劉園園
摘 要:專題教學(xué)在提高學(xué)生解題能力,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維等方面具有重要應(yīng)用.在教學(xué)中,對于一些重點的、熱點的、難點的問題可以以專題的方式呈現(xiàn),讓學(xué)生通過類比探究提煉解決問題的方法,感悟問題的本質(zhì),提高解題效率.
關(guān)鍵詞:專題教學(xué);方法;解題效率
近幾年來,有關(guān)函數(shù)圖象中角度存在性問題成了中考的寵兒.此類問題具有一定難度,考試均分不高.為了突破這一學(xué)習(xí)難點,筆者將以此類問題改編形成專題,采用從簡單到困難的類比法,形成這一系列問題的解題思路,掌握解題的方法,提高解題效率[1].
1?問題呈現(xiàn),體驗解題策略
【例1】?如圖1,拋物線y=x2-2x-3與x軸相交于A、B兩點,和y軸交于C點,P是拋物線的動點,設(shè)m為點P的橫坐標(biāo).
問題1:若點P使得∠PBA=45°,求m的值.
以上問題難度不大,學(xué)生很快就找到了解題方法.
生1:根據(jù)已知可求得點B和點C的坐標(biāo)分別為(3,0)、(0,-3),連結(jié)BC,∠OBC=45°,又∠PBA=45°,所以點P就是點C,故求得m=0.結(jié)合圖1可知,滿足條件的點P不唯一.采用畫圖的方法即可以找到P點,該點是拋物線和直線的交點.同時,∠PBA=45°,這樣可以得出PB所在的直線,解析式如下:y=-x+3.
接著與拋物線方程聯(lián)立,并求解得x1=3(舍去),x2=-2,所以m=-2.
師:很好,生1是從代數(shù)的角度出發(fā),根據(jù)交點坐標(biāo)得到了m值.還有誰應(yīng)用了這一方法呢?(學(xué)生紛紛舉手)
根據(jù)課堂反饋,大多數(shù)學(xué)生都應(yīng)用了這一方法.代數(shù)法思維起點低,符合大多數(shù)學(xué)生的思維習(xí)慣,故應(yīng)用的人較多.
師:看來大家和生1一樣厲害.請大家思考一下,該問題是否有更簡捷的方法呢?
生2:先在圖1上畫出點P的大概位置,過點P作x軸的垂線,交于點D.因為∠PBA=45°,所以PD=BD,又點P的橫坐標(biāo)為m,用點P坐標(biāo)表示線段,故有|m2-2m-3|=-m+3,也可以得到答案.
師:很好,生2從幾何的角度出發(fā),先是構(gòu)造直觀的幾何圖形,畫出滿足條件的角,然后將角度問題轉(zhuǎn)化為線的問題,利用點的坐標(biāo)解決了問題.
設(shè)計意圖:開展教學(xué)過程中讓學(xué)生學(xué)會站在不同角度去思考,采用不同的方法來解決問題,讓數(shù)學(xué)思維被充分激活.這樣可以為之后的解題提供更多的資源,促進(jìn)學(xué)生解決問題能力的提升[2].
2?認(rèn)知發(fā)展,提煉解題策略
問題2:已知條件不變,過點B作BD⊥AC于點D,是否存在第二象限內(nèi)的點P,使得∠PBA=∠ABD?若存在,請求m的值.
在問題1順利求解后,教師將問題進(jìn)行拓展,給出了問題2.問題2與問題1相比,難度略有提升,為了讓學(xué)生能夠更好地解決問題,教師繼續(xù)讓學(xué)生進(jìn)行小組探究,以此集思廣益,讓學(xué)生快速找到解決問題的突破口.
生3:按照生2的思路,可以先在第二象限內(nèi)尋找點P,連結(jié)BP,然后想辦法求出BP的解析式.如果想將BP的解析式求出來,先要將AC直線的解析式求出.再加上BD⊥AC的條件是可以求出BD解析式的,之后可以將D點的坐標(biāo)算出.同時,令D′、D關(guān)于x軸對稱.此時可以求得出BD′直線的解析式,而BD′的直線解析式與BP的相同.求出直線BP解析式后,與拋物線聯(lián)立即可求得點P的坐標(biāo).這樣雖然能夠求解,但是感覺過程有些煩瑣,所以沒有直接計算,想看看是否還有其他解題路徑.
師:說得很好,大家是否還有更為簡捷的方法呢?
生4:我的思路和生3基本相同,不過在求直線BP的解析式時,我是先算直線BD與y軸的交點坐標(biāo),易得其交點坐標(biāo)為(0,-3),這樣根據(jù)∠PBA=∠ABD,可知直線BP經(jīng)過(0,3),從而求得直線BP的解析式.
師:很好,充分利用圖象特征,有效地簡化了運算過程.你們還有其他想法嗎?
師:很好,幾位同學(xué)的思路都非常清晰,都是圍繞“求直線BP的解析式”展開的,雖然運算過程有所不同,但是其解題思路基本一致.還有沒有其他思路可以求解呢?是否可以運用幾何法求解呢?(教師啟發(fā)學(xué)生跳出原有思維的禁錮,嘗試應(yīng)用幾何法求解)
生6:在圖1上尋找點P的大概位置,過點P作x軸的垂線,且交于點E,則有∠ACO=∠ABD,又∠PBA=∠ABD,所以∠PBA=∠ACO,易證△ACO∽△PBE,這樣BE=3PE,故3(m2-2m-3)=-m+3.
