高三數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)不應(yīng)該只是對已掌握知識的再回顧,更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生對知識系統(tǒng)的再建構(gòu)、再補充完善。而主題教學(xué)設(shè)計就是倡導(dǎo)將教學(xué)內(nèi)容置于整體中去把控,關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)以及蘊含其中的數(shù)學(xué)思想方法。
專題復(fù)習(xí)主線教學(xué)設(shè)計是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及教師對于內(nèi)容之間的聯(lián)系進行的創(chuàng)造性思考和整合,在復(fù)習(xí)過程中,尤其是在經(jīng)過一輪復(fù)習(xí)后的專題復(fù)習(xí)中,針對多個知識點或者跨章節(jié)中相關(guān)聯(lián)的一些問題,可以組織專題復(fù)習(xí)主線教學(xué),即通過設(shè)計把相關(guān)的知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,通過知識、技能、思想等層面對教學(xué)內(nèi)容進行一次系統(tǒng)、全面的回顧與梳理,進而讓學(xué)生完善認(rèn)知結(jié)構(gòu),促進解題思想方法的形成,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。
1.以重要的數(shù)學(xué)概念或核心數(shù)學(xué)知識為主線設(shè)計教學(xué)。江蘇高考數(shù)學(xué)科目考試說明共有118個考點,這些知識點在教材中有些是在章節(jié)中呈現(xiàn),有些是跨章節(jié)呈現(xiàn),如函數(shù)的基本性質(zhì)、基本初等函數(shù)、數(shù)列、不等式、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用作為獨立的板塊單獨成章,但又緊密聯(lián)系,呈現(xiàn)出一種遞進,螺旋上升的關(guān)系。因此,在高三數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)中,可以以重要的數(shù)學(xué)概念或核心數(shù)學(xué)知識為主線設(shè)計教學(xué),形成專題。例如,以高中數(shù)學(xué)內(nèi)容中的單調(diào)性為例,可以設(shè)計多元問題的最值問題、數(shù)列中的最值 (范圍)問題,函數(shù)的零點問題等。
2.以數(shù)學(xué)思想方法為主線設(shè)計教學(xué)。教材中有很多體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合思想的內(nèi)容章節(jié),如果可以以數(shù)形結(jié)合思想方法來組織設(shè)計主題教學(xué),則可以將高中數(shù)學(xué)內(nèi)容中的集合、基本初等函數(shù)、函數(shù)與方程、導(dǎo)數(shù)、解析幾何等內(nèi)容整合在一起構(gòu)成數(shù)形結(jié)合思想方法的主題,這樣不僅可以在高三復(fù)習(xí)中完善自己的認(rèn)知體系,也可以體驗由形到數(shù),再由數(shù)到形的轉(zhuǎn)化過程,把握數(shù)形結(jié)合的雙向性,增強思維的轉(zhuǎn)化能力和數(shù)學(xué)問題的表征能力。
3.以數(shù)學(xué)解題方法為主線設(shè)計教學(xué)。在教學(xué)中,教師能站在一個高度,以數(shù)學(xué)解題方法為主線引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)方法進行歸類整理,學(xué)生應(yīng)該會對解題方法有更深刻的領(lǐng)悟,將解題方法熟練應(yīng)用到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,進而提升解題意識和能力。例如,換元法在高中數(shù)學(xué)知識中有著非常廣泛的運用,尤其在處理復(fù)雜式子時優(yōu)點非常明顯,但是這一方法僅僅通過一道題或者一個知識點很難讓學(xué)生完全掌握。因此,教師可以結(jié)合換元法在不同情境中的運用進行整合,以此為主線設(shè)計教學(xué),進行螺旋式的訓(xùn)練。
在高三數(shù)學(xué)測試題中,經(jīng)常會涉及多變量最值問題,此類問題涉及數(shù)學(xué)知識豐富,橫跨很多章節(jié),解題方法多樣,因此,筆者以多變量最值問題為主線設(shè)計專題教學(xué)。
