陳國偉
美國數(shù)學(xué)家哈爾莫斯指出:“數(shù)學(xué)真正的組成部分應(yīng)該是問題和解,解題才是數(shù)學(xué)的心臟.”習(xí)題講評則正是基于完善學(xué)生對數(shù)學(xué)解題認(rèn)識的教學(xué),是數(shù)學(xué)教學(xué)中的一個重要內(nèi)容.然而在這個過程中,僅就題論題者有之,講題面面俱到者有之,對錯題簡單訂正者有之,卻缺乏引導(dǎo)學(xué)生對錯題的成因分析,缺乏對通性、通法的強(qiáng)調(diào),缺乏師生互動的探究及對解題的反思感悟.眾所周知,認(rèn)識是一個過程,而不是一種產(chǎn)品,知識并不是通過教師傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境,即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過有意義建構(gòu)的方式而獲取的.因此習(xí)題講評課中,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的錯誤成因,發(fā)現(xiàn)學(xué)生解題錯誤的關(guān)鍵所在,講評應(yīng)講在關(guān)鍵處,適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵處的點(diǎn)撥勝過教師千萬次的重復(fù)強(qiáng)調(diào).本文結(jié)合具體實(shí)例探究如何在關(guān)鍵處點(diǎn)撥,以期拋磚引玉.
一、講在思維缺陷處
鑒于學(xué)生的認(rèn)知水平,學(xué)生在認(rèn)識問題的過程中具有一定的局限性,這種局限性往往體現(xiàn)為其自身認(rèn)知的缺陷.因而習(xí)題講評課應(yīng)是針對學(xué)生思維缺陷處的講評,是學(xué)生對未能掌握的知識、方法的再認(rèn)識的重要環(huán)節(jié),教師不能只注重對錯題“量”的完成和正確結(jié)論的給出,而是要注重對學(xué)生錯題的成因分析,深入了解學(xué)生的思維缺陷,積極有效地引導(dǎo)學(xué)生對錯題“質(zhì)”的解析,完善其思維缺陷.
例1 ?已知m∈R且m≠0,直線l:mx-(m2-1)y=4m,圓C:x2+y2-8x+4y+16=0,則直線l與圓C相交所得弦長的取值范圍是 ? ? ? ? ? ?.
由于解題經(jīng)驗(yàn),學(xué)生會馬上發(fā)現(xiàn)直線l恒過定點(diǎn)(4,0)且該點(diǎn)在圓C上,便直接得出弦長的取值范圍是[0,4].顯然學(xué)生在解答過程中忽略了直線l的斜率范圍,因?yàn)閗=,m∈R且m≠0,所以k=,又由m+≥2或m+≤-2,得k∈[-,0)∪(0,],如圖1可得弦長的取值范圍是(0,].這種錯誤正是由于學(xué)生的解題往往過多地依賴于模仿記憶,而缺乏對問題的本質(zhì)分析,事實(shí)上教材《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)A版必修2》在“直線的傾斜角與斜率”這一節(jié)起始課中明確指出:“確定平面直角坐標(biāo)系中一條直線位置的幾何要素是:直線上的一個定點(diǎn)以及它的傾斜角,二者缺一不可.”可見,習(xí)題講評課中應(yīng)及時關(guān)注學(xué)生的思維缺陷,通過引導(dǎo)學(xué)生回歸課本,再次經(jīng)歷概念的產(chǎn)生和發(fā)展過程,彌補(bǔ)缺陷.
二、講在思維起點(diǎn)處
解題能力表現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的敏銳性、洞察力與整體把握.其重要成分是三種基本的數(shù)學(xué)能力(運(yùn)算能力、邏輯思維能力、空間想象能力),核心是能否掌握正確的思維方法[1].思維能力是數(shù)學(xué)能力的核心,數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,然而學(xué)生往往滿足于一得之見,不去思考“為什么可以這樣做”的道理,影響思維能力的提高[2].由此,習(xí)題講評應(yīng)及時啟發(fā)學(xué)生的思考,在學(xué)生的思維起點(diǎn)處設(shè)問,逐步將學(xué)生的思維引入到更高的層次.
