李衛(wèi)超
摘要:數(shù)學(xué)解題是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的一個重要方面,但是如果只是一味的解題,缺乏解題后的反思,容易掉進(jìn)題海戰(zhàn)術(shù)的漩渦,反而得不償失.本文從一道高三期中考試題的解題過程出發(fā),探究在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中如何引導(dǎo)學(xué)生高效的復(fù)習(xí),并重視反思的重要性,從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維意識,促進(jìn)高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的高效率.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)解題;反思;數(shù)學(xué)思維
以題為鏡,可以檢驗知識的掌握程度,解題后反思,以題為型,可以變化出眾多問題,既反映了知識的探究程度,也能鍛煉數(shù)學(xué)思維能力,這對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)尤為重要。本文從一道考試題出發(fā)來闡述,敬請同行批評指正.
案例(蘇州高三期中考試題)已知 ,則 的最小值為
本題考查在限制條件下,求分式的最值問題.對于此題,一般情況下是消元,將變量減少,轉(zhuǎn)化為可以利用函數(shù)的知識解決問題.具體解答過程如下:
解:由 ,可得 ,又因為 ,所以
令 ,則本題目就轉(zhuǎn)化為當(dāng) 時,求 的最小值問題,我們可以利用導(dǎo)數(shù)的知識來求解.
當(dāng) 時, ,則函數(shù) 在 上單調(diào)遞減;當(dāng) 時, ,則函數(shù) 在 上單調(diào)遞增,故函數(shù) 在 時取得極小值并且也是最小值,計算得到 ,即分式 的最小值為 .
在有限時間的考試過程中,利用函數(shù)知識正確解答本題需要花費(fèi)較多的時間,尤其是在求 的導(dǎo)函數(shù)過程中,鑒于學(xué)生的運(yùn)算能力較弱,很容易出錯,一旦中間出現(xiàn)錯誤,則本題就勞而無獲了,甚是遺憾.為了能夠讓學(xué)生更容易做出此題,減少錯誤,從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā),有意識的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思,結(jié)合已有知識,能否從另外的角度去思考問題,這樣有利于鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維能力.
本題的解答過程我們利用了函數(shù)的知識,結(jié)合已學(xué)的內(nèi)容,我們也可以利用基本不等式來求最小值.基本不等式又稱均值不等式,是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,也是每年高考數(shù)學(xué)考察的熱點(diǎn)內(nèi)容之一,在江蘇高考中是C級要求.它的應(yīng)用范圍幾乎涉及高中數(shù)學(xué)的每個章節(jié),但是在實際應(yīng)用上一般限定在求最值,判斷、證明等.
(基本不等式)如果 ,那么 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時等號成立.
對于本題我們利用基本不等式的解答如下:
由 ,可得 ,所以 ,觀察這個分式的分母,結(jié)合已知條件,我們可以將分式變形為
此時發(fā)現(xiàn),這個分式兩個分母相加為一個常數(shù),即由 ,則 ,原分式可變形為
當(dāng)且僅當(dāng) 時,等號成立.聯(lián)立 ,可知 ,因此我們可以求出分式 的最小值為 .
利用基本不等式能夠順利的求解此種類型的最值問題,在解答過程中通過觀察分母,發(fā)現(xiàn)兩者相加等于一個常值,這樣就能夠充分利用“1”的妙處,恰到好處的轉(zhuǎn)化為可以利用基本不等式求解問題.教學(xué)過程中學(xué)生可能會產(chǎn)生一個疑問,這樣的解題方法能否成為同種類型題目的通性解法呢?我們可以及時給出兩道同類型題目讓學(xué)生自主思考和解答.
演練1 若 ,且 ,則使得 取得最小值時實數(shù) 的值為
演練2 已知 ,且 ,則 的最小值為
在配湊時要善于觀察形式,結(jié)合已知條件和分式中的兩個分母,學(xué)生通過系數(shù)的調(diào)整能夠配湊出定值“1”.對于演練1,學(xué)生都能夠構(gòu)造出 ,而對于演練2,學(xué)生也都能夠構(gòu)造出 ,從而能夠順利完成這兩道題的解答.
