☉江蘇省邳州市炮車中學 陳海飛
眾所周知,數(shù)學解題的本質(zhì)主要是轉(zhuǎn)化,是將陌生的問題情境轉(zhuǎn)化為熟悉的知識,以展示最為簡潔的充要條件形態(tài).但是數(shù)學解題的難點在于知識的選擇性,有時沒有合理的方法、沒有合理的算理、沒有巧妙的思考,初等數(shù)學中不少問題的解決便會進入困境(這也是初等數(shù)學的特點之一,技巧性相對而言比高等數(shù)學更為重要一些).
不少學生(包括教師)將數(shù)學學習成績上不去的主因歸結為運氣、狀態(tài)等個體之外的外部因素,筆者以為尚不可取.之所以這么說,筆者認為主要原因有三:第一,教師缺乏對當下時代高考的認真研究,自2016年之后,除個別教育大省之外,高考數(shù)學卷不再各省份自主命題,這就要求對每年高考命題的思路,考查的熱點、難點,考查的問題類型等有深刻的研究,我們常常聽到試卷命題的風格為“保持平穩(wěn)、穩(wěn)中有變”,講得就是這個道理;第二,在函數(shù)概念、向量數(shù)量積、數(shù)列的構造、不等式的運用、翻折問題的處理等核心知識上多研究,不宜在陳舊問題或刪減的知識上過多參與;第三,講解題離不開一題多解,多元的方式恰是對思路的開拓,有助于學生自主選擇適合自身的解題方法,是教學的優(yōu)化.
為什么每年高三,不少學生做了這么多的數(shù)學題,花了這么多的時間,其效果卻并不那么顯著呢?筆者曾經(jīng)也很茫然.隨著教學經(jīng)驗的增多,高三教學的參與增加,高考真題的研究增多,我們不難發(fā)現(xiàn)試題的“保持穩(wěn)定、力求創(chuàng)新”說得非常到位!來看一下浙江省的兩個真題,請大家做一番思索:
問題1:t為常數(shù),函數(shù)y=|x2-2x-t|在[0,3]上的最大值為2,則t=_____.
分析:從兩道問題的表象來看,并沒有什么特別之處,給學生解決這兩個問題,學生最大的感受是差不多類型的問題,用分類討論可以解,但是有些煩瑣.那么這兩個問題到底透露著怎么樣的信息呢?解決這樣的問題的核心知識在哪里呢?這兩個問題恰是2008年浙江高考填空壓軸題和2017年浙江高考填空壓軸題,其實命題者的意圖和核心考點是一致的,來解問題1.從絕對值的幾何意義視角思考,令m=x2-2x,由x∈[0,3]可知-1≤m≤3,問題轉(zhuǎn)換為當m∈[-1,3]時,|m-t|的最大值為2,利用數(shù)軸及絕對值的幾何意義可知t=1.
說明:精彩!命題者在后來的考試說明中反復舉本例,其指出兩個核心考點:其一,絕對值的幾何意義你們知道嗎?這是中學數(shù)學的核心概念,早在初中數(shù)學就已經(jīng)了如指掌;其二,自變量x和參量t相對獨立,自然而然的是整體思想可以介入.十年之后,浙江命題者又“殺回馬槍”,君不見兩題本質(zhì)完全相同,絕對值幾何意義欲然紙上嘛!所以說,研究真題的價值在于理解、掌握其問題背后的核心考點,這樣的思考遠遠比做無數(shù)道重復、徒勞的模擬題高效得多!
很多優(yōu)秀的試題都是在知識交匯處的考查,命題中特別注重知識的交叉,而且選擇的知識點又必定是章節(jié)中的核心知識.對這樣的優(yōu)秀試題的分析,可以讓學生理解知識點在問題的解決中是如何考查的,有助于學生進一步理解章節(jié)中哪些知識是重要的、必須的.以向量為例,我們知道向量章節(jié)中最為重要的核心知識是向量數(shù)量積,以數(shù)量積作為考點的問題非常之多,比如向量的夾角公式、投影等,但是若僅單一的考查顯然不會出現(xiàn)在綜合性知識中,將其融合到一定背景的問題中則妙趣橫生.