例2 ?已知函數(shù)f(x)=xx-a-b,a,b∈R.當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)<0恒成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍(結(jié)果用a表示).
帶有絕對值的二次函數(shù)是一類特殊而又重要的函數(shù),它的特殊性在于絕對值的“取正”功能,可以將任意的二次函數(shù)進(jìn)行分段,從而形成了紛繁復(fù)雜的函數(shù)問題,充分考查了學(xué)生的數(shù)形結(jié)合以及分類討論的能力,是高考命題的“寵兒”.由于函數(shù)f(x)=xx-a-b=x2-ax-b,x≥a,
-x2+ax-b,x 引例1 ?請作出下列函數(shù)的圖象:(1)f(x)=xx;(2)f(x)=xx-2;(3)f(x)=xx+2并指出其單調(diào)性. 引例2 ?請作出函數(shù)f(x)=xx-a(a>0)的圖象,并討論若f(x)在x∈[0,1]上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)的取值范圍. 引例3 ?請作出函數(shù)f(x)=xx-a(a∈R)的圖象,并討論若f(x)在x∈[0,1]上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 將函數(shù)f(x)=xx-a-b的分類討論還原到學(xué)生思維的起點(diǎn),通過引例1中3個不同的函數(shù)讓學(xué)生體會函數(shù)的圖象和絕對值內(nèi)的不同實(shí)數(shù)的對應(yīng)關(guān)系,然后借助函數(shù)的一般式f(x)=xx-a,從a>0逐步推進(jìn),并引導(dǎo)學(xué)生最終解決該問題.如此,學(xué)生不僅能順利解決該題,還能再次體會從特殊到一般的認(rèn)識問題的一般規(guī)律,一舉多得. 三、講在思維提升處 實(shí)踐是掌握知識的最佳途徑,對于上述例2,學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了問題從特殊到一般的演繹經(jīng)歷,其心理認(rèn)知已形成一定的系統(tǒng)收獲,但這并不意味著學(xué)生已經(jīng)徹底掌握了對此類題型的分類討論.教師要順勢利導(dǎo),通過變式訓(xùn)練及時引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度探究解決此類問題的一般方法,及時對習(xí)題加以凝練提升,力爭讓學(xué)生“懂”一題,“會”一類,力促學(xué)生開闊視野,深化認(rèn)知. 例3 ?已知a∈R,設(shè)函數(shù)f(x)=xx-a-x. (1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)當(dāng)a≤1時,對于任意的x∈[0,t],不等式-1≤f(x)≤6恒成立,求實(shí)數(shù)t的最大值及此時a的值. 通過相似而不雷同的變式訓(xùn)練,讓學(xué)生再次領(lǐng)會解絕對值問題的分類討論原則,無疑會讓學(xué)生的思維進(jìn)行再次的突破,鞏固其前階段的思維成果,有效克服了被動聽課時知其然而不知其所以然的現(xiàn)象,是防止學(xué)生淺嘗輒止、似是而非的有效訓(xùn)練[2]. 四、講在思維鏈接處endprint 很多學(xué)生解題的錯誤源于對問題的轉(zhuǎn)化不熟悉,然而經(jīng)過老師簡單的提醒或點(diǎn)評,學(xué)生馬上就能明確解題的關(guān)鍵并能順利地完成解答,但是當(dāng)學(xué)生下次碰到此類問題時,學(xué)生卻又不會解決了.這種現(xiàn)象我們在教學(xué)中屢見不鮮,但無論教師怎么講解,結(jié)果還是會“被遺忘”.究其原因,還在于我們忽略了“學(xué)習(xí)的最好途徑是自己去發(fā)現(xiàn)”的事實(shí),習(xí)題講評課應(yīng)致力于幫助學(xué)生自主完成不同問題間的思維鏈接,積極引導(dǎo)學(xué)生自主探尋問題與問題之間本質(zhì)的聯(lián)系,讓學(xué)生能夠理解并掌握分析、解決問題的過程,并促使其將這種思維方式內(nèi)化為自己的思維特質(zhì). 