楊其松
摘要: 思維導(dǎo)圖是數(shù)學(xué)解題教學(xué)的有效工具。在解題教學(xué)中利用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)解題方法的挖掘過程、展現(xiàn)一題多解中思維的發(fā)散過程、體現(xiàn)一題多變的變化過程,能夠使學(xué)生清晰而深刻地體會到如何思考解決問題。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)解題教學(xué)思維導(dǎo)圖切入點突破口歸納點
教學(xué)解題教學(xué)在本質(zhì)上說不是知識技巧的傳授,而是智能的培養(yǎng)??芍悄懿⒉槐憩F(xiàn)在解題的結(jié)果上,也不是表現(xiàn)在技巧方法的結(jié)果上,而是表現(xiàn)在解題的思考過程中,思想方法總結(jié)提升的過程中。教師的教學(xué)難題是如何讓學(xué)生體驗解題方法的形成過程,從某一題“頓發(fā)的靈感”上升歸納為解一類題的思想方法。通過學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖,我發(fā)現(xiàn)思維導(dǎo)圖不僅可以讓學(xué)生清晰地體會到解題突破口的發(fā)現(xiàn)過程,而且可以一目了然地理解解題思想方法的挖掘、使用過程,從而使學(xué)生真正從會解一道題轉(zhuǎn)變到會解一類題,甚至是如何解數(shù)學(xué)題。
思維導(dǎo)圖是由“記憶之父”托尼?巴贊教授創(chuàng)造的一種記筆記的方法。它可以把枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、高度組織的圖;它與我們大腦處理事物的自然方式相吻合,能以直觀形象的方式對知識信息進行描繪;而且它還是一種有效的思維工具,主張在作圖時使用線條、顏色、符號、詞匯和圖像,以充分開發(fā)人的“全腦”(左腦和右腦),培養(yǎng)人們的創(chuàng)新思維。思維導(dǎo)圖畫法的核心內(nèi)容就是在紙的中間寫下或畫下想要解決的中心問題然后逐級發(fā)散。(本文中所舉的例題在課堂教學(xué)中都是以彩色粉筆結(jié)合不同的圖像呈現(xiàn)在學(xué)生面前)
一、利用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)解題方法的挖掘過程,讓學(xué)生體會解題的“切入點”。
愛因斯坦曾說:“結(jié)論幾乎總是以完成的形式出現(xiàn)在讀者面前,讀者體會不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅,感覺不到思想形成的生動過程,也很難達到清楚地理解全部情況?!边@也是數(shù)學(xué)老師所追求的:把解題方法的形成過程呈現(xiàn)給學(xué)生,讓他們通過自主體會,達到真正理解。思維導(dǎo)圖作為一種可視化的思考工具,以圖形化的方式把題中所給的信息結(jié)構(gòu)化,使其便于更好地分析、理解、聯(lián)想、綜合并產(chǎn)生新的想法,使教師從解題過程的解釋和闡述中解放出來,著重于引導(dǎo)學(xué)生在探究解題思路的過程中主動建構(gòu)解題思想方法、從而讓學(xué)生體驗到解題的全部過程,達到真正理解。我們從思維導(dǎo)圖的核心畫法出發(fā),把解題分成以下幾個步驟:
準(zhǔn)確審題是解題的先決條件,思維導(dǎo)圖從題中找出關(guān)鍵詞的過程使學(xué)生更加重視分析、理解各種信息,并加強信息的全面性與關(guān)聯(lián)性,使信息更加系統(tǒng)化更具條理性,極大地提高了審題的準(zhǔn)確性。接下來對關(guān)鍵詞進行不同角度、不同層次的研判并展開逐級聯(lián)想,聯(lián)想所能想到的知識點和解題思想方法、技巧等,然后經(jīng)過提煉、刪除、綜合等過程得到問題的解決方案。其中聯(lián)想相關(guān)的知識點和解題方法應(yīng)盡可能全面:比如求y=sinx+cosx的最值,這里其中有一個關(guān)鍵詞是最值,那么聯(lián)想相關(guān)的求最值的所有辦法,而不僅僅是合一變形這一個,比如還有導(dǎo)數(shù)、基本不等式、柯西不等式、二次函數(shù)法,等等,其中的有些方法可以解決這個問題,有些不能,所以學(xué)生有時還需要做提煉、刪除工作。這樣做雖然比較麻煩,但是可以使學(xué)生對解決一類問題的不同方法進行比較,并加深方法的記憶和掌握不同方法使用的范圍和所需條件,解決現(xiàn)實中學(xué)生不知何時采用何種方法的困惑。
例1:(2008年浙江卷理科17題)若a≥0,b≥0,且當(dāng)x≥0y≥0x+y≤1時,恒有ax+by≤1,則以a,b為坐標(biāo)點P(a,b)所形成的平面區(qū)域的面積等于.