圖1
(1)求直線AP斜率的取值范圍;
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
分析:研究第(2)問,首先看一下參考答案的解答:聯(lián)立直線AP和BQ的方程,即解得點Q的橫坐標是|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3.令f(k)=-(k-1)(k+1)3,因為上單調(diào)遞增,時,|PA|·|PQ|取得最試想問題是解決了,但是這樣的解法是不是真正的考查命題意圖呢?高中數(shù)學中某些知識性、工具性的武器是否思考到位了呢?讓我們回到圖形中進一步思考,既然|PA|·|PQ|是共線的,那豈不是|PA|·|PQ|==向量工具性的作用躍然紙上,投影考查的本意凸顯出來,使得問題的解決跟參考答案相比完全是不且僅當x=1時等號成立.
圖2
說明:思路的開拓性,大大降低了計算的復雜性.本題是高考命制的優(yōu)秀試題,凸顯了對考生的選拔作用,對于注重思維的學生,從垂直的視角聯(lián)想到投影,從而向量的工具性較為合適;對于注重運算的學生,強調(diào)熟練度,較高的運算能力也可以突破.對于知識交叉處的命題,自然而然成為教學的核心,對于考點的思考,又是方法選擇中的核心知識,因此向量數(shù)量積投影概念成為時時刻刻在知識體系中能被調(diào)用的重中之重.
數(shù)學思想是數(shù)學教學最核心的部分.從解題教學的現(xiàn)狀來看,要加強核心知識的理解,還需要在數(shù)學思想方法上給予滲透,將核心知識在思想方法的指引下合理地運用到位.只有具備思想的教學,才是有深度的、有靈魂的教學.
問題4:設函數(shù)f(x)=x2+ax+b.
(2)已知函數(shù)f(x)在[-1,1]上存在零點,0≤b-2a≤1,求b的取值范圍.
分析:主要分析第(2)問.有興趣的讀者可以搜索參考答案,以分類討論為主的切入,讓問題的解答側(cè)重代數(shù)化處理,顯得較為生疏.試想,學生不可能如參考答案般地進行問題的討論.因此以思想為載體的核心知識的介入,成為新的思維起點.試想,零點可以轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)的交點,從函數(shù)的角度來說,x2+ax+b=0?ax+b=-x2,令函數(shù)g(x)=ax+b及h(x)=-x2,則g(-2)=b-2a∈[0,1],如圖2,構造圖形,記A(-2,1),B(-2,0),C(-1,-1),那么lAC:y=-2x-3?b≥-3,l切:y-1=k(x+2),將其與拋物線y=-x2聯(lián)立,可知x2+kx+2k+1=0?Δ=0,得k=4-2正解不合題意舍去),此時l切:y=(4-2)x+9-4,因此b≤9-4,由兩個臨界狀態(tài)位置可知-3≤b≤9-4
說明:相比參考答案,這里體現(xiàn)了零點問題即兩個函數(shù)交點的橫坐標處理方式,以圖形化的處理替代了代數(shù)化的分類討論,言簡意賅的同時,揭示了數(shù)學思想方法在解題教學中對核心知識的駕馭.可以這么說,思想方法的介入和運用勢必在困難問題上成為我們的核心武器,對于解題教學中核心知識的理解有著幫助作用.讓我們回頭想一想函數(shù)零點這一知識:何為零點?函數(shù)f(x)=0的點.零點求解的基本方式,其一,解f(x)=0的方程;其二,轉(zhuǎn)化為g(x)=h(x),求兩函數(shù)交點的橫坐標.核心知識、核心對待、核心思想(數(shù)形結合思想是中學數(shù)學使用頻率最高的數(shù)學思想方法)、核心處理,成為教學的關鍵.
筆者認為,以往講再多的題、練再多的題都沒有能夠解決一個問題的話,那樣的教學是可悲的、低效的.這一問題就是要理解數(shù)學考查的核心知識、核心技能、核心思想.章建躍博士早在2010年10月的《中小學數(shù)學》高中版的編后漫談中提及:“這一期的文章讓我欣慰又無奈,本期有三篇文章涉及零向量,說明老師們的研究很有專研精神,但是零向量在中學數(shù)學中只是一個規(guī)定,并非核心知識所在,老師們的研究又有多少意義呢?正是這樣的闡述,讓我們理解中學數(shù)學教學要加強核心知識的理解和教學,對于零向量之類的知識,何不瀟灑一點?讓它隨風去吧.”
1.殷偉康.數(shù)學概念教學中追問的特征與時機[J].數(shù)學教學研究,2014(5).
2.黃嚴生,束從武.例談“問思”教學法[J].中學數(shù)學教學,2013(11).
3.吳志雄.培養(yǎng)高中生數(shù)學應用意識的策略與思考[J].中學數(shù)學研究,2010(5).
4.楊建輝.新課程標準下教師解題設計應具備的幾種意識[J].數(shù)學通報,2011(2).F