洪妍妍
運算能力是數(shù)學基本能力發(fā)展的一項重要指標,主要是指能夠根據(jù)運算法則和運算律正確地進行運算的能力.教學中發(fā)展學生的運算能力要讓學生實現(xiàn)從“認知階段”到“聯(lián)系階段”再到“自動化階段”的進階.培養(yǎng)學生的運算能力應該關注對學生運算思路和運算方法的點撥,側(cè)重從以下4個環(huán)節(jié)進行引導:分析運算條件、尋找運算算理、選擇運算方向、優(yōu)化運算方法.現(xiàn)以“配方法”復習教學為例,談談如何發(fā)展學生的運算能力.
1 教學案例再現(xiàn)
配方法的復習教學是發(fā)展學生運算能力的一個很好的契機,依據(jù)如下:
第一,配方是對完全平方公式的逆用變形,有助于培養(yǎng)學生的逆向思維。根據(jù)公式特征可以巧妙解決運算問題,它是提高學生運算能力的重要過程,對學生的符號意識的形成具有重要作用;
第二,利用配方解決特殊結構式子,對其它公式(如平方差公式)解決特殊結構式子具有示范作用.對特殊結構式子的觀察,是提高學生運算技能的必經(jīng)之路,對學生發(fā)現(xiàn)數(shù)式特征,解決規(guī)律問題提供一定的研究思路;
第三,配方是一種實現(xiàn)降次的重要變形轉(zhuǎn)化,是解決高次多項式的有關問題的重要轉(zhuǎn)化方法,是初中數(shù)學中許多重要內(nèi)容的基礎(如一元二次方程的解法、一元二次函數(shù)求最值等),具有示范和引領作用.
1.1 基礎訓練,回顧算理
練習1 因式分解:
(l) a2-4a+4=____;
(2)-3x2+6Xy-3y2=____.
練習2 用配方法解一元二次方程:
(l)X2-8x+l=0;(2) 3x2-6x-4=0.
練習3利用配方法,將下列二次函數(shù)寫成y=a(x-h)2+k的形式,并求出最值:
(l)y=X2-2x-4=一____,最____值是 ______;
(2)y最____值是________.
筆者通過一組練習題喚起學生對配方法涉及的相關知識進行回憶.通過3組基本題型對知識進行簡單梳理,幫助學生回顧、理解配方法的算理,形成程序化解題步驟,掌握配方法的基本技能,為能力的發(fā)展打好基礎.
通過3組基本題型的訓練,學生經(jīng)歷運算技能形成的第一階段:認知階段,即學會怎么算.
1.2 題型歸納,挖掘本質(zhì)
1.2.1降次
例1 已知(x+1)2+2(x+1)+1=o,求x的值.
問題 (1)解一元二次方程有幾種方法?
(2)你選擇什么哪一種解法?說明理由.
筆者采用問題串方式,引導學生回顧并分析一元二次方程求解問題的方法選擇.觀察式子結構發(fā)現(xiàn)方程左邊可以配成完全平方式,優(yōu)先選擇配方法解方程(探究運算方向),從而確定運算方向.方法的選擇,促進學生理解配方法而不僅僅是應用配方法,提高運算的筒捷性.多思而不是多算,從技能到技巧發(fā)展,提高學生的運算技巧.
變式 己知t4—2t2+1=o,求f的值.
問題(l)請說出自己的解題思路.
(2)為什么可以這么做,你是怎么想到這種方
法的?
筆者通過兩個問題的引導,兩種方法的對比,引導學生分析運算條件,緊扣運算目標,探究運算方向,提高運算的有效性,培養(yǎng)學生學會有向有序地觀察、分析式子的結構特征,感知條件之間的邏輯關系,巧用配方降次,實現(xiàn)底數(shù)的運算與冪的運算之間的靈活轉(zhuǎn)化,從運算的操作過渡到思維層面的思考,逐步發(fā)展學生的運算能力.
問題反思什么情況下,需要用配方法進行降次?
歸納總結①解具有t2±2at+ a2=m(m≥o)結構特征的方程;②解高次(次數(shù)高于二次)方程;③二次式運算較為復雜的情況(與底數(shù)的運算進行靈活轉(zhuǎn)換).
1.2.2應用平方的非負性
例3 求y=2x2-4x-7的最大值或最小值.
例3 考查最值問題,問題指向明確,筆者通過本題,讓學生直接感知配方法在解決最值問題的直觀應用,歸納總結配方后應用平方的非負性解決最值問題的一般步驟,從而逐步將運算方法內(nèi)化.
例4若x,y為任意實數(shù),比較6xy與X2+9y2的大小.
問題 (l)如何比較這兩個二次式的大???說說自己的思路.
