)例題的解析過程,教師從思維過程的暴露、多元表征的重視、解題方法的歸納等三個(gè)方面入手,發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì).
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);習(xí)題講評(píng);思維品質(zhì);提升
習(xí)題講評(píng)是高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的重要組成部分,習(xí)題的有效講評(píng)成為教育工作的重心,可以充分激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性,有助于學(xué)生思維能力的提升.基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué),不僅是模仿和記憶,更需要的是思維和感悟,數(shù)學(xué)思維能力作為核心素養(yǎng)中首屈一指的素養(yǎng),是數(shù)學(xué)教學(xué)的本源需要,是問題解決的需要. 因此,在習(xí)題講評(píng)時(shí)教師需將思維的提升置于首位.那么如何解決這一難題呢?筆者通過本文進(jìn)行了方法的探究和思考.
暴露思維突破思維障礙
在數(shù)學(xué)習(xí)題講評(píng)中,教師需強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體意識(shí),同時(shí)發(fā)展學(xué)生的探究精神,讓學(xué)生充分暴露自身原有的思維過程,這樣一來,對(duì)于思維障礙的突破會(huì)起到出其不意的效果.當(dāng)然,習(xí)題講評(píng)中思維暴露的方法多種多樣,如可以通過診斷性題目的講解,或是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)典型錯(cuò)誤的討論,讓學(xué)生在表達(dá)和探討中充分暴露思維過程,達(dá)到突破思維障礙的目的,也在一定程度上可以有效防止消極思維定式的形成.
例1:已知二次函數(shù)f(x)=ax2-4x+c的值域?yàn)閇0,+∞),那么+的最小值為________.
這是一道得分率較高的填空題,全班做錯(cuò)的學(xué)生寥寥無幾,在試卷講評(píng)的過程中,筆者請(qǐng)學(xué)生講解一下自己的解題思路,而結(jié)果卻出乎意料,盡管學(xué)生都可以解出正確答案,而解題思路卻是漏洞百出.以下為一名學(xué)生的解題過程:
因?yàn)槎魏瘮?shù)f(x)=ax2-4x+c的值域?yàn)閇0,+∞),則有f(x)≥0,所以Δ=16-4ac≤0,則ac≥4.
所以+≥+=+=.
因?yàn)閍c≥4,所以a2+c2≥2ac≥8,a+c≥2≥4,所以≥=,故最小值為.
通過學(xué)生解題過程的展示,可以發(fā)現(xiàn)以下兩處錯(cuò)誤:
(1)f(x)的值域?yàn)閇0,+∞),有Δ=16-4ac≤0. 此處不難看出,這是典型的思維定式下給出的解答,當(dāng)學(xué)生看到f(x)≥0就想當(dāng)然地認(rèn)為需遵循f(x)≥0恒成立,從而運(yùn)用“二次不等式恒成立”這一知識(shí)點(diǎn)來解答,致使這樣的錯(cuò)誤出現(xiàn).當(dāng)將此錯(cuò)誤指出的時(shí)候,該學(xué)生滿是驚訝,想必已經(jīng)被此思維定式造成的錯(cuò)誤困擾多時(shí).本題中f(x)的值域?yàn)閇0,+∞),則可以轉(zhuǎn)化為f(x)的最小值=0,即ac=4.
(2)從ac≥4,a2+c2≥8,a+c≥4,可得≥,此處是源于不等式性質(zhì)的應(yīng)用錯(cuò)誤導(dǎo)致的.而很明顯,這一錯(cuò)誤的根源在于學(xué)生在解答到這一步的時(shí)候突然找不到突破口,于是乎就將數(shù)字直接代入,反正填空題也僅僅是呈現(xiàn)結(jié)果而已,對(duì)過程并無要求.
還有其他錯(cuò)誤嗎?從其他學(xué)生的答案中才知道,還有一些學(xué)生得出ac=4之后,居然將a=c=2直接代入并求出結(jié)果,問及這樣解答的原因時(shí),學(xué)生都不知所措.
以下為本題的正確解題過程:
因?yàn)閒(x)=ax2-4x+c的值域?yàn)閇0,+∞),所以a>0,所以=0,即ac=4. 所以+=+==-.
因?yàn)閍c=4,a>0,所以c>0,a+c≥2≥4,從函數(shù)y=-在[4,+∞)上單調(diào)遞增,可得-≥,故最小值為.
教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師在進(jìn)行習(xí)題講評(píng)時(shí),會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生去講解和點(diǎn)評(píng),在暢談思路中將其真實(shí)思維過程盡數(shù)展示,從而便于思維障礙的有效突破.而很明顯,以上案例中也正是通過思維過程的暴露,才最大限度地將學(xué)生的隱形錯(cuò)誤挖掘出來,消除了思維障礙的延續(xù).
多元表征優(yōu)化動(dòng)態(tài)思維
在解題教學(xué)中,若解題思路僅僅局限于單一型的思維模式,便無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力. 多元表征對(duì)學(xué)生解題思路的形成具有極其重要的影響,它是學(xué)生解決問題的基石,也是解決問題中的信息儲(chǔ)存與加工的有效表現(xiàn). 多元表征可以有效拉長(zhǎng)學(xué)生解決問題的思維長(zhǎng)度,可以激活學(xué)生已有的知識(shí)體系,形成多種解題思路. 因此,在解題教學(xué)中,教師應(yīng)充分誘發(fā)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和聯(lián)想,從而尋求多種途徑解決同一問題的思路,并通過比較和歸納最終提煉出最優(yōu)解法,發(fā)散學(xué)生的思維,優(yōu)化學(xué)生的解題思路.
例2:設(shè)x,y∈R,證明:+>.
