胥朋飛
(貴州師范大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽 550001)
二次根式的學(xué)習(xí)早就進(jìn)入了中學(xué)數(shù)學(xué)課本,但從學(xué)生平時(shí)的練習(xí)和考試情況來看,很多學(xué)生在這些知識(shí)點(diǎn)上存在概念不清、計(jì)算出錯(cuò)等問題。
在教育部審定的北師大2013 版教材中,二次根式的學(xué)習(xí)主要開始于八年級(jí)上冊(cè)第二章第7 小節(jié),對(duì)于二次根式內(nèi)容的學(xué)習(xí),不同版本大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)給出了不同的目標(biāo)和要求,分別如下:
1992年教育部頒布的《九年義務(wù)教育全日制初級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(試用版)》中指出:(1)了解二次根式、最簡(jiǎn)二次根式、同類二次根式的概念,會(huì)辨別最簡(jiǎn)二次根式和同類二次根式;(2)掌握二次根式的性質(zhì),如:(a≥0,b>0),會(huì)根據(jù)二次根式的性質(zhì)熟練地化簡(jiǎn)二次根式(如無特別說明,根號(hào)內(nèi)所有的字母都表示正數(shù),并且不需要討論);(3)掌握二次根式的加、減、乘、除的運(yùn)算法則,會(huì)用它們進(jìn)行運(yùn)算;(4)會(huì)將分母中含有一個(gè)或兩個(gè)二次根式的式子進(jìn)行分母有理化。[1]
2000年教育部頒布的《九年義務(wù)教育全日制初級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(試用修訂版)》中指出:(1)了解二次根式、最簡(jiǎn)二次根式、同類二次根式的概念,會(huì)辨別最簡(jiǎn)二次根式和同類二次根式;(2)掌握積與商的方根的運(yùn)算性質(zhì),如:(a≥0,b>0),會(huì)根據(jù)這兩個(gè)性質(zhì)熟練地化簡(jiǎn)二次根式(如無特別說明,根號(hào)內(nèi)所有的字母都表示正數(shù),并且不需要討論);(3)掌握二次根式(不含雙重根號(hào))的加、減、乘、除的運(yùn)算法則,會(huì)用它們進(jìn)行運(yùn)算;(4)會(huì)將分母中含有一個(gè)二次根式的式子進(jìn)行分母有理化;(5)掌握二次根式的性質(zhì),會(huì)利用它化簡(jiǎn)二次根式。[2]其中,最后一條被列為選修部分。
2001年教育部頒布的《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》(簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn))在第三學(xué)段的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中提出:了解二次根式的概念及其加、減、乘、除運(yùn)算法則,會(huì)用它們進(jìn)行有關(guān)實(shí)數(shù)的簡(jiǎn)單四則運(yùn)算(不要求分母有理化)。[3]
2011年版《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(簡(jiǎn)稱《新標(biāo)準(zhǔn)》)也提出:了解二次根式、最簡(jiǎn)二次根式的概念,了解二次根式(根號(hào)下僅限于數(shù))加、減、乘、除運(yùn)算法則,會(huì)用它們進(jìn)行有關(guān)的簡(jiǎn)單四則運(yùn)算。[4]
通過比較,大綱都要求學(xué)生了解一些相關(guān)的定義和概念,如二次根式、最簡(jiǎn)二次根式等,重點(diǎn)是讓學(xué)生在運(yùn)用之前把基礎(chǔ)知識(shí)打牢。在運(yùn)算性質(zhì)中,修訂版的大綱中取消了這一條,明確指出“會(huì)根據(jù)這兩個(gè)性質(zhì)(積和商)熟練地化簡(jiǎn)二次根式”。而在1992年的試用版大綱中,沒有確切的提出“兩個(gè)性質(zhì)”,這樣,學(xué)生在做題時(shí)所接觸的知識(shí)點(diǎn)就會(huì)有所減少,難度也會(huì)有所下降,給學(xué)生減輕了負(fù)擔(dān)。對(duì)比兩個(gè)版本大綱,在掌握二次根式性質(zhì)中,大綱中都附有一個(gè)括號(hào),以此特別要求學(xué)生在計(jì)算過程中,要清楚知道根號(hào)下面的字母必須是正數(shù),才可以進(jìn)行化簡(jiǎn)計(jì)算,這也是大部分學(xué)生的一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)。對(duì)于運(yùn)算法則,修訂版的大綱明確提出二次根式的計(jì)算中不能有雙重根號(hào),在進(jìn)行分母有理化時(shí)也只是要求學(xué)生會(huì)將分母中含有一個(gè)二次根式的式子進(jìn)行分母有理化,難度降低。
