吳依妹
(福建省閩侯縣第一中學(xué),福建 閩侯)
高三復(fù)習(xí)課與高一、高二一樣,每節(jié)課必須以新課程目標(biāo)為依據(jù),結(jié)合自己任教學(xué)生的實際情況,制定切實有效的具體課程目標(biāo)和課堂教學(xué)目標(biāo)。復(fù)習(xí)什么、怎么復(fù)習(xí)、要達(dá)到怎樣的復(fù)習(xí)效果,是每個高三教師要思考的三大問題。以高三復(fù)習(xí)中的解三角形最值范圍問題為例,其是在復(fù)習(xí)了正弦定理、余弦定理應(yīng)用,三角函數(shù)和基本不等式知識的基礎(chǔ)上對學(xué)生系統(tǒng)綜合應(yīng)用的復(fù)習(xí)內(nèi)容,難度大,題目深,是高考??嫉慕獯痤}或者填空題,課堂教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用正余弦定理解決實際的三角形中最值和范圍問題的通解通法。教師必須有自己的教學(xué)設(shè)計思路,通過有效問題層層遞進(jìn),構(gòu)建學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的高效復(fù)習(xí)課堂,加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng),注重思想方法的形成過程。解題應(yīng)該追求“通法”,通法才具有普遍性、指導(dǎo)性,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。以下從課堂的五個環(huán)節(jié)談?wù)勔还?jié)課如何設(shè)計讓學(xué)生分層次地達(dá)到有效探究、有效復(fù)習(xí)并會內(nèi)化應(yīng)用的目的。
在數(shù)學(xué)課堂上,問題情境的設(shè)置是重要的前提、基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)問題情境是學(xué)生產(chǎn)生解決問題的動機(jī)。創(chuàng)設(shè)問題情境幾乎成了教師每節(jié)課的常規(guī)環(huán)節(jié)。心理學(xué)和教育學(xué)知識告訴我們,問題情境要有多重刺激模式,可以在數(shù)學(xué)課堂一開始就觸動到學(xué)生的大腦神經(jīng),讓學(xué)生動起來,思維也開始運(yùn)轉(zhuǎn)。問題情境如湯之于鹽,鹽可單獨吃,但不能多吃,放之于湯方能彰顯美味與活力。這節(jié)課一開始我們可以設(shè)置這樣兩個問題:
問題1在△ABC中,已知c=4,求a的值.
解決這個問題對學(xué)生來說并不困難,只要進(jìn)行化簡,由正切值求出∠A,進(jìn)而通過三角形的余弦定理就能快速解決問題。
但是如果繼續(xù)引出下面的問題2呢,學(xué)生開始發(fā)現(xiàn)條件變少了,所求的邊就不是定值了,而變成了范圍問題。教師可以在解題過程中引導(dǎo)學(xué)生動手畫圖,實踐操作,感知數(shù)學(xué)的變化特征,初步對所求的邊的變化形成一定的認(rèn)識。這是解決數(shù)學(xué)問題的一般慣性思維,從條件出發(fā),正面思考,有效解決。
問題2在△ABC中,已知求a的取值范圍.
教師拋出問題后讓學(xué)生思考,要想解決這兩個問題,先回顧一下求解三角形的基本方法是什么。學(xué)生回顧高中所學(xué)的解三角形中“知三求三”(已知三邊、已知兩邊一角、已知兩角一邊),改變了條件——只有兩個條件,思考:條件不夠怎么辦?該怎么解決這類已知一邊和一角的范圍問題,讓學(xué)生學(xué)會思考如何用學(xué)過的知識與方法。
數(shù)學(xué)解題過程是基礎(chǔ)性與思想性的綜合過程,既要整體研究,又要觀察入微。教師先動態(tài)演示邊的變化情況,讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)求解的背景,看到邊的變化過程,進(jìn)一步思考解決這類問題的方法。師生互動探究,結(jié)合所學(xué)正弦定理或者余弦定理都可以求解。
解析:(方法1)設(shè)∠B=θ,則
即
所以,a∈(2,+∞).
又c>0,得a2>4,
故a>2.
教師引導(dǎo)學(xué)生從兩個角度構(gòu)造邊的函數(shù),一種通過正弦定理化為關(guān)于邊的函數(shù),一種利用余弦函數(shù)化為關(guān)于角的函數(shù),最后利用函數(shù)思想,通過函數(shù)范圍求出邊的范圍。在這個過程中,學(xué)生學(xué)會了數(shù)學(xué)探究過程與抽象出數(shù)學(xué)求解特征并對比二者的不同點和共同點。學(xué)生做到這點不僅掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識與思想方法、解題經(jīng)驗,還在心理上超越了自我。
在有求解特征的引領(lǐng)之下,教師繼續(xù)追問一道高考真題,引起學(xué)生的興趣。學(xué)生小組進(jìn)行深入討論。
問題3(2020年高考全國卷二理數(shù)17)
在△ABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC.
