林碧姬
(福建省霞浦一中,福建霞浦 355100)
如今,在日常教學過程中,教師會提供很多不同類型的數(shù)學題讓學生解答,學生花費了相當多的時間和精力答題,做的題目雖多,效果卻不理想,解題能力沒有得到顯著提高[1]。究其原因,主要是學生就題解題,沒有反思,缺少體會,無法內化。因此,筆者從以下三個方面的反思淺談學生解題能力的培養(yǎng)。
解答數(shù)學題,特別是解一道比較復雜的數(shù)學問題時,分析已有條件,挖掘隱含條件,聯(lián)想相關知識點,聯(lián)想數(shù)學思想非常重要。如例1 所示。
例1:已知拋物線y=ax2+bx+c經過點A(0,2)。
(2)拋物線上任意不同兩點M(x1,y1),N(x2,y2)且當x1<x2<0時,(x1-x2)(y1-y2)>0;當 0 <x1<x2時,(x1-x2)(y1-y2)<0,以原點O為圓心,OA為半徑的圓與拋物線的另兩個交點為B,C,△ABC有一個內角為60°。求拋物線的解析式。
這是2018年福建省中考數(shù)學試卷的最后一題(部分),許多平時比較優(yōu)秀的學生都止步于第(2)題的解答。通過和他們的交流,筆者發(fā)現(xiàn)他們對條件“拋物線上任意不同兩點 ),(11yxM, ),(22yxN,且當x1<x2<0 時,(x1-x2)(y1-y2)>0;當0<x1<x2時,(x1-x2)(y1-y2)<0”不理解。確實,在初中階段很少出現(xiàn)這樣的表述方式,學生沒有經驗,條件就變得抽象了。那么就應逐條分析條件:由x1<x2<0,可得(x1-x2)(y1-y2)>0 中 的x1-x2<0, 那 么(x1-x2)(y1-y2)>0要成立,就有y1-y2<0,此時條件就轉化為“若x1-x2<0,則有y1-y2<0”,條件明晰:若x1<x2<0,則有y1<y2。分析到此,由另一個條件“當0<x1<x2時,(x1-x2)(y1-y2)<0”,同理可得:若0<x1<x2,則有y1>y2。組合推導出來的兩個小結論說明了——在y軸左側,y隨x的增大而增大;在y軸右側,y隨x的增大而減小。至此,條件就以學生熟悉的方式呈現(xiàn)了。結合條件聯(lián)想二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像與性質的相關知識點,或畫出草圖,可得:此拋物線開口向下,y軸為對稱軸。其解析式為:y=ax2+2[已有直接條件A(0,2)]。
此時,還有系數(shù)a未確定,顯然還需要一個條件。目標條件:“以原點O為圓心,OA為半徑的圓與拋物線的另兩個交點為B,C,△ABC有一個內角為60°”。解讀條件,獲取信息:由“對稱性與60°內角”得△ABC是等邊三角形;由“OA為半徑”得圓O的半徑為2。顯然,所給的條件是圖形信息,要求解的是系數(shù)a,聯(lián)想平時的解題經驗,應該應用“圖形與坐標”這部分知識來解決。因此,先畫出草圖如圖1所示,分析圖形,找出與拋物線上點C的坐標有關系的線段,利用半徑為2 這個已知線段,60°已知角這些條件構建Rt △OCD,通過解直角三角形得線段、得點坐標,從而確定函數(shù)解析式。

圖1
反思分析題目條件解決問題的過程如下。(1)對題目條件的使用,要不斷提問,這個條件告訴我們什么信息?若干條件組合又告訴我們什么結論?雖然我們的結論未必能立刻解決問題,但這樣的分析和思維猶如抽絲剝繭,不斷地按照“條件—結論”開展,直至解決問題。(2)對題目條件的使用,就是不斷進行“文字語言、符號語言、圖形語言”三種語言互換的過程。(3)對題目條件的使用,要善于聯(lián)想相關知識點,善于結合一些思想方法突破條件,如有些學生對條件“當x1<x2<0 時,(x1-x2)(y1-y2)>0;當0<x1<x2時,(x1-x2)(y1-y2)<0”的探究就是通過取足夠多的特殊點畫圖來獲得結論的。(4)根據題目條件,要勤于畫出草圖,利用圖形直觀地解題,解題效果將事半功倍。
隨著數(shù)學學習的深入,學生解題也達到了相應的“量”,如果進行反思,就會發(fā)現(xiàn)某些問題具有共同特征。如例2 所示。
例2:(1)若 關 于x的 方 程(k-2018)x- 2016=6 -2018(x+1)的解是整數(shù),則整數(shù)k= _________。
(2)關于x的分式方程的解為非負數(shù),則k=________。
(3)當k為何值時,關于x的不等式x-k>0 恰有兩個負整數(shù)解?
這類問題的特征是給出方程(或不等式)的解(或解集)的條件,反過來求字母系數(shù)k 的值(或取值范圍)。而這類問題的解答模式往往是先把字母系數(shù)k 當成已知數(shù)求出方程(或不等式)的解(或解集),再利用解(或解集)滿足的條件構建字母系數(shù)k的方程(或不等式)來解決問題。
有些幾何解答題思想方法的呈現(xiàn)方式和解題策略亦有共同特征。如例3 所示。
例3:如圖2所示,以△ABC的兩邊AB,AC為邊向外作等邊△ABE和等邊△ACD,連接BD,CE。
求證:BD=CE
回顧解題的思維過程:根據問題的條件和結論,分析圖形時發(fā)現(xiàn)了組合得到新圖形△ABD和△AEC的元素(邊和角)之間有關系,從而發(fā)現(xiàn)兩個三角形全等,再利用全等的性質使命題得證。這樣要獲得兩條線段或兩個角相等的結論,可以嘗試探究線段(或角)所在的兩個三角形是否全等,如果能證得全等,問題迎刃而解。所以,這類平面幾何題通常歸結為求證兩個三角形全等的問題。
可見,解數(shù)學題時,如果對問題進行識別,分析其特征,并能準確地加以歸類,那么便能快速找到思路,使用相應的方法解決問題,使學生的解題能力發(fā)生“質”的變化。當然,要形成這種正確且迅速的辨認能力,除了需要“見識”相應量的題目外,還需要養(yǎng)成回顧、反思的習慣,通過“有心”地觀察、類比,再輔以推導,最終概括形成某種數(shù)學模式和圖形。