例4 的設問沒有直接指向配方法,但作差法是解決比較大小的常用方法,通過對問題的深入分析,學生不難想到解決方法.問題轉(zhuǎn)化為判斷二次三項式的正負問題,思考應用平方的非負性進行求解,故對式子進行配方處理.在引導學生闡述思路的過程中,促進學生深入理解配方法在實際情境中的應用,加深學生對配方本質(zhì)的理解,進一步強化算理,逐步培養(yǎng)學生的運算推理能力.
例5 試判斷關于x的方程X2+2ax+2a2-a+5=o的根的情況.
判斷方程根的情況實質(zhì)是判斷判別式的正負問題,即判斷二次式△=-4a2+4a-20的正負問題(判斷二次三項式的正負問題).筆者通過對本題的引導,引導學生對挖掘設問中隱含問題,自主想到配方法并主動使用,實現(xiàn)運算能力自動化的逐步過渡.
例6若a,b,c是△ABC的三邊,且a2+b2+C2+50= 6a+8b+lOc,判斷三角形的形狀.
問題(1)分享一下你的做法?
(2)你為什么要這樣做?
筆者有意設計兩個問題,引導學生在解題后反思解題思路.學生無法直接得到此多元二次方程中未知元的值,卻能通過它們的關系間接求值.從觀察結構到應用配方法對方程進行整合,最后完成求解的整個過程是學生運算能力的一個進階過程.從一組配方到多組配方遞進,前后類比,從而促進學生運算思維能力再一次飛躍.
問題反思什么情況下,可能需要應用平方的非負性?
歸納總結①解多元二次方程;②問題涉及二次式(二次函數(shù))求最值、討論正負.
不同梯度、不同類型、不同背景的練習從易到難,學生經(jīng)歷運算技能的第二階段:聯(lián)系階段,即將操作技能進行合成,形成步驟,并將步驟程序化.
1.3 歸納總結,提升方法
問題(1)在什么問題情境中可能用配方法?
(2)配方法在解決問題中通常有什么作用?
(3)配方過程要注意哪些技巧?
歸納(1)①解二次方程或高次方程;②二次式(二次函數(shù))討論取值范圍(求最值問題、討論正負問題);③含有二次式的代數(shù)式比較大小.
(2)配方法的主要作用:①實現(xiàn)降次,化未知為已知;②配方后,利用完全平方式的非負性,挖掘代數(shù)式中隱含條件;③改變代數(shù)式的結構,實現(xiàn)式子變形;④巧用數(shù)據(jù),化繁為筒,簡便運算,事半功倍.
(3)配方過程的技巧:①靈活處理二次項系數(shù),簡化配方過程;②恰當“配湊”,善于添項、拆項是靈活配方的基礎.
從“什么時候用”、“有什么用”、“怎么有效用”三方面進行反思總結,學生經(jīng)歷運算技能的第三階段:自動化階段,即逐步實現(xiàn)技能的精致與協(xié)調(diào),形成“技能組塊”,操作起來熟練且步驟簡縮.
2 教學反思
2.1 重視雙基,鞏固運算技能
單一技能的掌握是技能疊加的“地基”,對算理的正確理解與應用是發(fā)展能力的前提.教學中,對每個運算模塊中的基本題型的梳理與訓練是必不可少的,在進行基礎知識、基本技能的訓練過程中,教師要做到題目精選、精練,心中主軸清晰,一切以學生內(nèi)化算理為重,幫助學生形成程序化的運算過程,做到心中有“章法”,解題有“程序”,從而達到鞏固運算技能的功效.
2.2 關注聯(lián)系,發(fā)展運算技能
在學生充分理解并能準確應用算理的基礎上,錯綜復雜的題目經(jīng)常使學生感到迷惑.教學中,關注聯(lián)系能有效幫助學生挖掘知識的本質(zhì).教師在啟發(fā)學生歸納的過程中,要關注多重聯(lián)系、多向聯(lián)系,包括算理的作用、試用范圍,試題中可能出現(xiàn)的背景、設問等.為了讓學生能有直觀的感受,教師可以選擇以題帶動知識的歸納,幫助學生將零散的知識進行聯(lián)系,從繁雜的題目中抽離出來,抓住知識的本質(zhì),做到有序、有向地思考問題.從“怎么用”到“什么時候用”過渡,從而發(fā)展學生的運算技能.
2.3 善于反思,精致運算技能
每一次的反思,都是一個知識升華的過程.引導學生不斷反思、總結,是學生從技能向能力發(fā)展的一個關鍵環(huán)節(jié).學生的反思往往是豐富而又充滿創(chuàng)造力的,教師的補充也是必不可少的,集師生的共同智慧,學生對算理的理解能達到一個更為深刻的層次,從“會算”最終邁向“精算”,精致運算技能.
3 結束語
教學路漫漫,運算能力作為一項基本能力,與學生的整個數(shù)學學習生涯緊密結合.筆者力求通過這樣一節(jié)復習課,讓學生的運算能力可以得到發(fā)展,同時,也能以此為例,讓學生能在對其他運算模塊的學習與復習中,能有所借鑒.