☉江蘇省泗洪中學(xué) 彭曉珊
反思問題的分析與解題思路的形成
☉江蘇省泗洪中學(xué) 彭曉珊
編者語(yǔ):該文通過問題解決過程的反思這一方式讓學(xué)生學(xué)會(huì)在解題中在分析問題的特征中尋找問題解決的途徑,這對(duì)解題教學(xué)有借鑒意義.但要在反思的基礎(chǔ)上能形成新的解法或發(fā)現(xiàn)解題規(guī)律.
從近年的高考數(shù)學(xué)試題來看,對(duì)能力的要求逐年提高,“題海戰(zhàn)術(shù)”的功效明顯下降,在教學(xué)中如何擺脫“題海戰(zhàn)術(shù)”,提高數(shù)學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力呢?這就要求在教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題和解決問題,并從中發(fā)現(xiàn)問題解決的規(guī)律.本人試從一道試題的標(biāo)準(zhǔn)答案的分析來談?wù)勅绾瓮ㄟ^解題分析來獲得問題解決的新視角,并從中提高學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力.
評(píng)析:這個(gè)解法運(yùn)算正確,書寫規(guī)范,過程完整,推理嚴(yán)密,還有沒有更好的解決辦法,還有反思的余地嗎?下面我們不妨先研究一下解題步驟,是怎么解的,為什么這樣解?
(1)求出u的值域.
(2)從f(u)=0的根u的范圍來得到a、b所滿足的條件.
(3)求出a2+b2的最小值.
我們把整個(gè)問題的解決步驟簡(jiǎn)練地提煉出來,由這樣一個(gè)解題步驟結(jié)構(gòu)圖:
在這個(gè)解題步驟結(jié)構(gòu)圖中,我們可以清楚地知道在解這道題的過程中依次用到的知識(shí)為下面的框架圖.
(1)在此解法中,利用f(u)=u2+au+(b-2)=0的根得到絕對(duì)值不等式,然后化為求解根式不等式是這道題目得以解決的關(guān)鍵.也是這道題的難點(diǎn)所在,一般而言作為學(xué)生是很難想到的.
(2)在這個(gè)答案中第二問的解決是起到橋梁的作用,是第一問和第三問的聯(lián)系紐帶.
(3)這道題目的標(biāo)準(zhǔn)答案是從正面入手,一環(huán)緊扣一環(huán).
由以上初步分析知,對(duì)于上述的解決問題是循著先求u,然后求出a、b滿足的不等式,最后求出a2+b2的最小值.這種思路是從正面入手,一環(huán)扣一環(huán)地得出最終結(jié)果.
由以上初步分析知,對(duì)于上述的解決問題是循著先求u,然后求出a、b滿足的不等式,最后求出a2+b2的最小值.這種思路是從正面入手,一環(huán)扣一環(huán)的得出最終結(jié)果.我們能否從其他角度入手,如反面考慮,換位思考.我們對(duì)每一步提出這樣的想法:如果這一步不這樣,那會(huì)是怎樣?先進(jìn)行如下反思.
從上面的結(jié)構(gòu)分析中可以看到,原解法中有三個(gè)未知數(shù)a、b、u,在原解法中突出了u的地位,強(qiáng)調(diào)了u的優(yōu)先使用權(quán),a、b退居二線,所以我就他們的地位不同得到下面的結(jié)構(gòu)特征.
第一問的情況較簡(jiǎn)單,我們分析的重點(diǎn)放在第二問和第三問,在第二問的解決中始終圍繞f(u)=u2+au+(b-2)=0至少有一實(shí)根,它的結(jié)構(gòu)特征的探討如下:
特征1:u2+au+(b-2)=0看成關(guān)于u的一元二次方程,在這里突出u的地位.
特征2:f(u)=u2+au+(b-2)看成二次函數(shù)y=f(u)與u軸的交點(diǎn)的個(gè)數(shù)至少有一個(gè),這里還是突出u的地位.
特征3:u2+au+(b-2)=0看成一個(gè)恒等式問題,a、b、u,地位是相同的.
特征4:u2+au+(b-2)=0看成關(guān)于a、b的直線方程,把u看成常數(shù),a、b地位突出.
與此同時(shí),第三問a2+b2的最小值的解決辦法將決定整個(gè)解題的方向,下面a2+b2的最小值就本題而言選取的策略如下:
a2+b2的最小值轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)問題來解決;
利用基本不等式來求解a2+b2的最小值;
利用a2+b2的幾何意義來解決a2+b2的最小值.
在這里多種特征方式的出現(xiàn),體現(xiàn)了知識(shí)間結(jié)構(gòu)的清晰度和連通性,同時(shí)也開辟了解題途徑的多樣性,為我們下面的新解法做好基礎(chǔ)性的鋪墊.
資源的利用是涉及到解題過程中的全過程和每一步,我們重點(diǎn)分析一下比較實(shí)質(zhì)性的第二問的解決.
在第二問的解答的主要是找出根與系數(shù)的關(guān)系,這使得我們思考,除了這個(gè)關(guān)系外,還有其他的關(guān)系么,(特征2、3、4)其中哪一個(gè)關(guān)系對(duì)我們處理更加容易入手,我們有哪些資源可用,應(yīng)該做怎樣的安排?