概念掌握對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)是非常重要的,因此在新舊標(biāo)準(zhǔn)中,它們都明確要求學(xué)生必須了解二次根式的概念。在新標(biāo)準(zhǔn)中,加入了要讓學(xué)生了解“最簡(jiǎn)二次根式的概念”。在加、減、乘、除運(yùn)算法則中,新課標(biāo)特意指出在計(jì)算中“根號(hào)下僅限于數(shù)”,就把根號(hào)下有字母的運(yùn)算給取消了。同時(shí),新舊標(biāo)準(zhǔn)都要求學(xué)生會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單四則運(yùn)算,不同的是,標(biāo)準(zhǔn)中指出“不要求分母有理化”,而新標(biāo)準(zhǔn)中卻沒有提到這一條。
對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)和新標(biāo)準(zhǔn),在概念方面,新標(biāo)準(zhǔn)加入了一個(gè)知識(shí)點(diǎn)“了解最簡(jiǎn)二次根式的概念”,拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,對(duì)二次根式有更進(jìn)一步的要求和理解。在運(yùn)算法則方面,取消了字母運(yùn)算,回歸學(xué)生熟悉的數(shù)字運(yùn)算,難度大大降低,減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),但也加入了一個(gè)難點(diǎn)“分母有理化”,這對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)大的挑戰(zhàn),成為大部分學(xué)生在二次根式學(xué)習(xí)中所遇到的一個(gè)困難。綜合來看,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生提出了更高的要求。
在數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)中,一些基本的概念是學(xué)生所必須掌握的。因此,無論是大綱還是標(biāo)準(zhǔn),對(duì)此都作了嚴(yán)格的規(guī)定,要求學(xué)生必須了解。只是在兩版的大綱和標(biāo)準(zhǔn)中,只有標(biāo)準(zhǔn)是沒有明確指出要學(xué)生“了解最簡(jiǎn)二次根式的概念”的。在數(shù)學(xué)計(jì)算中,總是離不開性質(zhì)和法則,大綱和標(biāo)準(zhǔn)都有所規(guī)定,而最大的不同就是在分母有理化這一知識(shí)點(diǎn)的要求上,標(biāo)準(zhǔn)中沒有要求分母有理化,新標(biāo)準(zhǔn)和兩版的大綱都有所要求,但在1992年的試用版大綱中,要求學(xué)生“會(huì)將分母中含有一個(gè)或兩個(gè)二次根式的式子進(jìn)行分母有理化”,這是學(xué)生在學(xué)習(xí)中難度最大的。
對(duì)比兩個(gè)版本大綱和標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容的學(xué)習(xí)上有所減少,但對(duì)學(xué)生所要學(xué)習(xí)二次根式的最基本要求沒有改變,難度有所降低,但要求學(xué)生掌握的計(jì)算過程和基本運(yùn)算法則沒有改變。
二次根式的運(yùn)算是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),是對(duì)所學(xué)概念、性質(zhì)和運(yùn)算法則的終極運(yùn)用點(diǎn),更是已學(xué)的“數(shù)與式”內(nèi)容的延伸和綜合體現(xiàn)。[5]因此,在學(xué)習(xí)中還需要把已學(xué)過的知識(shí)融入其中,引導(dǎo)學(xué)生更好的去學(xué)習(xí)。
新課標(biāo)要求學(xué)生要了解二次根式、最簡(jiǎn)二次根式的概念,特別是最簡(jiǎn)二次根式。在初中的數(shù)學(xué)教學(xué)中,所涉及到的題目也是最多的,因?yàn)樗仁嵌胃郊訙p法運(yùn)算的基礎(chǔ),也是我們?cè)谧鲱}時(shí)對(duì)運(yùn)算結(jié)果的一種要求,為二次根式的運(yùn)算指明了方向。對(duì)于最簡(jiǎn)二次根式的概念,在教育部審定的北師大2013版教材中第42 頁提到:“一般地,被開方數(shù)不含分母,也不含能開得盡方的因數(shù)或因式,這樣的二次根式,叫做最簡(jiǎn)二次根式。一般地,被開方數(shù)不含分母,也不含能開得盡方的因數(shù)或因式,這樣的二次根式,叫做最簡(jiǎn)二次根式”。[6],對(duì)于二次根式的化簡(jiǎn),我們必須要求學(xué)生首先掌握二次根式的兩個(gè)常用性質(zhì):0,b>0),這樣才能方便學(xué)生更好的解題,但由于許多學(xué)生對(duì)概念、性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢,就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多錯(cuò)誤,比如