圖2
例4:在平面直角坐標系中,當2≤x≤4 時,二次函數(shù)y=x2-8x+c和一次函數(shù)y=-x+6 圖像有且只有一個公共點,求c的取值范圍。
∵函數(shù)y=x2-8x+c與y=-x+6 的圖像只有一個交點
∴Δ=73-4c=0
顯然,學生只解答出了一種情況,產生這種錯誤的原因是受到了求解“拋物線與直線的交點”的思維的影響,是思維定式的消極反映。學生沒有發(fā)現(xiàn)題目變化,對問題分析不夠透徹,只是機械套用原有的解題方法和經驗,阻礙了問題的正確解決。
事實上,此題還有另一種情況:拋物線y=x2-8x+c 與直線y=-x+6 有兩個交點,只是其中一個交點在2≤x≤4 范圍之外而已,所以還有后續(xù)解答:
若函數(shù)y=x2-8x+c與y=-x+6 有兩個交點,其中一個在2≤x≤4 范圍內,另一個交點在2≤x≤4 范圍外,則△=73-4c>0,解得
對于y=-x+6,當x=2 時,y=4;當x=4 時,y=2,
又∵當2≤x≤4 時,y隨x的增大而減小,
若y=x2-8x+c與y=-x+6 有兩個交點在2≤x≤4 內有一個交點,
則當x=2 時,y≥4;當x=4 時y≤2,
因此,在解題中,一方面要注意利用原有的知識、方法與經驗,類比相似問題,快速尋找解題思路;另一方面又要細心發(fā)現(xiàn)題目間的差異,辨認清晰,進行更深入的分析,克服思維定式的消極影響,從而提高解題能力。

圖3
例5:如圖3所示中的圖(甲),∠AOC和∠BOD都是直角。
(1)如果∠DOC=28°,那么∠AOB的度數(shù)是多少?
(2)找出圖(甲)中相等的角,如果∠DOC≠28°,它們還會相等嗎?
(3)若∠DOC變小,則∠AOB如何變化?
(4)在圖(乙)中利用能夠畫直角的工具再畫一個與∠COB相等的角。
這是北師大版七年級(上)第四章課后的一道數(shù)學題。解題后,對此題進行反思,筆者認為十分有意義。首先,它是以連續(xù)小題形式出現(xiàn)的比較早的幾何題;其次,各小題的呈現(xiàn)方式由淺入深、前后連貫,易于發(fā)展學生的思維能力;最后,題目達到了一定的思維量,若學生能夠體會題目的設計意圖,可為解決連續(xù)小題類型的綜合題積累經驗,養(yǎng)成思維靈活性。
分析題目可知:(1)題有多種解法,既增強了學生的識圖能力,又培養(yǎng)他們的發(fā)散思維;(2)題的探究是從特殊到一般,推廣題目,又為(4)題的解答做出鋪墊;(3)題的解答,既可以建立∠AOB與∠COD之間的關系式,初步感知函數(shù)思想,又可以將∠AOC繞點O旋轉,通過動手操作直觀感受圖形;(4)題考查學生能否利用已探究出的結論將(乙)圖轉化成(甲)圖,轉化思想在數(shù)學解題中的應用非常廣泛。
除了要圍繞具體題目進行反思外,也要反思解題的大方向,以便于找到解題規(guī)律。
學生在學習數(shù)學時如果能養(yǎng)成解題后反思的習慣,無疑對提高數(shù)學解題能力具有重要意義。當然,學生解題能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的,而是在學習過程中逐步建立起來的,教師應隨時關注學生解題后的反思。