著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家、教育家Polya的名著《怎樣解題》中的“解題表”風(fēng)靡全球。該表從普遍性和常識(shí)性的角度出發(fā),把問題的解決過程分為四個(gè)步驟:弄清問題、擬定計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、回顧問題。作為中學(xué)教師,有必要在教學(xué)中讓學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)良好的解題習(xí)慣。好的解題習(xí)慣不僅有助于問題的解決,而且有利于良好思維品質(zhì)的培養(yǎng)。培養(yǎng)良好思維品質(zhì)的途徑應(yīng)該是多方面多角度,而在教學(xué)實(shí)踐中貫徹“解題表”中的四個(gè)步驟,不失為較為有效的方法。在四個(gè)步驟中,我們應(yīng)該重視“弄清問題”和“回顧問題”,“弄清問題”實(shí)際上指正確地審題,它往往決定了方法的優(yōu)劣;而“回顧問題”就意味著多方位地反思該問題,包括檢驗(yàn)問題、一題多解以及推廣問題,它決定了解題的準(zhǔn)確性。
(一) 審題與再審題
正確的審題應(yīng)該由審題與再審題兩部分組成,培養(yǎng)學(xué)生的審題能力更應(yīng)該讓學(xué)生養(yǎng)成“再審題”的解題習(xí)慣。學(xué)生解題時(shí)往往粗枝大葉地看一下條件、結(jié)論,然后憑直覺按某一思路做下去,這樣的結(jié)果不是舍近求遠(yuǎn),就是誤入歧途。GPolya強(qiáng)調(diào):“回答一個(gè)你尚未弄清的問題是愚蠢的?!比魧W(xué)生有“再審題”的習(xí)慣,當(dāng)解題受阻時(shí),再回頭仔細(xì)觀察分析題目中條件與結(jié)論的內(nèi)在聯(lián)系,從中得到新的啟發(fā)與聯(lián)想,就不難解決問題了。
1.1 在審題與再審題中挖掘隱含條件
所謂隱含條件,是指題目中含而未露、不易察覺的固有條件。解題時(shí),若忽視對(duì)隱含條件的挖掘,很容易使求解過程陷入困境,或是得到錯(cuò)誤的結(jié)論。
分析:按常規(guī)思維展開組合式是無法求解的。若能從原始式子中發(fā)現(xiàn)組合數(shù)存在的意義,即0?蕎22-n?蕎2n,0?蕎5n-25?蕎2n,(n?綴N),則不難得出n=8,代入原方程可求出x=15或x=2。
1.2 在審題與再審題中確定解題方向
例2在△ABC中,|BC|=8,AB,AC邊上的中線分別為CD,BE,已知|CD|+|BE|=15,求△ABC的重心G的軌跡方程,并說明軌跡表示的圖形。
分析:以BC為x軸、BC的中垂線為y軸建立直角坐標(biāo)系后,設(shè)G(x,y),由C(4,0),B(-4,0),重心G分別為CD和BE的定比分點(diǎn),得:
然后由|CD|+|BE|=15,將D,E的坐標(biāo)代入,但化簡的過程非常復(fù)雜,讓人望而生畏。此時(shí),回頭再審題,發(fā)現(xiàn)條件為|CD|+|BE|=15,結(jié)論為求點(diǎn)G的軌跡,能否把條件與結(jié)論掛上鉤呢?
