趙智勇 張立界
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括:數(shù)學(xué)抽象,邏輯推理,數(shù)學(xué)建模,直觀想象,數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析.這些都是數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn).通過(guò)解題,如何提升思維水平?如何真正發(fā)揮題目的價(jià)值?在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步形成應(yīng)具備的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),是每一個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者所必須思考并踐行的問(wèn)題.下面通過(guò)“一道2016年武漢市中考題數(shù)學(xué)試題”解題和反思的心路歷程,對(duì)如何學(xué)會(huì)解題進(jìn)行探討.
思考:這種解法類比第(2)問(wèn)的第①小問(wèn)的思路和方法,利用三角形中位線的性質(zhì)將條件∠BMP=60°轉(zhuǎn)移為∠ECP=60°,構(gòu)造相似三角形(△ECP∽△EAC)使問(wèn)題得以解決.過(guò)點(diǎn)C作AB邊的垂線,可以將題目中的45°和60°條件分別轉(zhuǎn)化到含有45°和60°的兩個(gè)特殊的直角三角形中,利用其三邊比的關(guān)系,可以快速求得AB=1+3,BC=6.
2.直面中點(diǎn) 直接轉(zhuǎn)化
反思上面本題的解答過(guò)程,可以發(fā)現(xiàn)利用好本問(wèn)題中“M為線段CP的中點(diǎn)”這一個(gè)重要的條件構(gòu)造三角形的中位線是解答關(guān)鍵;中點(diǎn)具有許多優(yōu)美的性質(zhì)可以利用,我們能不能直接在中點(diǎn)M處做文章呢?因此,考慮過(guò)點(diǎn)M作垂線或平行線,利用中點(diǎn)直接實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,減少思維彎道.
思考:這種解法,是直接利用中點(diǎn)M構(gòu)造三角形的中位線,并將條件∠BMP=∠A=60°轉(zhuǎn)化為∠BMP=∠BFM=60°,從而得到相似三角形(△BMP∽△BFM).同時(shí)構(gòu)造直角三角形,集中條件,用BP的長(zhǎng)表示BM2.解題時(shí),盡量集中有利條件,更便于求解.
3.數(shù)形結(jié)合 創(chuàng)新轉(zhuǎn)化
對(duì)于一些圖形比較簡(jiǎn)潔,數(shù)量關(guān)系明確的數(shù)學(xué)問(wèn)題,若我們借助于坐標(biāo)系研究,常常能出奇制勝,可以使復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系直觀化、簡(jiǎn)單化,從而探索出巧妙的解法.
思考:數(shù)形結(jié)合為我們提供了新的思路,省卻了添加輔助線構(gòu)造直角三角形求BM2的過(guò)程;我們可以看到,在圖形相對(duì)比較規(guī)則,數(shù)量關(guān)系比較明確的前提下,數(shù)形結(jié)合的方法能給我們提供相對(duì)比較固定而且有效的方法.
4.面積方法 再現(xiàn)經(jīng)典
面積法是解決三角形和四邊形問(wèn)題的經(jīng)典方法之一.早在公元前3世紀(jì),古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得在《幾何原本》中給出了(命題Ⅵ. 2): “將三角形兩腰分割成成比例的線段,則分點(diǎn)連線段平行于三角形的底邊.”歐幾里得證明該定理的方法是:將線段之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為三角形面積之間的關(guān)系,再將三角形面積之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為線段的位置關(guān)系.這種 “利用三角形面積作為轉(zhuǎn)化橋梁”的思路和方法,同樣適用于線段求解的問(wèn)題.如我們可用不同的方式表示同一個(gè)三角形的面積,然后建關(guān)系式,也常用同底等高、等底同高、等底等高的相等面積解決問(wèn)題.
思考:解法4利用面積關(guān)系得到關(guān)系式x=ab,利用勾股定理得到了a,b,x之間的關(guān)系式②和③,其實(shí)利用相似三角形的判定和性質(zhì)或用余弦定理、中線定理等,也可以得到可替代的結(jié)果.
三、反思?xì)w納 提升素養(yǎng)
解答數(shù)學(xué)習(xí)題的實(shí)質(zhì)是什么呢?《怎樣學(xué)會(huì)解數(shù)學(xué)題》(原蘇聯(lián),弗里德曼等著)一書認(rèn)為“解數(shù)學(xué)題,這就是要找到一種一般數(shù)學(xué)原理(定義、公理、定理、定律、公式)的序列,把這些原理用于習(xí)題的條件或者條件的推論(解題的中間結(jié)果),得到習(xí)題所要的東西,即習(xí)題的答案”.這是“關(guān)于解答數(shù)學(xué)習(xí)題實(shí)質(zhì)的初步的,最一般的說(shuō)明”.
此題方法較多,原因在于此題圖形中明著含有中點(diǎn)、中線,暗著含有中位線,還含有特殊角45°、60°等.解題時(shí),就是要找到關(guān)于中點(diǎn)、特殊角一般數(shù)學(xué)原理的序列,把這些原理用于習(xí)題的條件或者條件的推論,即可得到題目的答案.
波利亞說(shuō)過(guò),“沒(méi)有任何問(wèn)題是可以解決得十全十美的,總剩下些工作要做.經(jīng)過(guò)充分的探討與鉆研,我們能夠改進(jìn)這個(gè)解答,而且在任何情況下,我們總能提高自己對(duì)這個(gè)解答的理解水平”.本題的探究過(guò)程也恰恰說(shuō)明了這一觀點(diǎn).品味數(shù)學(xué)史上的問(wèn)題,體會(huì)前人解決問(wèn)題的策略和方法,對(duì)今天的學(xué)習(xí)有幫助和啟示作用.對(duì)解題過(guò)程進(jìn)行深入探討并及時(shí)反思?xì)w納,有助于感悟數(shù)學(xué)知識(shí)之諧,方法之美,思想之光,體驗(yàn)探究之樂(lè),文化之魅,并幫助我們理解數(shù)學(xué)解題之道.因此,“應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)這樣一種對(duì)待習(xí)題的態(tài)度,即:把習(xí)題看做是精密研究的對(duì)象,而把解答問(wèn)題看做是設(shè)計(jì)和發(fā)明的目標(biāo)”,如此,才能加深對(duì)題目的認(rèn)識(shí),進(jìn)而盡可能的發(fā)揮題目的教育價(jià)值,提升思維水平,培養(yǎng)理性精神和探究意識(shí),在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)展應(yīng)具備的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).