王增良
對于數學問題的解決,教師常要求學生在數學解題過程中,要做到仔細審題,弄清題意,擬定計劃,然后實現解題目的.教學中,要解決數學問題,學生往往被有效的問題分析、計劃制訂所困擾.如何讓學生在復習過程中提高解題的有效性呢?本文對一類數學問題的解決,提出了對“問題”進行再“問”的做法.
什么是對“問題”再“問”?就是指針對題目的問題中出現的概念或未知量進行設問.通過對“問題”的再“問”,引導學生主動發現和構建問題,獲取“怎么再問”的技能,從而弄清問題的實質.筆者就“與垂線段有關的最值問題”一課為例,做了嘗試.
一、問題的設計及教學意圖
課始,我給出了一個填空形式的課題——“與有關的最值問題”,目的是讓學生懷著一種揣摩、期待的心境,激發學生求知的欲望.課中,我按讓學生通過自助選題→交流合作→師生互動→給出結論這樣的教學流程進行教學.可是由于學生自助與合作過程的不理想,本人做了策略上的調整.
1問題引導,重現知識點
[例1]如圖1,在Rt△ABC中,D是斜邊AB上一動點,CB=6,CA=8,那么線段CD的長最小值為.
圖1問題設計意圖:重溫幾何中“直線外一點與直線上各點連接的所有線段中,垂線段最短”的知識點,能讓學生理解“垂線段最短”的道理.
2分層遞進,深化知識點
變式1:如圖2,在Rt△ABC中, CB=6,CA=8,M為斜邊AB上一動點,過M作MD⊥AC于D,過M作ME⊥CB于點E,則線段DE的最小值為().
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學生進入了思考,將近三分鐘,有一位學生給出了一個答案“當矩形MDCE為正方形時,ED最短”,并解答.經過大家的討論、師生的互動,認為該生的解答有誤.而其他學生也沒有其他的作答.學生的表現,出乎我的意料之外.
教師跟學生進行了分析、交流,發現:由于本題中D、E是兩個動點,大家在思考時,著眼于從特殊位置這個角度去猜測.故猜測DE是中位線或矩形MDCE為正方形時進行解答.但這兩種特殊情形經過分析都是不合題意的,這也讓學生明確了解題受阻的原因所在.于是,教師引導大家作出了一個再問“問題”的解題指導.
提問:DE在本題中的本質特征是什么?(學生很快就回答出了“是對角線”)
接問:那么DE和什么相等?(學生答是CM,馬上下面就有學生叫出了答案)
問題設計意圖:本題意在通過DE向CM的轉化,對問題做一個簡單變換,達到知識的深化.原來以為大多數學生能做出來,卻沒想到學生思維受阻,解題不理想,也讓我突發了這個再問“問題”的教學指導.
變式2:如圖3,在△ABC中,AB=10,AC=8, BC=6,經過點C且與邊AB相切的動圓與CB、CA,分別相交于點E、F,則線段EF長度的最小值是.
圖3學生經過長時間的思考、交流,也沒有想出具體的解題方法.于是教師同樣提出了再問“問題”的啟發指導.
提問:EF在題目中,根據圖形的特征是什么?(學生思考不久就說出了“是圓的直徑”).
接問:那么直徑EF與經過點C與相切于點D,有什么關系呢?
再問:設圓心為O,與切點相關的常見的輔助線是什么?(學生回答連接OD,同時學生把OC也連接了)
很快有學生發現EF就是OC+OD,馬上有學生叫出來:OC、OD共線,即CD⊥AB時最短.
問題設計意圖:通過交流思考,一方面進一步深化知識點,應用這一性質把折線最短轉化為垂線段最短問題來解決;另一方面通過解題方法的引導,讓學生經歷并領會對問題進行再“問”的思考過程及轉化方法,培養學生思維的深刻性和轉化能力.
3方法嘗試,拓展知識點
經學生思考后,教師引導學生分析解題過程.
提問:根據圖形特征EF在本題中是什么?(學生自答是弦)
圖4接問:圓中的弦長通常怎么計算?(學生答作弦心距,構建直角三角形)
如圖5,過O點作OH⊥EF于H,則在Rt△OEH中,∠EOF=60°.
學生得出了只要HE最短即可.
圖5再問:要使HE最短,則需什么最短?(學生答OE最短,也即直徑最短,即AD最短即可)
問題設計意圖:通過這種對問題再“問”的嘗試,引導學生從問題入手,對問題進行較為直觀的、可操作的轉化,避免那種沒頭緒、耗時間、無為的思考,培養學生解決問題的意識和能力.
二、對問題再“問”教學的思考
1對問題再“問”,是進行有效轉化的核心思想
以上幾個案例,實際上都是通過轉化思想,把看似有難度的問題,轉化為學生已經認知的問題或結論.但僅僅從轉化這個角度來引導學生解題,切入口有點寬泛,沒有針對性,難找到合理且容易入手的轉化辦法.前面學生在解決問題中表現出來的困難,實際上就是學生缺乏對問題有效轉化的思想意識和操作能力.通過對問題再“問”的處理,有效地解決了學生入手解題的難點,讓學生恍然大悟或有頓悟之感.對于上述問題解決的再問過程,并不僅僅是簡單的再問,而是通過再問的形式,創設一定的情境,讓學生主動地形成有價值的問題,從而進行直接或間接的可接受的轉化,達到問題解決的目的.從這個意義上來說,再“問”是解決問題進行有效轉化的核心.
2對問題再“問”,是解決某些問題的關鍵所在
分析上面幾個案例,我們僅僅停留在對問題中包含的概念未知量等一些要素的再“問”上.再“問”的系列問題提出,也是比較合理的,相互之間的遞進也比較明確,但很多數學問題的再“問”卻是需要擬定一些復雜的計劃,當然這里有它的創造性和必然性.
[例2]如圖6,已知邊長為a的正△ABC,兩頂點 A、B分別在平面直角坐標系的x軸、y軸的正半軸上滑動,點C在第一象限,聯結OC,則OC的長的最大值是.
經過這樣的再“問”,解決問題也就順理成章了.但這種再“問”,需要有很強的數學解題意識,是一種創造性的發問.當然探索一般問題,從特殊入手,也是它的必然性.在這里關鍵是如何再“問”.
3對問題再“問”,是培養問題意識的重要途徑
波利亞在他的《數學解題表》里有這樣的描述:如果你不能解決提出的問題,可先解決一些有關的問題,你能否想出一個更容易著手的有關的問題?一個更普遍的問題?一個更特殊的問題?一個類比的問題……對問題再“問”,就是要培養學生的問題意識,讓學生能在不斷的自問、再問中,弄清“問什么”和“怎么問”,來提高對問題的認識.對問題再“問”,就是要讓學生養成一種習慣,逐漸形成高水平的、有指導性的、富于探究性的“問”.因此,教師要善于將本質的數學問題設計成一系列的層層遞進的各個問題,從而揭示問題解題中的思維過程和思維方法,有效提高學生的解題能力.
(責任編輯黃春香)