師:非常好,你是怎么想到這個方法的呢?
生6:我想到這個方法是受了問題1的啟發(fā),作垂線后發(fā)現(xiàn)相似三角形,于是就按照這個思路求得了m值.
師:很好,結(jié)合以上過程說一說,你有哪些發(fā)現(xiàn)?
生7:在求角度這個問題時只要利用好了圖形,就可以直接把圖轉(zhuǎn)變成為線的問題,非常直觀,再轉(zhuǎn)化成為求交點坐標(biāo)的問題就能輕松解決.
生8:采用代數(shù)法計算出交點的坐標(biāo),再將解析式求出,然后聯(lián)立方程,運用方程的思想方法求得交點坐標(biāo).這種方法雖然運算過程煩瑣,但是易于理解.
生9:在求交點坐標(biāo)時也可以運用幾何法,即根據(jù)圖形特點構(gòu)造特殊的圖形,如特殊三角形或相似三角形,結(jié)合線段的等量關(guān)系,利用方程法解決問題.應(yīng)用該方法可以有效規(guī)避煩瑣的運算,有利于提高解題效率.
設(shè)計意圖:在問題1的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,讓學(xué)生通過問題的解決總結(jié)歸納解決此類問題的方法,形成解題策略,提高學(xué)生解題效率.
3?借助應(yīng)用,深化策略理解
通過以上兩個問題的探究,解題策略已經(jīng)形成,為了進(jìn)一步加深策略理解,教師趁熱打鐵,給出了問題3.
問題3:若點P使得∠PAC=∠ACO,求m的值.
問題給出后,教師讓學(xué)生獨立思考,基于前面的解題經(jīng)驗,學(xué)生很快找到了解決問題的方法.
生10:取AP與y軸的交點為E.因為∠PAC=∠ACO,所以AE=EC.設(shè)OE的長度為x,則CE=3-x,AE=3-x,x只需要利用勾股定理就可以求出,之后E點坐標(biāo)也可以得出,再得到這兩值之后,就可以計算出AP直線的解析式,有效解決了問題.
生11:我前面的解題思路和生10相同,但是求出點E的坐標(biāo)后,我沒有求解析式,而是過點P作x軸的交點D,利用△AOE∽△ADP,求得了m值.
設(shè)計意圖:教學(xué)中,為了檢測學(xué)生解題策略的掌握情況,教師繼續(xù)給出問題,加強(qiáng)解題策略,加深學(xué)生對這類問題的認(rèn)知,提升運用水平.
4?橫向延伸,積累活動經(jīng)驗
問題給出后,教師先讓學(xué)生獨立思考,然后進(jìn)行小組交流,并以互動的方式充分地展示學(xué)生的解題過程.在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下,學(xué)生運用不同的方法解決了問題,積累了豐富的解題經(jīng)驗,升華了認(rèn)知.
設(shè)計意圖:將解決拋物線問題的經(jīng)驗遷移至雙曲線問題上,通過對比分析鞏固了原認(rèn)知,讓學(xué)生的思維得到了拓展,深化了解題的能力.很多數(shù)學(xué)的知識與方法是存在聯(lián)系的,在教學(xué)中教師要多從“聯(lián)系”的角度出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生將相似或相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行類比,繼而明確問題的本質(zhì),提高學(xué)生解決問題的能力[3].
5?教學(xué)思考
專題型的解題教學(xué),是十分重要的方法,需要采用專項練習(xí),幫助學(xué)生掌握一類解題方式,從而實現(xiàn)會一題通一類的效果.
以習(xí)題為載體開展的專題訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生采用類比法,解決某些特定問題,以此提升解題效率.在專題訓(xùn)練中,教師要打破就題論題的格局,多給學(xué)生一些獨立思考的時間和空間,引導(dǎo)學(xué)生通過對相似或相關(guān)內(nèi)容的類比掌握解決此類問題的方法,并在解題的基礎(chǔ)上讓學(xué)生學(xué)會思考,學(xué)會學(xué)習(xí).
若想提高專題訓(xùn)練的效果,教師應(yīng)按照由淺入深的方式加以呈現(xiàn),以此調(diào)動學(xué)生參與課堂的積極性.在解題教學(xué)的過程中,教師不要將方法和經(jīng)驗直接呈現(xiàn)給學(xué)生,需要讓學(xué)生在解題時去感悟解決的過程、方法,以及解題時的靈感,促使學(xué)生有效發(fā)展思維能力.數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)學(xué)科的精髓,是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的靈魂.正因為有了數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法的存在,數(shù)學(xué)知識變得更加系統(tǒng)、全面.本課中,先從形入手,確定解題思路,然后通過“數(shù)”與“形”的轉(zhuǎn)化,高效地解決了問題.
總之,教師在設(shè)計專題時應(yīng)以學(xué)生的思維為起點,通過“低起點、小坡度”的問題逐層深入,讓學(xué)生在類比探究中積累解題經(jīng)驗,掌握解決一類問題的方法,提高教學(xué)效率.
參考文獻(xiàn):
[1] 黃悅軍.核心素養(yǎng)視角下初中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐[J].理科考試研究,2020(14):30-33.
[2] 高志軍.例析初中復(fù)習(xí)課中小題大做專題的運用[J].中學(xué)數(shù)學(xué),2021(4):41-42.
[3] 王榮華.核心素養(yǎng)視角下初中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)策略[J].福建教育學(xué)院學(xué)報,2021(8):38-40.