例4 ?若正實(shí)數(shù)x,y滿足x+2y+4=4xy,且不等式(x+2y)a2+2a+2xy-34≥0恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 ? ? ? ? ? ? . 本題涉及基本不等式的應(yīng)用、恒成立問題的求解,考查學(xué)生換元、等價轉(zhuǎn)化等思維能力,但由于題中涉及到x,y,a三個變量,大部分學(xué)生根本是無從下手,然而我們?nèi)绻麑⒃擃}進(jìn)行分解,則可變?yōu)槿缦聝蓚€問題:(1)若正實(shí)數(shù)x,y滿足x+2y+4xy,求xy的取值范圍;(2)若不等式(2t-2)a2+a+t-17≥0在t∈[2,+∞)上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.結(jié)果大部分同學(xué)都能將這兩個問題順利地求解出來.但教學(xué)不能僅限于此,因?yàn)檫@僅僅是教師的解題思維,如果就此打住,學(xué)生仍只是解題的看客而已.為此,筆者設(shè)計了如下問題進(jìn)行引導(dǎo),以期讓學(xué)生能自主發(fā)現(xiàn)并解決問題,鍛煉學(xué)生的思維鏈接能力. 問題1 ?已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2=1,則xy的最大值為 ? ? ? ? ? .x+y的取值范圍是 ? ? ? ? ? . 問題2 ?已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2=1,則x+y+xy的最大值為 ? ? ? ? ? . 問題3 ?若不等式(x+y)+2xy-a≥0恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 ? ? ? ? ? ?. 教是為了不教,想要掌握一件事物的結(jié)構(gòu),首先就要將許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來,然后用“再發(fā)現(xiàn)”的方式去理解它,簡單地說就是學(xué)習(xí)事物是怎樣相互關(guān)聯(lián)的.顯然上述教學(xué)過程并沒有直接對例4進(jìn)行解答,但是學(xué)生通過對上述問題的思考,環(huán)環(huán)相扣,水到渠成,這為學(xué)生掌握此類題型提供了直觀的效果,讓學(xué)生對此類問題有了更新的理解,換元思想呼之欲出,最終學(xué)生均能獨(dú)立地解決例4這一題. 五、講在思維創(chuàng)新處 例5 ?如圖2,已知平面α垂直平面β,A,B是平面α與平面β交線上的兩個定點(diǎn),DA?β,CB?β,且DA⊥α,CB⊥α,AD=4,BC=8,AB=6,若在平面α內(nèi)有一個動點(diǎn)P,使得∠APD=∠BPC,則△PAB面積的最大值為( ? ?) (A) 6 ? ?(B) 12 ? ?(C) 24 ? ?(D) 36 學(xué)生基本解題策略如下:由題意PB=2PA,設(shè)PA=x,則2 探究1 ?動點(diǎn)P到兩個定點(diǎn)A,B的距離關(guān)系PB=λPA的幾何意義是什么? 探究2 ?若PB=λPA(λ≠1),則點(diǎn)P的軌跡方程是什么? 探究3 ?若PB=λPA(λ≠1),則點(diǎn)P的軌跡是圓,這個圓有一個特殊的名字叫“阿波羅尼斯圓”,大家能快速求出上題中圓的方程嗎? 探究4 ?請大家快速判斷上題中的△PAB面積的最大值. 顯然,筆者通過不斷設(shè)問,將學(xué)生的思維從三角形問題帶入到軌跡問題的求解,形成了解題的“創(chuàng)新”,這對培養(yǎng)和鞏固學(xué)生的創(chuàng)新思維有極大的裨益. 六、講在思維提煉處 布魯納指出:“學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是一個人把同類事物聯(lián)系起來,并把它們組織成賦予它們意義的結(jié)構(gòu).”