(1)求A.
(2)若BC=3,求△ABC周長的最大值.
對于第1小題,問題解決相對容易,利用正弦定理角化邊,再利用余弦定理就可計算出來。解析:(1)因為sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC,由正弦定理可得,a2-b2-c2=bc,即b2+c2-a2=-bc,
由0<A<π可得
第2小題已知一角及對邊的情況,如何求出周長最值是難點。
(2)法一:設(shè)B=θ,則
通過前面的抽象特征結(jié)合此題,方法一還是選擇正弦定理引入角做變量再結(jié)合所學(xué)的輔助角公式化簡變構(gòu)造函數(shù),由函數(shù)自變量范圍求出最值。
有b2+c2+bc=9,即(b+c)2-bc=9,
即bc=(b+c)2-9,
第二種方法是運(yùn)用余弦定理引入邊做變量,化簡變形,結(jié)合均值不等式求出最值。學(xué)生體會到數(shù)學(xué)知識方法的綜合應(yīng)用,并能夠在教師引導(dǎo)下概括最值問題的兩種通解通法,得到一般性求解這類問題的方法要義,達(dá)到課堂通法通解學(xué)習(xí)的有效教學(xué),這徹底顛覆傳統(tǒng)“滿堂灌”的教學(xué)模式,實現(xiàn)了課堂教學(xué)的優(yōu)質(zhì)與高效。
問題4(2011年高考新課標(biāo)Ⅰ卷理科16)在
則AB+2BC的最大值為
解析:(方法1)設(shè)A=θ,則
所以,
根據(jù)余弦定理得,AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cosB,
即,x2+y2-xy=3,即求x+2y的最大值.
令t=x+2y,則x=t-2y,代入3=x2+y2-xy
得7y2-5ty+(t2-3)=0,
則由Δ=25t2-28(t-3)2≥0得
又t>0,則AB+2BC=2x+y=t的最大值為
為達(dá)到進(jìn)一步內(nèi)化與辨析求解的目的,這時候教師繼續(xù)追問問題4,比較問題4與前面的問題3有什么區(qū)別和聯(lián)系,是引入邊做變量還是角做變量呢?
教師結(jié)合解題過程,引導(dǎo)學(xué)生思考引入哪種變量更好,讓學(xué)生自己不但掌握求解的通法通解,還學(xué)會自己選擇,充分以學(xué)生為課堂主人,樹立數(shù)學(xué)抽象建模過程,學(xué)會運(yùn)算求解化歸,結(jié)合函數(shù)特征解決問題,達(dá)到提升學(xué)科素養(yǎng)、立德樹人的目標(biāo)。
為了拓展數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,深化數(shù)學(xué)理解過程,提升本節(jié)課內(nèi)涵,促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)解三角形最值問題的更深層次的理解,教師循序漸進(jìn),設(shè)置難度更大一點的問題:由三角形中一邊和另兩邊的長度比例關(guān)系,如何求面積的最值?
以下前兩種方法,緊扣前面概括的通法通解,立足通法通解,引領(lǐng)學(xué)生在完成解題過程中突破自我,提升數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,也同時提升課堂有效教學(xué)水平。
解析:(方法1)設(shè)BC=m,則
根據(jù)余弦定理可得,AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cosθ,
整節(jié)課中,教師從引入變量通過代數(shù)幾何結(jié)合,將代數(shù)轉(zhuǎn)化為關(guān)于角或者邊的函數(shù)結(jié)合基本不等式研究,達(dá)到對本節(jié)課解三角形范圍最值問題的通法通解的概括,使學(xué)生對這類問題的通法通解印象深刻,數(shù)學(xué)思維與方法得到有效鞏固和提升。
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》與人教版高中新教材,都聚焦落實“數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)”,落實“立德樹人”,落實“服務(wù)選才”,引導(dǎo)數(shù)學(xué)教師更好地對課堂進(jìn)行深度教學(xué),體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。利用幾何知識對代數(shù)問題進(jìn)行求解,利用代數(shù)知識對幾何問題進(jìn)行求解,使學(xué)生體會代數(shù)幾何化和幾何代數(shù)化的解題思想,有利于學(xué)生數(shù)學(xué)思維的提升,同時能助力學(xué)生掌握高中必備知識,提升數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力,提高學(xué)科素養(yǎng),樹立正確的核心價值觀。