方法1:變形原不等式. 可以先將不等式左邊視為動(dòng)點(diǎn)P(x,y)與定點(diǎn)A(8,3),B(2,-5)的距離和,而后去求AB的距離,再根據(jù)“三角形的三邊關(guān)系”即可得證.
方法2:溝通方法1,不難聯(lián)想到橢圓的定義,設(shè)橢圓的半長(zhǎng)軸為a,且A,B為兩焦點(diǎn),令+=2a,而2c=10,但有2a>2c,從而必定大于,得證.
方法3:聯(lián)想“向量模的形式”,則可以想到用向量不等式進(jìn)行求證. 令a=(x-8,y-3),b=(x-2,y+5),則有a+b>a-b=10>,得證.
本案例中,引領(lǐng)學(xué)生去觀察、去思考、去聯(lián)想,從而在全方位和深層次的思考中,打開了學(xué)生的思路,在最廣闊的解題范圍內(nèi)應(yīng)用幾何不等式、橢圓和向量的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解題. 通過以上三種不同的解題方法,充分展現(xiàn)了多變的解題思路,更具體呈現(xiàn)了數(shù)學(xué)思維的靈活性.讓學(xué)生在思考的過程中,在對(duì)問題的辨析中,在不同解法的不斷轉(zhuǎn)換中,增強(qiáng)了思維的參與程度,提高了解題能力,使思維品質(zhì)得到有效培養(yǎng).
方法歸納提升思維品質(zhì)
高中時(shí)期學(xué)生的學(xué)習(xí)科目眾多,學(xué)生獲取知識(shí)的途徑較為單一,題海戰(zhàn)術(shù)是高中教師實(shí)施解題教學(xué)的“慣用伎倆”,而在這個(gè)過程中,學(xué)生僅僅是圍繞教師思維打轉(zhuǎn),無法形成自己的數(shù)學(xué)思考,甚至于不少學(xué)生會(huì)陷入一個(gè)誤區(qū),認(rèn)定教師的解題思路就是最優(yōu)方法,學(xué)生數(shù)學(xué)思考能力缺失. 因此,這就要求廣大數(shù)學(xué)教師在學(xué)生的解題過程中,不僅僅是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)解題,還需引導(dǎo)學(xué)生去感悟和提煉解題過程中隱含的數(shù)學(xué)思想方法,學(xué)會(huì)去歸納、總結(jié)和提煉,讓學(xué)生在習(xí)得數(shù)學(xué)知識(shí)技能的同時(shí),獲得數(shù)學(xué)思想方法,從而使學(xué)生能力的提升水到渠成.
例3:已知方程2sin2x-cosx-a=0有實(shí)根,試求出參數(shù)a的取值范圍.
思路探究:學(xué)生經(jīng)過思考,不少學(xué)生令t=cosx,從而將原方程轉(zhuǎn)化為2t2+t+a-2=0,且t∈[-1,1],則可以將原題轉(zhuǎn)化為方程2t2+t+a-2=0在[-1,1]內(nèi)至少有一個(gè)實(shí)根,試求出a的取值范圍.
解法1:從t=,可得-1≤≤1或-1≤≤1,可得-1≤a≤.
此解法的關(guān)鍵在于三角方程向代數(shù)方程的轉(zhuǎn)化.利用方程的根與范圍,改造不等式,結(jié)合解不等式,終于獲得突破,從而彰顯了轉(zhuǎn)化思想.而后,筆者適時(shí)追問:“還有其他解法嗎?”學(xué)生躍躍欲試,最后達(dá)成共識(shí),將原方程轉(zhuǎn)換為函數(shù),并在自主探究中形成了多種解法的精彩場(chǎng)面.
解法2:將原題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題:求函數(shù)a=-2t2-t+2,t∈[-1,1]的值域,經(jīng)過思考不難得出結(jié)果-1≤a≤.
該思路借助分離參數(shù)轉(zhuǎn)化原題為求函數(shù)值域問題,很快奏效,進(jìn)一步明確了方程與函數(shù)的關(guān)系.
解法3:將原題轉(zhuǎn)化為:直線y=a與拋物線y=-2t2-t+2,t∈[-1,1]相交,試求出a的取值范圍. 利用數(shù)形結(jié)合,又獲得一解,得出結(jié)果-1≤a≤.
解法4:設(shè)將原題轉(zhuǎn)化為:函數(shù)f(x)=2x2+x+a-2在[-1,1]內(nèi)與x軸有交點(diǎn),試求出a的取值范圍. 結(jié)合函數(shù)圖像,得出f(x)min≤0,f(1)≥0,解得-1≤a≤.
“數(shù)”上構(gòu)“形”,讓知識(shí)具體化和形象化,解決“數(shù)”的問題. 數(shù)形結(jié)合思想有效結(jié)合數(shù)學(xué)問題中的數(shù)量關(guān)系與幾何圖形,使“數(shù)”與“形”各展其長(zhǎng),架起邏輯思維和形象思維之間的橋梁,從而順利、有效地解決問題.
此案例中借助一題多解,引領(lǐng)學(xué)生多方位、多角度進(jìn)行思維活動(dòng),潛移默化中實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)思想方法的靈活運(yùn)用,從而有效提高了學(xué)生的思維品質(zhì).
總之,數(shù)學(xué)是培養(yǎng)思維的科學(xué),學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、廣闊性、深刻性等都需通過分析和解決問題表現(xiàn)出來. 當(dāng)然,在習(xí)題講評(píng)中培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)不是一蹴而就的,只有讓數(shù)學(xué)思維始終浸潤(rùn)在習(xí)題講評(píng)過程中,學(xué)生才能充分體會(huì)到數(shù)學(xué)本質(zhì),才能感覺到數(shù)學(xué)是富有魅力的,才能促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考,從而達(dá)到真正提升學(xué)生思維水平的目的.