他還強(qiáng)調(diào):“獲得的知識,如果沒有完滿的結(jié)構(gòu)把它聯(lián)在一起,那是一種多半會被遺忘的知識.”因此,習(xí)題講評課中教師對學(xué)生解題思維修正后,還要關(guān)注學(xué)生的后續(xù)解題能力的發(fā)展.知識在不斷地擴(kuò)充,問題也在不斷地更新,例5中“阿波羅尼斯圓”的解法對學(xué)生來說完全是“新瓶裝新酒”,如果就題論題,課堂會成為學(xué)生欣賞老師解題過程的舞臺,過后就忘也就會成為事實(shí).因此筆者在上述問題解決后并沒有就此打住,而是引導(dǎo)學(xué)生對圓、橢圓、雙曲線的軌跡問題進(jìn)行了同一層次的探究. 探究5 ?一個動點(diǎn)到兩個定點(diǎn)的距離關(guān)系可分為幾種? 探究6 ?請根據(jù)下列條件建立合適的平面直角坐標(biāo)系,并求出動點(diǎn)P的軌跡方程. (1)△PAB中,若AB=6且PB+PA=10,則點(diǎn)P的軌跡方程為 ? ? ? ? ? ?. (2)△PAB中,若AB=10且PB-PA=6,則點(diǎn)P的軌跡方程為 ? ? ? ? ? ?. (3)△PAB中,若AB=6且PA=3PB,則點(diǎn)P的軌跡方程為 ? ? ? ? ? ?.endprint 探究7 ?請大家完成如下兩題: (4)△PAB中,若AB=6且PB+PA=10,則△PAB面積的最大值為 ? ? ? ? ? ?. (5)△PAB中,若AB=6且PA=3PB,則面積的最大值為 ? ? ? ? ? ?. (6)△PAB中,D是AB的中點(diǎn),若AB=10且PB-PA=6,則tan∠PDA的最大值為 ? ? ? ? ? ?. 探究8 ?從上述解題我們可以發(fā)現(xiàn)動點(diǎn)P到兩個定點(diǎn)A,B的距離關(guān)系的三種不同結(jié)論. 若動點(diǎn)P到兩個定點(diǎn)A,B的距離滿足PB=λPA(λ≠1),點(diǎn)P的軌跡是圓心在直線AB上的圓(阿波羅尼斯圓);若動點(diǎn)P到兩個定點(diǎn)A,B的距離滿足PB+PA=2a>AB,點(diǎn)P的軌跡是以A,B為焦點(diǎn)的橢圓;若動點(diǎn)P到兩個定點(diǎn)A,B的距離滿足PA-PB=2a 我們還能得出關(guān)于“動點(diǎn)P與兩個定點(diǎn)A,B的關(guān)系”中相類似的結(jié)論嗎? 探究9 ?你能得出圓、橢圓、雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程有什么區(qū)別嗎? 探究10 ?你能得出圓、橢圓、雙曲線上的點(diǎn)P與兩個定點(diǎn)A,B(也在曲線上并關(guān)于對稱中心對稱)的斜率關(guān)系的定值嗎? 探究11 ?你能得出圓、橢圓、雙曲線上的任意兩點(diǎn)A,B連線的中點(diǎn)和對稱中心的連線的斜率關(guān)系的定值嗎? 如此,我們不僅加深了學(xué)生對“阿波羅尼斯圓”的理解,還幫助學(xué)生將解題思維進(jìn)行提煉,將圓錐曲線的定義、表達(dá)式等進(jìn)行了統(tǒng)一,同時又把這種思維還原成了學(xué)生的基本解題策略,便于學(xué)生理解記憶. 牛頓說:“每一個目標(biāo),我都要它停留在我的眼前,從第一道曙光初現(xiàn)開始,一直保留,慢慢展開,直到整個大地光明為止.”習(xí)題講評課應(yīng)努力抓住學(xué)生問題的關(guān)鍵,只有講在問題的關(guān)鍵處才能講出真風(fēng)采,只有講在問題的關(guān)鍵處才能真正促進(jìn)學(xué)生理解能力的提高與思維品質(zhì)的提升. 參考文獻(xiàn): [1] 羅增儒.中學(xué)數(shù)學(xué)解題的理論與實(shí)踐[M].南寧:廣西教育出版社,2008. [2] 朱萬喜.通過案例訓(xùn)練學(xué)生思維的體會[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2014(12):12-13.endprint