例1:(2010年湛江) 下列二次根式是最簡(jiǎn)二次根式的為( )
錯(cuò)解 1:D 錯(cuò)解 2:A
解析:根據(jù)最簡(jiǎn)二次根式的定義:一般地,被開方數(shù)不含分母,也不含能開得盡方的因數(shù)或因式,這樣的二次根式,叫做最簡(jiǎn)二次根式。選項(xiàng)D 中學(xué)生認(rèn)為不能繼續(xù)化簡(jiǎn)出錯(cuò),選項(xiàng)A 中學(xué)生對(duì)最簡(jiǎn)二次根式的定義不清晰出錯(cuò),被開方數(shù)不含分母。
例2:化簡(jiǎn)
解析:以上都是學(xué)生經(jīng)常會(huì)出錯(cuò)的幾種解法,解法一中學(xué)生對(duì)帶分?jǐn)?shù)理解不清晰,直接想到用二次根式的乘法性質(zhì)而出錯(cuò);解法二中學(xué)生沒有認(rèn)識(shí)到“被開方數(shù)中不含分母”而出現(xiàn)錯(cuò)誤;第三種解法出錯(cuò)幾率很高,大部分學(xué)生都會(huì)認(rèn)為分子的不能再做化簡(jiǎn),而,因此正確答案應(yīng)該為。
二次根式乘法法則和除法法則的運(yùn)用主要在課本的第2 課時(shí),是在第1 課時(shí)二次根式性質(zhì)的基礎(chǔ)上的直接運(yùn)用,新標(biāo)準(zhǔn)要求會(huì)用二次根式的加、減、乘、除運(yùn)算法則進(jìn)行計(jì)算,在課本中給出了3 個(gè)例題,例3 的3 個(gè)小題是對(duì)二次根式乘法法則和除法法則的直接運(yùn)用計(jì)算,相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單,而例4 和例5 中的幾個(gè)小題除了乘、除運(yùn)算,還加入了加、減運(yùn)算,題目的設(shè)計(jì)具有一定的梯度,例4 側(cè)重乘、除運(yùn)算,同時(shí)也加入了學(xué)生很熟悉的有關(guān)運(yùn)算定律和公式(如結(jié)合律、交換律、分配率、平方差公式和完全平方式等)的運(yùn)用;而例5 主要為加、減運(yùn)算,不同的是,算到最后結(jié)果有同類二次根式,可以進(jìn)行合并。在對(duì)二次根式法則的運(yùn)用中也常常會(huì)出現(xiàn)許多的錯(cuò)誤,舉例如下:
解析:解法一中學(xué)生直接按照以前熟悉的整數(shù)運(yùn)算進(jìn)行分子分母約分,不清楚根號(hào)內(nèi)的因數(shù)不能和根號(hào)外的因數(shù)直接進(jìn)行約分出錯(cuò);解法二中學(xué)生在進(jìn)行到最后時(shí)忘記了帶運(yùn)算,在進(jìn)行合并同類二次根式時(shí)被開方數(shù)和根指數(shù)都不變,因此正確結(jié)果為
解析:解法一中學(xué)生沒有認(rèn)識(shí)到和不是同類二次根式,所以不能合并,更不能違反運(yùn)算法則直接把被開方數(shù)相加;解法二中是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)以前學(xué)過的完全平方式記憶不清晰而運(yùn)用出錯(cuò);解法三中學(xué)生把二次根式的乘法法則誤用到加法中而出現(xiàn)錯(cuò)誤。正確的解答過程為
結(jié)果不是同類二次根式,不能再進(jìn)行合并了。
通過對(duì)相關(guān)典型案例的分析可以看出,學(xué)生要能夠熟練掌握二次根式的概念、性質(zhì)和法則,同時(shí)應(yīng)該把以前學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)融入進(jìn)去,否則在運(yùn)用的過程中就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。二次根式在初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中有著非常重要的位置,在后續(xù)的教學(xué)中也還會(huì)有進(jìn)一步的加深運(yùn)用,對(duì)大部分中學(xué)生來說比較困難,因此,在教學(xué)過程中,教師應(yīng)該進(jìn)行合理的講解,不要讓學(xué)生只是機(jī)械性的死記硬背,要讓學(xué)生在熟練中運(yùn)用,在運(yùn)用中熟練,找到適合的解題思路和過程,提高學(xué)生的思維能力和計(jì)算能力,避免出現(xiàn)一些基礎(chǔ)性的錯(cuò)誤。