江蘇省徐州市豐縣華山中學(xué) 滕景波
在現(xiàn)實(shí)世界和日常生活中存在著大量的不等關(guān)系,不等式是刻畫不等關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,學(xué)習(xí)不等式的求解對(duì)解決現(xiàn)實(shí)世界和生活中的實(shí)際問題具有重要幫助。高中數(shù)學(xué)不等式學(xué)習(xí)內(nèi)容與初中數(shù)學(xué)不等式學(xué)習(xí)內(nèi)容相比,需要掌握的內(nèi)容更多,不等式未知數(shù)階次更高,不等式類型也更加復(fù)雜,有必要對(duì)高中數(shù)學(xué)不等式的解法教學(xué)策略進(jìn)行研究和討論,以便更好地開展高中數(shù)學(xué)不等式教學(xué)。
我國(guó)著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生曾經(jīng)說過這樣一句話:“數(shù)無形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微?!痹跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,應(yīng)當(dāng)注重“數(shù)”與“形”的巧妙結(jié)合,將抽象的數(shù)字轉(zhuǎn)化為直觀的圖形,將宏觀的圖形轉(zhuǎn)化為微觀的數(shù)值,兩者相輔相成,數(shù)形結(jié)合。
在求解不等式的教學(xué)中,教師也應(yīng)當(dāng)注意使用數(shù)形結(jié)合的教學(xué)思想和教學(xué)策略,利用函數(shù)圖形求解不等式未知數(shù)x 的取值范圍。例如,在求解一元二次不等式ax2+bx+c >0 或ax2+bx+c <0 的時(shí)候,可將不等式與一元二次方程ax2+bx+c=0 及二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c 結(jié)合起來,通過求解一元二次方程的根以及觀察二次函數(shù)f(x)的零點(diǎn)來判斷一元二次不等式未知數(shù)的取值范圍。通過描繪二次函數(shù)的圖像,可以很直觀地發(fā)現(xiàn)函數(shù)值的正負(fù)區(qū)域,通過求解一元二次方程的根,可以精確判斷二次函數(shù)的值在哪一點(diǎn)發(fā)生變化,進(jìn)而精確求出函數(shù)f(x)大于零或小于零的x 的取值范圍,數(shù)形結(jié)合,最終得到一元二次不等式未知數(shù)x 的取值范圍。
此外,在二元一次不等式組的求解過程中,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的思想,對(duì)抽象的不等式組進(jìn)行圖形展現(xiàn),利用線性規(guī)劃將不等式組進(jìn)行平面展開,通過數(shù)學(xué)計(jì)算尋找x、y 的過零點(diǎn),確定x、y 的取值界限,通過圖形分析確定x、y 的取值區(qū)間,數(shù)形結(jié)合,求解二元一次不等式組。
在高中數(shù)學(xué)不等式解法教學(xué)過程中,教師要利用數(shù)形結(jié)合的優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想和應(yīng)用能力,通過數(shù)形結(jié)合學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)不等式的求解,既可以鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力,又可以鍛煉學(xué)生的圖形理解和規(guī)律總結(jié)能力,從而讓高中數(shù)學(xué)不等式求解教學(xué)更易于理解、易于吸收,幫助學(xué)生更快、更穩(wěn)地掌握不等式內(nèi)容。
歸化性數(shù)學(xué)思維主要是指對(duì)主體已經(jīng)存在的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),以類比、觀察或者聯(lián)想的方式對(duì)問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化或變換,把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單的問題,采用能夠有效解決或者已經(jīng)解決問題的思想來解決現(xiàn)有問題。
例如,假設(shè)不等式mx2- 2x + 1 - m ≤ 0 對(duì)所有滿足|m| ≤ 2 的值都成立,求出x 的取值范圍。在此題中,若學(xué)生糾結(jié)于m 的取值,則將會(huì)陷入復(fù)雜的思考中,而如果應(yīng)用歸化性思維,則可以將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化,從而更好地進(jìn)行求解。此題解題思路為:將不等式左邊看作m 的函數(shù),設(shè)f(m)= mx2- 2x + 1 - m,如果對(duì)于|m| ≤ 2,f(m) ≤ 0 能夠成立,所以f(-2)≤ 0 且f(2) ≤ 0。通過此種方式將不等式中的未知數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并以邊界值代入的方式得到滿足題目要求的不等式組,最終求得x 的取值范圍。
根據(jù)已學(xué)得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),通過類比、觀察、想象等數(shù)學(xué)思維方式,將困難、復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為容易、簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問題,巧妙回避了原不等式題目中的數(shù)學(xué)陷阱,從而使不等式求解變得快速和高效。
題海戰(zhàn)術(shù)是高中數(shù)學(xué)經(jīng)久不衰的教學(xué)策略和方法,是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況的重要手段,也是學(xué)生鞏固和加強(qiáng)自身對(duì)題型、知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用的重要方式。雖然,隨著素質(zhì)教育和課程改革的發(fā)展,題海戰(zhàn)術(shù)受到了一些教育專家的批判和抨擊,但題海戰(zhàn)術(shù)仍然在高中數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。
針對(duì)高中數(shù)學(xué)不等式解法的教學(xué),應(yīng)用題海戰(zhàn)術(shù)不失為一個(gè)行之有效的策略和方法。高中數(shù)學(xué)不等式的學(xué)習(xí)內(nèi)容不多,主要有:一元二次不等式、二元一次不等式組與簡(jiǎn)單線性規(guī)劃問題、基本不等式等。教師在進(jìn)行不等式求解教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生答題錯(cuò)誤率較高的題型和內(nèi)容,針對(duì)這類問題出具專項(xiàng)習(xí)題練習(xí),通過對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容重復(fù)、變換的出題和答題練習(xí),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該類問題的掌握,減少錯(cuò)題率。
在不等式求解過程中,通過對(duì)不等式知識(shí)點(diǎn)和題型的全面解析,歸納總結(jié)不等式求解方法的主要類型,通過經(jīng)典例題的講解和分析,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各個(gè)題型的理解和記憶能力,并通過聯(lián)想和發(fā)散提高學(xué)生對(duì)創(chuàng)新性題型的解答能力。通過大量的例題講解和習(xí)題練習(xí),學(xué)習(xí)同一題型的不同解題思路和方法,尋找不等式題型求解的規(guī)律和特點(diǎn),化繁為簡(jiǎn),從而快速高效地完成高中數(shù)學(xué)不等式的求解。
高中數(shù)學(xué)不等式的內(nèi)容較初中而言相對(duì)較難,但求解過程仍有規(guī)律和特點(diǎn),不等式題目中的數(shù)值比較簡(jiǎn)單,很容易通過畫圖和簡(jiǎn)單的邏輯推理求解出來。將數(shù)形結(jié)合、歸化性思維和題海戰(zhàn)術(shù)的策略應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)不等式解法的教學(xué)中,可以讓不等式求解過程更直觀、更簡(jiǎn)單、更有規(guī)律性,進(jìn)而有利于學(xué)生對(duì)高中數(shù)學(xué)不等式內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握。本文通過理論分析和實(shí)例分析對(duì)這三種教學(xué)策略進(jìn)行了論述和探索,為高中數(shù)學(xué)不等式解法的教學(xué)策略研究提供借鑒和參考。