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        化繁為簡(jiǎn) 注重學(xué)生運(yùn)算能力的培養(yǎng)
        ——以解析幾何的運(yùn)算為例

        2022-04-16 14:51:20江蘇省興化市楚水實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中部周小生
        中學(xué)數(shù)學(xué) 2022年13期
        關(guān)鍵詞:拋物線解題能力

        ?江蘇省興化市楚水實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中部 周小生

        1 引言

        運(yùn)算能力是指學(xué)習(xí)者根據(jù)運(yùn)算律與運(yùn)算法則正確地進(jìn)行運(yùn)算的能力.隨著新課改的推行,運(yùn)算能力越來越受教育界的廣泛關(guān)注.而現(xiàn)實(shí)生活中,因科技水平的提高與時(shí)代發(fā)展的加速,上到宇宙飛船等高科技,下到買菜做飯等日常生活,許多精準(zhǔn)運(yùn)算都被智能化機(jī)器所取代,從而導(dǎo)致部分學(xué)生出現(xiàn)運(yùn)算意識(shí)薄弱的情況.鑒于此,筆者對(duì)學(xué)生當(dāng)前運(yùn)算狀況作一些粗淺地分析,并以解析幾何的運(yùn)算為例,具體談?wù)剰?qiáng)化學(xué)生運(yùn)算能力的得力措施,與君共勉.

        2 運(yùn)算能力的現(xiàn)狀分析

        2.1 教學(xué)形式陳舊,缺乏運(yùn)算興趣

        現(xiàn)實(shí)中,仍有些教師守著陳舊的教學(xué)觀念,認(rèn)為運(yùn)算能力的形成來自于大量的運(yùn)算練習(xí).一味地進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù),希望學(xué)生能在不斷的重復(fù)中熟能生巧,獲得較好的運(yùn)算能力.孰不知,運(yùn)算能力的形成是有一定技巧的,教師應(yīng)通過各種方式激發(fā)學(xué)生的探索欲,讓學(xué)生能在數(shù)學(xué)思想方法的引領(lǐng)下,透過現(xiàn)象看到運(yùn)算的本質(zhì),從心理上對(duì)運(yùn)算產(chǎn)生興趣,從而提高運(yùn)算效率與能力.

        2.2 運(yùn)算方法機(jī)械,缺乏運(yùn)算技巧

        一些學(xué)生在學(xué)習(xí)上處于急功近利的狀態(tài),運(yùn)算方法過于機(jī)械,主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)從不考慮運(yùn)算的算理、算法,認(rèn)為只要運(yùn)算結(jié)果正確就行;(2)看到題目,提筆就寫,從不優(yōu)選運(yùn)算方法;(3)遇到錯(cuò)題也是就錯(cuò)論錯(cuò),缺乏糾錯(cuò)過程,從不歸納錯(cuò)題出現(xiàn)的根源,同樣的錯(cuò)誤總是重復(fù)發(fā)生.這些狀況導(dǎo)致學(xué)生難以體驗(yàn)成功的快感,長(zhǎng)此以往形成惡性循環(huán),導(dǎo)致運(yùn)算信心的缺失.

        2.3 教材教法脫節(jié),缺乏運(yùn)算訓(xùn)練

        隨著“減負(fù)”旗幟的豎起,教材也出現(xiàn)了較大的更新.小學(xué)、初中階段的教材弱化了一些繁雜的運(yùn)算,學(xué)生在心理上也對(duì)一些復(fù)雜的運(yùn)算產(chǎn)生了避而不見的想法.但是,到高中階段,隨著教學(xué)難度的加大,對(duì)學(xué)生的運(yùn)算能力提出了更高的要求,學(xué)生面臨復(fù)雜、深?yuàn)W的運(yùn)算出現(xiàn)了畏難、糾結(jié)與反感的心理.因此,運(yùn)算能力的培養(yǎng)應(yīng)從小學(xué)、初中抓起,以形成良好習(xí)慣,提高學(xué)生的運(yùn)算能力.

        3 培養(yǎng)運(yùn)算能力的措施

        新課標(biāo)提出:“數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生符號(hào)意識(shí)、數(shù)感、運(yùn)算能力、模型思想與推理能力的培養(yǎng).”解析幾何在高中數(shù)學(xué)中占有舉足輕重的地位,它具有知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)與解題方法靈活等特點(diǎn).其中,對(duì)學(xué)生的運(yùn)算能力也提出了更高的要求.不少學(xué)生因缺乏優(yōu)化運(yùn)算的能力,使得運(yùn)算變得冗長(zhǎng)繁雜,錯(cuò)誤百出.因此,化繁為簡(jiǎn),優(yōu)化解題勢(shì)在必行.