二、利用思維導(dǎo)圖展現(xiàn)思維的發(fā)散過程,讓學(xué)生體驗解題的“突破口”。
思維導(dǎo)圖是一種將放射性思維具體化的方法,它的放射性結(jié)構(gòu)恰好反映了大腦自然思考問題的解決過程,它在快速地聯(lián)想擴展與題目相關(guān)的、有內(nèi)在聯(lián)系的清晰和準(zhǔn)確的知識或解題思想方法的過程中,往往派生出許多不同的解題方向,而且思維導(dǎo)圖完整的邏輯架構(gòu)和全腦思考的方式可使解題方法更加全面、自然。
例2:已知實數(shù)x,y,z滿足x+y+z=1,求證:x+y+z≥.
說明:
①作差法:
3(x+y+z)-1=3x+3y+3z-(x+y+z)
=(x-y)+(y-z)+(z-x)≥0
②反證法:類似于作差法
③分析法:本題的所有證法均可寫成分析法
④柯西不等式:
(x+y+z)(1+1+1)≥(x+y+z)=1
∴x+y+z≥
⑤利用常見不等式x+y+z≥xy+yz+zx
∵1=(x+y+z)
=x+y+z+2xy+2xz+2yz
≤x+y+z+2x+2y+2z
∴x+y+z≥
⑥基本不等式:
x+1≥2xy+1≥2yz+1≥2zx+y+z=1?圯x+y+z≥3(等號無法成立)
↓修改為
x+≥xy+≥yz+≥zx+y+z=1?圯x+y+z≥(x=y=z=時等號成立)
⑦二次函數(shù)最值:
令f(x)=x+y+z-
∵x+y+z=1
∴f(x)=x+y+(1-x-y)-
=2(x+)+(y-)
∴[f(x)]=(y-)≥0
∴f(x)≥0
∴x+y+z≥
三、利用思維導(dǎo)圖體現(xiàn)題組的變化過程,讓學(xué)生感悟思想方法的“歸納點”。
“題組的變式訓(xùn)練”將一道靜態(tài)封閉的題目從不同角度、層次、側(cè)面出發(fā)變化為一個動態(tài)開放的題目,通過層層啟發(fā)引導(dǎo)、歸納總結(jié),從而達到舉一反三、觸類旁通、靈活應(yīng)用。鑒于題組變式訓(xùn)練的卓越效果,許多教師在課堂上采用,而教師也往往通過“例題、變式1、變式2……”的方式展開“變式教學(xué)”。我認為若能結(jié)合導(dǎo)圖呈現(xiàn)題組的變化過程,則更能讓學(xué)生清晰地了解題組中各題目之間的變化過程、解題思想方法類同或聯(lián)系之處,從而在多次強化后自發(fā)自覺地以題組為一個整體構(gòu)建知識并形成解一類題的思想方法。我在“利用導(dǎo)數(shù)求最值”這一節(jié)復(fù)習(xí)課中,做過以下嘗試。
說明:還可以幾個因素同時變:
1.f(x)=ax-3x+1對于x∈[-1,1]總有f(x)≥0成立,則a=.
2.設(shè)函數(shù)f(x)=,如果對任何x≥0,都有f(x)≤ax,求a的取值范圍.
思維導(dǎo)圖這種以圖表的方式把思維過程表示出來,不僅有利于學(xué)生學(xué)會如何分析思考解決問題,而且有利于學(xué)生進行題后反思,從導(dǎo)圖中可以清晰地了解該題所用的知識點、解題思想方法及解題技巧,當(dāng)然也利于學(xué)生的理解記憶與課堂摘錄。所以思維導(dǎo)圖是老師進行解題教學(xué)的有效工具,也是學(xué)生學(xué)習(xí)的好助手。
參考文獻:
[1]東尼?博贊著.張鼎昆,徐克茹譯.思維導(dǎo)圖大腦使用說明書[M].外語教學(xué)與研究出版社.
[2]吳佑華.一題多解話化歸.中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2005,(10).