那么點(diǎn)G到B,C兩定點(diǎn)的距離和為定值10,所以點(diǎn)G的軌跡是以B,C為焦點(diǎn)的一個(gè)橢圓,2a=10,5=5;2c=8,c=4,∴b=3因此點(diǎn)G的軌跡方程為:
表示的曲線是以為(-4,0),(4,0)焦點(diǎn),長軸長為10,并去掉與x軸的交點(diǎn)的橢圓。
評(píng)注:審題與再審題在此題中的體現(xiàn)是對(duì)條件“|CD|+|BE|=15”的觀察角度及其處理方法,一開始僅僅把它作為一個(gè)等量關(guān)系來對(duì)待,容易入手但難以走到頭;再次審題時(shí)把它作為一個(gè)方程來對(duì)待,迎刃而解。解題中要對(duì)關(guān)鍵的條件再三推敲,以期找到解題的方向。
1.3 在審題與再審題中促使知識(shí)正遷
解題的過程實(shí)際上是一個(gè)知識(shí)的不斷遷移過程,知識(shí)的遷移若是正向的,就能有助于問題的解決。在解題中,正確的審題與再審題,有助于知識(shí)的正遷移。
評(píng)注:兩種思路,前者從條件直接出發(fā),通過代數(shù)運(yùn)算得出結(jié)果;后者從幾何角度重新審視條件,雖然解題步驟相當(dāng),但審題角度完全不同。值得注意的是:代數(shù)問題幾何化、幾何問題代數(shù)化也是我們解決數(shù)學(xué)問題的重要思想方法,不同知識(shí)之間的這兩種方法的實(shí)施,很大程度上決定于“審題與再審題”。
(二) 反思與再反思
2.1 通過反思與再反思,檢驗(yàn)問題
這個(gè)結(jié)果正確嗎?
說明:此題是2002年蘇州高一的統(tǒng)考試卷上的一個(gè)題目,命題者與絕大多數(shù)的學(xué)生、老師在當(dāng)時(shí)均未意識(shí)到此題是一個(gè)錯(cuò)題。但現(xiàn)在想來,這個(gè)錯(cuò)誤應(yīng)該是不難發(fā)覺的。利用基本不等式求最值,等號(hào)的是否成立是關(guān)鍵,我們應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生這種檢驗(yàn)與反思的習(xí)慣。
2.2 通過反思與再反思,拓展問題
前蘇聯(lián)的教育家贊可夫說:“要以知識(shí)本身吸引學(xué)生學(xué)習(xí),使學(xué)生感到認(rèn)識(shí)新事物的樂趣,體驗(yàn)克服困難的喜悅?!苯逃睦韺W(xué)認(rèn)為:思維是從提出問題開始的。因此,當(dāng)一個(gè)問題得到解決時(shí),并為學(xué)生充分理解后,學(xué)生獲得的信息沒有什么不確定性,稱為飽和信息。此時(shí),教師應(yīng)抓住學(xué)生的思維轉(zhuǎn)折點(diǎn),將原問題進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)已知問題進(jìn)行一般化、特殊化或逆向思考,拓寬與引申問題,在熟悉的問題中,延伸出新問題,從而激活學(xué)生的思維。
通過這一組問題的補(bǔ)充,步步深入,從一般到特殊,使學(xué)生對(duì)這個(gè)特殊的函數(shù)有了充分認(rèn)識(shí)與理解。
反思,既是數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的沃土,數(shù)學(xué)教師只要細(xì)心耕耘這片沃土,就能產(chǎn)生四個(gè)“有助于”:一是有助于防止學(xué)生思考中的失誤,因?yàn)檫@種失誤是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的;二是有助于學(xué)生在數(shù)學(xué)思維中不受一解、一法、一式的限制,拓展思路,養(yǎng)成多向思維的習(xí)慣,培養(yǎng)思維的靈活性;三是有助于聯(lián)想,能把與此有關(guān)的知識(shí)、方法聯(lián)系起來,進(jìn)而擴(kuò)大和加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),起到舉一反三的作用;四是有助于發(fā)現(xiàn)新的方法和技巧,從已知發(fā)現(xiàn)未知的數(shù)學(xué)真理。
解題是中學(xué)數(shù)學(xué)教與學(xué)的心臟。Polya強(qiáng)調(diào)指出:“中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)首要的任務(wù)就是加強(qiáng)解題訓(xùn)練?!彼幸痪涿裕骸罢莆諗?shù)學(xué)就是意味著善于解題?!蔽覀円匾曉诮忸}過程中發(fā)展學(xué)生的思維、培養(yǎng)學(xué)生的能力、促進(jìn)學(xué)生良好思維品質(zhì)的構(gòu)成。所有這些,需要學(xué)生具備良好的解題習(xí)慣,而審題與反思的習(xí)慣,正是學(xué)生普遍缺乏但又十分重要的方面。作為一線的中學(xué)教師,有必要在教學(xué)過程中注重對(duì)學(xué)生解題習(xí)慣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成教育。
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