        3.1 追根溯源,回歸概念

        概念或定義反映的是數(shù)學(xué)事物的本質(zhì)屬性.試題中,很多性質(zhì)都由概念衍生而來.想要透過現(xiàn)象看到問題的本質(zhì),可從問題所涉及的概念或定義著手,將問題回歸到原始的概念或定義中,問題也就迎刃而解了.

        (1)求橢圓C的方程;

        (2)求點(diǎn)T的軌跡方程.

        (2)設(shè)T的坐標(biāo)是(x,y).當(dāng)點(diǎn)P,T重合時(shí),點(diǎn)T的坐標(biāo)為(2,0)或(-2,0).

        因此,點(diǎn)T的軌跡方程為x2+y2=4.

        本題的條件中提到|F2Q|=2a,將橢圓的定義與此條件聯(lián)系在一起考慮,沒有任何懸念.但不少學(xué)生在解決第(2)問時(shí),試圖探尋點(diǎn)P與點(diǎn)T的坐標(biāo)之間的關(guān)系,這個(gè)思路使得解題變得困難重重.因此,將問題回歸到定義去考慮,使得解題變得簡(jiǎn)潔,正確率也自然提升.

        3.2 只設(shè)不求,簡(jiǎn)化過程

        只設(shè)不求是指為了便于解題,在解題過程中設(shè)置一些輔助參數(shù)或輔助元作為解題的跳板,學(xué)生并不需要求出這個(gè)輔助參數(shù)或輔助元,只是將它作為橋梁,之后再巧妙地消除.這種方法能簡(jiǎn)化繁雜的運(yùn)算過程,同樣達(dá)到解題的目的.

        (1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;

        (2)假設(shè)點(diǎn)F是橢圓C的左焦點(diǎn),點(diǎn)T是直線x=-3上的任意點(diǎn),過點(diǎn)F作線段FT的垂線,并與橢圓分別相交于點(diǎn)P,Q.求證:OT平分線段QP(O為原點(diǎn)).

        (2)根據(jù)第(1)問的結(jié)論可知F(-2,0),設(shè)點(diǎn)T為(-3,m),那么kTF=-m.

        當(dāng)m=0時(shí),顯然可得OT平分線段QP.

        綜上可知,OT平分線段QP.

        第(2)問使用了點(diǎn)差法,巧妙地運(yùn)用“只設(shè)不求”整體代換的思想,不僅減少了運(yùn)算量,還有效激發(fā)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,為數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的提升與核心素養(yǎng)的形成奠定了基礎(chǔ).

        4 運(yùn)用方程,化繁為簡(jiǎn)

        人類在自然科學(xué)的研究中,為了方便表達(dá)或推導(dǎo)事物之間的數(shù)量關(guān)系,啟用了方程法.隨著時(shí)代的進(jìn)步,方程運(yùn)用的范圍越來越廣.解析幾何中,有時(shí)為了避免分類討論的煩瑣,也可選擇恰當(dāng)?shù)那€方程或坐標(biāo)等形式,以簡(jiǎn)化解題過程,提高解題效率.

        (1)求拋物線C的方程;

        (2)過焦點(diǎn)F的直線l與拋物線C分別相交于A,B兩點(diǎn),如果AB的垂直平分線l′與拋物線C分別相交于點(diǎn)M,N,且A,B,M,N在同一個(gè)圓上,求直線l的方程.

        分析:(1)拋物線的方程是y2=4x.(過程略)

        (2)如果設(shè)l的直線方程為y=k(x-1),將它與拋物線C的方程y2=4x聯(lián)立求解,運(yùn)算量非常大,同時(shí)還需討論直線斜率不存在的情況,整個(gè)解題與運(yùn)算過程不僅重復(fù),還很煩瑣.

        如果將直線方程設(shè)成x=my+1,這個(gè)方程已經(jīng)涵蓋了與x軸垂直的直線,因而就少了分類討論的環(huán)節(jié),解題變得輕松而又準(zhǔn)確.

        由此可見,方程思想在解析幾何的解題與運(yùn)算中具有舉足輕重的作用.因此,教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索與想象,巧妙運(yùn)用方程思想突破解題困境,化繁為簡(jiǎn),提高解題的效率.

        5 結(jié)語

        解析幾何中對(duì)學(xué)生運(yùn)算能力的考查具有較強(qiáng)的靈活性.因此,我們應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度與層次去關(guān)注運(yùn)算.只有運(yùn)用科學(xué)、合理、靈活的運(yùn)算方式,才能從真正意義上達(dá)到新課標(biāo)所倡導(dǎo)的“減負(fù)增效”的效果.

        根據(jù)具體試題,巧妙地采取相應(yīng)的運(yùn)算措施,不僅能提高學(xué)生的運(yùn)算能力,還能促使學(xué)生形成良好的求簡(jiǎn)意識(shí).學(xué)生在不斷地訓(xùn)練與總結(jié)中獲得運(yùn)算技巧,達(dá)到以繁馭簡(jiǎn)的解題效果,從而有效地促進(jìn)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升.

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