通過一題多解以及解題后的反思,不僅讓學(xué)生學(xué)會了一種問題的考慮角度不同,解答方法也不盡相同,而且更重要的是讓學(xué)生能夠及時反思,并且通過反思帶來學(xué)習(xí)的樂趣,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的信心.
在高中整個學(xué)習(xí)過程中,反思應(yīng)該貫穿始終,只有經(jīng)過自己不斷地反思,學(xué)習(xí)效果才會高效率.我覺得反思應(yīng)該從以下幾個方面做起.
一、反思審題,正確認(rèn)知
審題是解決一道問題的前提,只有對題目中的已知量,未知量心中有桿秤,才能下手.然而學(xué)生往往審題不仔細(xì),就匆忙下手,結(jié)果可想而知,同時也反映出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的心浮氣躁的秉性.
比如,已知集合 ,若 中只有一個元素,求 的值.從考試解答情況來看,本題大部分同學(xué)的解答結(jié)果都是 ,同學(xué)們在解答的時候默認(rèn)集合 中的元素就是一元二次方程 的根,殊不知當(dāng) 時,它不再是一元二次方程,而是一元一次方程了,故要對 是否等于 進(jìn)行討論.
再比如,求函數(shù) 的定義域.這是一道??碱}型,但學(xué)生的錯誤率還是極高,究其原因還是審題不清.學(xué)生都能夠想到 ,但卻忽略了對數(shù)的真數(shù)要大于 這個隱性條件.
由此可見數(shù)學(xué)審題在數(shù)學(xué)解題中處于一個非常重要的地位.這就要求我們老師在平時教學(xué)中要多花時間去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行審題方面的指導(dǎo),面對問題要多問個為什么,這道題考察了什么知識點(diǎn),有哪些需要注意的等等.這樣操作不僅能夠提高解題速度,更重要的是減少不必要的失分.
二、反思方法,破解定勢
解題方法的選擇是決定成敗的關(guān)鍵.正確的選擇方法,能夠在最短的時間內(nèi),完成解題.選擇的方法不當(dāng),則計算繁瑣或者根本就解不出來.這在平時的教學(xué)中要適時的引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注方法的選擇.
比如,已知復(fù)數(shù) 的模為 ,求 的值.學(xué)生看到此題,由于思維定勢的影響,往往是先把復(fù)數(shù) 化為代數(shù)式,即讓這個分式的分子、分母同時乘以分母的共軛 ,但這樣做,運(yùn)算量很大,花費(fèi)的時間也多,正確率也不高,所以要反思一下,方法是不是不對,有什么更好的方法呢?老師就要破解學(xué)生的思維定勢,加以正確的引導(dǎo).要求復(fù)數(shù) 的模,我們可以這樣做: ,則 .
這樣的例子還有很多,所以在解題中要對解題過程進(jìn)行反思,從失敗的教訓(xùn)中找出解答問題的利劍,對錯誤加以糾正,對提高學(xué)生對知識的把握能力有很大的進(jìn)步.
三、反思拓展,鍛煉思維
反思拓展顧名思義就是指在解題后,思考能否將題目中的條件適當(dāng)?shù)母淖?,以及改變后題目的解答方法是否與原題目有本質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系,或者會得到什么新的結(jié)果.這樣通過反思發(fā)現(xiàn)規(guī)律,既拓展了知識的應(yīng)用能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力.
比如,當(dāng) 時,求 的最小值,我們可以將其做以下幾種變式練習(xí).變式 、當(dāng) ,求 的最大值;變式 、當(dāng) ,求 的最小值;變式 、
當(dāng) ,求 的最小值;變式 、當(dāng) ,求 的最大值.通過對一道題目的深入的探究學(xué)習(xí)、變式練習(xí),不僅讓學(xué)生對基本不等式有了更深刻的理解,而且讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)問題的活力四射,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣和動力.
總而言之,在平時的數(shù)學(xué)教學(xué)中,如果多重視些解題后的反思,對解題活動進(jìn)一步構(gòu)建,是進(jìn)一步提高和升華的過程,對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維力,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識有很大的益處,同時能夠逐步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、積極探究的習(xí)慣,并教會學(xué)生懂得如何學(xué)好數(shù)學(xué),這是學(xué)好數(shù)學(xué)的必要條件.
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