?江蘇省興化市楚水實驗學校高中部 周小生
運算能力是指學習者根據(jù)運算律與運算法則正確地進行運算的能力.隨著新課改的推行,運算能力越來越受教育界的廣泛關注.而現(xiàn)實生活中,因科技水平的提高與時代發(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,許多精準運算都被智能化機器所取代,從而導致部分學生出現(xiàn)運算意識薄弱的情況.鑒于此,筆者對學生當前運算狀況作一些粗淺地分析,并以解析幾何的運算為例,具體談談強化學生運算能力的得力措施,與君共勉.
現(xiàn)實中,仍有些教師守著陳舊的教學觀念,認為運算能力的形成來自于大量的運算練習.一味地進行題海戰(zhàn)術,希望學生能在不斷的重復中熟能生巧,獲得較好的運算能力.孰不知,運算能力的形成是有一定技巧的,教師應通過各種方式激發(fā)學生的探索欲,讓學生能在數(shù)學思想方法的引領下,透過現(xiàn)象看到運算的本質(zhì),從心理上對運算產(chǎn)生興趣,從而提高運算效率與能力.
一些學生在學習上處于急功近利的狀態(tài),運算方法過于機械,主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)從不考慮運算的算理、算法,認為只要運算結果正確就行;(2)看到題目,提筆就寫,從不優(yōu)選運算方法;(3)遇到錯題也是就錯論錯,缺乏糾錯過程,從不歸納錯題出現(xiàn)的根源,同樣的錯誤總是重復發(fā)生.這些狀況導致學生難以體驗成功的快感,長此以往形成惡性循環(huán),導致運算信心的缺失.
隨著“減負”旗幟的豎起,教材也出現(xiàn)了較大的更新.小學、初中階段的教材弱化了一些繁雜的運算,學生在心理上也對一些復雜的運算產(chǎn)生了避而不見的想法.但是,到高中階段,隨著教學難度的加大,對學生的運算能力提出了更高的要求,學生面臨復雜、深奧的運算出現(xiàn)了畏難、糾結與反感的心理.因此,運算能力的培養(yǎng)應從小學、初中抓起,以形成良好習慣,提高學生的運算能力.
新課標提出:“數(shù)學教學應注重學生符號意識、數(shù)感、運算能力、模型思想與推理能力的培養(yǎng).”解析幾何在高中數(shù)學中占有舉足輕重的地位,它具有知識面廣、綜合性強與解題方法靈活等特點.其中,對學生的運算能力也提出了更高的要求.不少學生因缺乏優(yōu)化運算的能力,使得運算變得冗長繁雜,錯誤百出.因此,化繁為簡,優(yōu)化解題勢在必行.
概念或定義反映的是數(shù)學事物的本質(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T的軌跡方程.
(2)設T的坐標是(x,y).當點P,T重合時,點T的坐標為(2,0)或(-2,0).
因此,點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.但不少學生在解決第(2)問時,試圖探尋點P與點T的坐標之間的關系,這個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,使得解題變得簡潔,正確率也自然提升.
只設不求是指為了便于解題,在解題過程中設置一些輔助參數(shù)或輔助元作為解題的跳板,學生并不需要求出這個輔助參數(shù)或輔助元,只是將它作為橋梁,之后再巧妙地消除.這種方法能簡化繁雜的運算過程,同樣達到解題的目的.
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)假設點F是橢圓C的左焦點,點T是直線x=-3上的任意點,過點F作線段FT的垂線,并與橢圓分別相交于點P,Q.求證:OT平分線段QP(O為原點).
(2)根據(jù)第(1)問的結論可知F(-2,0),設點T為(-3,m),那么kTF=-m.
①
②
當m=0時,顯然可得OT平分線段QP.
綜上可知,OT平分線段QP.
第(2)問使用了點差法,巧妙地運用“只設不求”整體代換的思想,不僅減少了運算量,還有效激發(fā)了學生的數(shù)學思維,為數(shù)學運算能力的提升與核心素養(yǎng)的形成奠定了基礎.
人類在自然科學的研究中,為了方便表達或推導事物之間的數(shù)量關系,啟用了方程法.隨著時代的進步,方程運用的范圍越來越廣.解析幾何中,有時為了避免分類討論的煩瑣,也可選擇恰當?shù)那€方程或坐標等形式,以簡化解題過程,提高解題效率.
(1)求拋物線C的方程;
(2)過焦點F的直線l與拋物線C分別相交于A,B兩點,如果AB的垂直平分線l′與拋物線C分別相交于點M,N,且A,B,M,N在同一個圓上,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,運算量非常大,同時還需討論直線斜率不存在的情況,整個解題與運算過程不僅重復,還很煩瑣.
如果將直線方程設成x=my+1,這個方程已經(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確.
由此可見,方程思想在解析幾何的解題與運算中具有舉足輕重的作用.因此,教學中應鼓勵學生勇于探索與想象,巧妙運用方程思想突破解題困境,化繁為簡,提高解題的效率.
解析幾何中對學生運算能力的考查具有較強的靈活性.因此,我們應鼓勵學生從多個角度與層次去關注運算.只有運用科學、合理、靈活的運算方式,才能從真正意義上達到新課標所倡導的“減負增效”的效果.
根據(jù)具體試題,巧妙地采取相應的運算措施,不僅能提高學生的運算能力,還能促使學生形成良好的求簡意識.學生在不斷地訓練與總結中獲得運算技巧,達到以繁馭簡的解題效果,從而有效地促進數(shù)學核心素養(yǎng)的提升.