摘 要:從浙江省高考向量試題的解法入手,揭示用“幾何法”解題的優越;分析學生運用“幾何法”解題時的困難所在,進一步闡述了在高考備考復習中如何培養學生運用“幾何法”解題的能力.
關鍵詞:向量;幾何意義;幾何法
一、高考卷中運用“幾何法”解決的向量試題
向量是高考中的必考內容,多數省的試題主要是以向量的基本計算和向量知識與解析幾何、立體幾何、三角函數等知識的綜合題形式出現,考查要求不高,基本上涉及的是代數形式的運算.而在2005年至今的浙江卷中,基本上都側重于向量的幾何意義的運用(2009年除外),可謂是情有獨鐘.對于這些試題,如果能充分結合向量的幾何意義,運用數形結合的思想,就可以簡化運算、提高解題速度,收到較好的解題效果,這正是“幾何法”優于“代數法”的地方.關于如何運用“幾何法”來解近七年的浙江省高考數學試題,下面列舉三例:
【簡解】如圖2,由AB=OB=BC得OA⊥OC,所以由AC>OC知答案為C.
這些試題如果用“代數法”來解,運算量有點大,且解題思路不易得到,而用“幾何法”來解則簡單直觀明了,也體現了數形結合的思想.因此,在高三數學高考復習的教學中,我們應該有意識地培養學生運用“幾何法”解向量試題的能力,明了學生在運用“幾何法”解題時思維的困難之所在,找準原因,才能對癥下藥,加強有針對性的練習,使學生能切實地掌握這種方法.
二、學生運用“幾何法”解題的困難所在
雖然運用向量的幾何意義來解題有它的優越性,但是在將“數”轉化為“形”的過程中,學生的思維還是存在一定的困難的,尤其是當題目的條件比較多的時候,學生極不容易將所有的條件有機地結合在一起,常常會顧此失彼,使解題思維受阻.
究其原因,首先是學生對與向量有關的幾何意義的理解不到位,即基礎知識學習不到位,存在薄弱點,向量的代數形式與幾何意義的聯系及轉換過程不完全清楚造成的,特別是向量可以平移、向量加法既滿足平行四邊形法則又滿足三角形法則等(如題2中,畫向量時起點的選擇很關鍵),這無疑給學生依題意構造圖形增加了困難.其次是學生沒有把向量的代數形式轉化為幾何形式的思想和意識,對向量的工具性理解不足.最后是學生沒有足夠的把向量代數形式轉化為幾何形式的經驗,從而缺乏運用向量的幾何意義進行解題的能力.
三、培養學生運用“幾何法”解題之能力的有效途徑
要想讓學生在解決向量有關問題時,能夠有運用向量的幾何意義來解決問題的良好思維習慣和能力,我們認為,在課堂教學中做到以下幾點是有效的:
1.切實掌握幾何意義
2.努力提高例題功效
在向量問題的例題教學中,我們要仔細分析、充分發揮例題的功效.尤其是與向量的幾何意義有關的問題,要選擇多種解法,讓學生在經歷諸多方法之間辨析的基礎上,明白彼此之間的聯系與區別,選擇最優解.
通過對向量問題中典型例題的分析與解決,使學生懂得何時何地運用向量的代數形式運算比較方便,在什么情況下則更多地傾向于向量的幾何意義的運用,積累豐富的解題經驗,形成數形結合的數學思想(見數思形、以形助數),從而養成良好的思維習慣.
教師在分析該題時,要耐心細致,循循善誘,把題目中的條件進行適當分解,各個擊破,從學生的認知規律出發,結合學生的認知水平,適當辨析,在眾多紛繁復雜的關心中找到解決問題的突破口,使例題的講解充分透徹,充分達到相應的功效.
3.適當加強題組訓練
適當的題組訓練,可以有效地幫助學生理清概念,明辨差異.通過適當的變式訓練,把眾多的概念及其幾何意義放在一起,對問題進行類比、延伸和拓展,使學生能更好地掌握知識,提高學習數學的興趣,就像玩游戲一樣地學習,有一種玩數學的感覺.同時,可以把學生所學過的知識串聯在一起,形成有效的知識網絡,并不斷提升學生運用向量幾何意義解題的意識,提高學生運用“幾何法”解題的能力.
運用這樣的題組訓練,學生能很清晰地理解和掌握向量加法的幾何意義、單位向量的幾何意義和平面向量基本定理的幾何意義,為學生應用向量的幾何意義解題打下堅實的基礎.
總之,向量內容豐富,涉及面廣,是高考的必考內容,應該引起我們的高度重視;它常常以小題形式出現,短小精悍,為命題者所喜愛;它作為數學的解題工具,又常常與其他知識結合在一起,使高考試題變得知識覆蓋面廣,問題綜合性強.而對于浙江省的高考向量試題,我們明顯感覺到了它的一貫精神和趨向——向量幾何意義的運用.因此,在高考的復習中,我們要引起高度的重視,加強有針對性的訓練,通過典型試題的練習和分析,掌握規律,跳出題海,以不變應萬變,從而有效地提高學生分析問題和解決問題的能力.
(作者單位 浙江省仙居縣城峰中學)