摘 要:這道例題旨在通過解二元一次方程組的方法滲透消元、轉(zhuǎn)化、整體的數(shù)學(xué)思想和方法。解方程組中的消元,其實質(zhì)就是將二元一次方程組轉(zhuǎn)化為一元一次方程來求解。轉(zhuǎn)化是最基本的思想方法,其實質(zhì)是把復(fù)雜問題簡單化,陌生問題熟悉化。
關(guān)鍵詞:例題轉(zhuǎn)化;數(shù)學(xué)思想;消元
中圖分類號:G420 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2012)08-071-1
我在幫助初三學(xué)生復(fù)習(xí)二元一次方程(組)的時候,采用了這樣一道例題:
已知:關(guān)于x、y的二元一次方程組4x+3y=7kx+(k-1)y=3 的解x,y的值相等,求k的值.
這道題是在數(shù)學(xué)《中考作業(yè)本》P13頁例題的基礎(chǔ)上變式而成。雖然是簡單的變式,卻把二元一次方程組最基本的特征和最核心的要素都包容在其中,掌握了它的解法,類似于這樣的方程組即可迎刃而解。
解:由題意可知:y=x
∴4x+3y=7可化為4x+3x=7 ∴x=1
∴將x=1y=1 代入kx+(k-1)y=3中得k+k-1=3,
∴k=2
變式1:若原方程組的解x、y互為相反數(shù),求k的值。
解:∵x+y=0
∴12-7kk-4+7k-16k-4=0
-4k-4=0
∴k不存在。
變式2:若原方程組的解x、y滿足3x+4y=7,求k的值。
方法一:4x+3y=73x+4y=7
解之得:x=1y=1
將x=1y=1 代入②得:k+(k-1)=3,
2k=4,k=2
方法二:將x=7k-16k-4y=12-7kk-4 代入3x+4y=7得:
3×7k-16k-4+4×12-7kk-4=7,
21k-48+48-28kk-4=7
-7k=7k-28,
∴k=2
這一教學(xué)過程表明,我的設(shè)計意圖是為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。
美國著名認知心理學(xué)家奧斯貝爾說過:如果我不得不將教育心理還原為一條原理的話,我將會說,影響學(xué)習(xí)的最重要的原因是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生已有的知識狀況去教學(xué)。筆者也常琢磨:數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該怎樣體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想,也就是說它應(yīng)該告訴學(xué)生要思考什么問題,為什么要思考這樣的問題,如何解決這些問題。數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程,在一定程度上體現(xiàn)“數(shù)學(xué)本質(zhì)”,使數(shù)學(xué)教學(xué)真正成為“數(shù)學(xué)”的教學(xué)。本題的解題思路體現(xiàn)了兩個未知數(shù)的特殊關(guān)系,將一個未知數(shù)用含另一個未知數(shù)的代數(shù)式代替,化“二元”為“一元”,從而求得兩個未知數(shù)的值,再代入第二個方程,即可求出k。還有一個基本思路就是解二元一次方程組的基本方法,用含有k的代數(shù)式表示x、y,再代入y=x即可求出了。
解二元一次方程組的本質(zhì)是消元,即把“二元”轉(zhuǎn)化為“一元”。消元的基本方法是——代入法、加減法,這兩種方法的本質(zhì)差別在消元的具體步驟上:代入消元法。先要將其中的一個二元一次方程變形為用一個未知數(shù)的代數(shù)式表示為另一個未知數(shù)的形式。這一步變形也是學(xué)習(xí)一次函數(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)二元一次方程確定一次函數(shù)的解析式,同樣是二元一次方程組的圖象解法基礎(chǔ);加減消元法的本質(zhì)內(nèi)涵是整體的數(shù)學(xué)思想,要求學(xué)生先利用等式的性質(zhì)把兩個方程的同一個未知數(shù)的系數(shù)變成相同,這樣整體加減時,才能夠達到消元的目的。加減消元中的整體思想是數(shù)學(xué)中常用的思想方法。所以解二元一次方程組的這兩種方法都必須讓學(xué)生來理解并熟練掌握。掌握了這兩種方法,對于二元一次方程組的綜合題就能迎刃而解。這道例題,旨在通過解二元一次方程組的方法滲透消元、轉(zhuǎn)化、整體的數(shù)學(xué)思想和方法。解方程組中的消元,其實質(zhì)就是將二元一次方程組轉(zhuǎn)化為一元一次方程來求解。轉(zhuǎn)化是最基本的思想方法,其實質(zhì)是把復(fù)雜問題簡單化,陌生問題熟悉化。
陶行知先生有過一個精辟的比喻:“接知如接枝。”他說:“我們要以自己的經(jīng)驗做根,以這經(jīng)驗所發(fā)生的知識做枝,然后別人的知識方才可以接得上去,別人的知識方才成為我們知識的一個有機部分?!苯虒W(xué)中,如果我們能夠留給學(xué)生足夠的思考探究的時間,就會發(fā)現(xiàn)學(xué)生中有很多的問題是我們無法預(yù)設(shè)的,這些問題的出現(xiàn)正是學(xué)生在“接知”的過程中,自身的“免疫力”遇到外來“干擾”的正常反映。教師要成為一個出色的“嫁接師”,用合適的技術(shù)讓學(xué)生的新舊知識之間能夠進行一個“無縫對接”。像上面的這道例題,如果你只會用一般的方法,不會用通法,當(dāng)你再碰到類似的情況就不會了。比如說碰到:兩條直線4x+3y=7、kx+(k-1)y=3的交點在第四象限,求出k的取值范圍。解題思路是將兩直線聯(lián)立方程組4x+3y=7kx+(k-1)y=3,用含有k的代數(shù)式表示x、y,由于交點在第四象限,則x>0y<0,解關(guān)于k的不等式組即可。
這道例題也貫穿了波利亞的“掌握數(shù)學(xué)就是善于解題”思想。教師營造一個支持性的、寬容的課堂氛圍,通過一題多解,培養(yǎng)學(xué)生善于思考,找到問題的最優(yōu)解法的習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的智慧。思維的流暢性是發(fā)散思維的第一層次,主要是培養(yǎng)學(xué)生思維的速度,使其在較短時間內(nèi)表達較多的概念,枚舉較多的解決問題方案,探索較多的可能性。因此,教師在組織教學(xué)時,要使學(xué)生保持思維的流暢性,應(yīng)通過創(chuàng)設(shè)各種情境,組織各種具有啟發(fā)性的活動,讓數(shù)學(xué)思想自然流淌!