引例:已知x+y=1,求x2+y2的最小值。
對于高三學(xué)生來說,這是一道基本題,處理方法常涉及以下五種:
法1:將x+y=1變形為y=1-x,代入x2+y2可得2x2-2x+1,從而將問題轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最小值。
法3:注意到在平面直角坐標(biāo)系中x+y=1表示直線,x2+y2的幾何意義是直線上的點到原點距離的平方,從而轉(zhuǎn)化為求原點到直線的距離。
法4:借助于法2的思想,設(shè)x2+y2=t(t>0),從而轉(zhuǎn)化為直線與圓有公共點,利用幾何法或代數(shù)法均可求得最小值。
法5:設(shè) x2+y2=t(t>0),則代入x+y=1,利用三角函數(shù)有界性可求得最小值。
上述引例從題目到解法都是相當(dāng)基礎(chǔ)的,但是在基礎(chǔ)之中又蘊含了豐富的內(nèi)容,這個問題可以看成是一個純粹的代數(shù)問題,選擇代入消元或者不等式即可;或者選擇三角換元,利用三角函數(shù)知識解題。同時,這個問題也可以是解析幾何問題,轉(zhuǎn)化為直線與圓的位置關(guān)系問題,考查到了代數(shù)式的幾何意義,應(yīng)該說建立了代數(shù)和幾何的有機聯(lián)系。因此,可以以此為拓展點,進行后面的變式主題教學(xué)。
變式1已知x2+y2=1,求x+y的最小值。
法2:令x+y=t,轉(zhuǎn)化為直線與圓有公共點,從而可以利用方程思想或者幾何法求得結(jié)果。
變式2已知x2+y2=1,求2x+y的最小值。
變式1的法1和法2可用,法3不可直接用,但可以通過構(gòu)造后用。
法3: (2x+y)2=4x2+y2+4xy=4x2+y2+2x (2y) ≤4x2+y2+x2+4y2=5(x2+y2)=5,由此,可求得最小值。
變式3已知4x2+y2+xy=1,求2x+y的最小值。
在條件中增加了xy后,法1、法2和法3都可以運用,另外還可以增加法4。
法4: 設(shè) 2x+y=S, 則 S2= (2x+y)2=4x2+4xy+y2+λ (4x2+4xy+y2-1) = (4+4λ) x2+ (4+λ) xy+ (1-λ)y2-λ.由△= (4+λ)2-4 (4+4λ) (1+λ) =0, 解得
綜上所述,在處理多元最值問題時,我們通常會由消元法轉(zhuǎn)化為一元函數(shù)問題,利用方程的思想轉(zhuǎn)化為方程有解問題,配湊基本不等式,通過常值代換構(gòu)造齊次式以及高等數(shù)學(xué)中的拉格朗日乘數(shù)法求最值。通過對引例及其變式的分析與解法探究,學(xué)生對于多元最值問題的題型應(yīng)該會有更高的認(rèn)知,在解題的方法上應(yīng)該也會有深刻的感悟,相信今后能夠正確、優(yōu)選相關(guān)方法解決相關(guān)問題。
高三復(fù)習(xí)不僅要關(guān)注知識網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu),更要關(guān)注基本方法的建構(gòu)和數(shù)學(xué)思想的滲透。高三數(shù)學(xué)專題主線教學(xué)設(shè)計不是相關(guān)知識題目的隨意組合,而是貫穿了數(shù)學(xué)知識、解題技巧及思想方法,是一個完整的系統(tǒng)。通過主題教學(xué),讓學(xué)生把握知識的本質(zhì)、掌握解題的方法、感悟數(shù)學(xué)思想。在上述案例中,通過引例及變式,圍繞知識、方法、思想等主線展開,題目選擇一方面凸顯其整體性和統(tǒng)領(lǐng)性,突出其對重點知識和能力的要求,另一方面通過變式呈現(xiàn)出一定的層次性,由易到難、由基礎(chǔ)到綜合,通過挖掘知識與方法間的內(nèi)在聯(lián)系,歸納、整理、升華,形成知識網(wǎng)絡(luò),真正實現(xiàn) “解一題、通一類、會一片”。對于多元最值問題的解題,可以運用函數(shù)與方程基本思想、化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想,采用消元法 (減法)、換元法(三角換元、整體換元)等基本方法,也可以采用配湊法 (配湊基本不等式)、待定系數(shù)法、常值代換。
總之,在高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)過程中,教師要認(rèn)真研讀教材、研究考綱,從知識、技能、思想等方面設(shè)計教學(xué),讓學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中深刻理解數(shù)學(xué)知識的本質(zhì),掌握核心解題技能和數(shù)學(xué)思想方法,真正實現(xiàn)減負(fù)增效,培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。