沈俊


[摘? 要] 無論是數學教學還是復習迎考,習題講評在高中數學教學中都處于十分重要的位置,它是知識技能的綜合,它是知識水平的升華,它是解題能力的體現,它是思維能力的展現. 文章詳細記述了多個例題的解析過程,教師從思維過程的暴露、多元表征的重視、解題方法的歸納等三個方面入手,發展學生的思維品質.
[關鍵詞] 高中數學;習題講評;思維品質;提升
習題講評是高中數學課堂教學中的重要組成部分,習題的有效講評成為教育工作的重心,可以充分激發學習的積極性,有助于學生思維能力的提升.基于數學核心素養的數學教學,不僅是模仿和記憶,更需要的是思維和感悟,數學思維能力作為核心素養中首屈一指的素養,是數學教學的本源需要,是問題解決的需要. 因此,在習題講評時教師需將思維的提升置于首位.那么如何解決這一難題呢?筆者通過本文進行了方法的探究和思考.
暴露思維突破思維障礙
在數學習題講評中,教師需強調學生的主體意識,同時發展學生的探究精神,讓學生充分暴露自身原有的思維過程,這樣一來,對于思維障礙的突破會起到出其不意的效果.當然,習題講評中思維暴露的方法多種多樣,如可以通過診斷性題目的講解,或是引導學生對典型錯誤的討論,讓學生在表達和探討中充分暴露思維過程,達到突破思維障礙的目的,也在一定程度上可以有效防止消極思維定式的形成.
例1:已知二次函數f(x)=ax2-4x+c的值域為[0,+∞),那么+的最小值為________.
這是一道得分率較高的填空題,全班做錯的學生寥寥無幾,在試卷講評的過程中,筆者請學生講解一下自己的解題思路,而結果卻出乎意料,盡管學生都可以解出正確答案,而解題思路卻是漏洞百出.以下為一名學生的解題過程:
因為二次函數f(x)=ax2-4x+c的值域為[0,+∞),則有f(x)≥0,所以Δ=16-4ac≤0,則ac≥4.
所以+≥+=+=.
因為ac≥4,所以a2+c2≥2ac≥8,a+c≥2≥4,所以≥=,故最小值為.
通過學生解題過程的展示,可以發現以下兩處錯誤:
(1)f(x)的值域為[0,+∞),有Δ=16-4ac≤0. 此處不難看出,這是典型的思維定式下給出的解答,當學生看到f(x)≥0就想當然地認為需遵循f(x)≥0恒成立,從而運用“二次不等式恒成立”這一知識點來解答,致使這樣的錯誤出現.當將此錯誤指出的時候,該學生滿是驚訝,想必已經被此思維定式造成的錯誤困擾多時.本題中f(x)的值域為[0,+∞),則可以轉化為f(x)的最小值=0,即ac=4.
(2)從ac≥4,a2+c2≥8,a+c≥4,可得≥,此處是源于不等式性質的應用錯誤導致的.而很明顯,這一錯誤的根源在于學生在解答到這一步的時候突然找不到突破口,于是乎就將數字直接代入,反正填空題也僅僅是呈現結果而已,對過程并無要求.
還有其他錯誤嗎?從其他學生的答案中才知道,還有一些學生得出ac=4之后,居然將a=c=2直接代入并求出結果,問及這樣解答的原因時,學生都不知所措.
以下為本題的正確解題過程:
因為f(x)=ax2-4x+c的值域為[0,+∞),所以a>0,所以=0,即ac=4. 所以+=+==-.
因為ac=4,a>0,所以c>0,a+c≥2≥4,從函數y=-在[4,+∞)上單調遞增,可得-≥,故最小值為.
教學經驗豐富的教師在進行習題講評時,會鼓勵學生去講解和點評,在暢談思路中將其真實思維過程盡數展示,從而便于思維障礙的有效突破.而很明顯,以上案例中也正是通過思維過程的暴露,才最大限度地將學生的隱形錯誤挖掘出來,消除了思維障礙的延續.
多元表征優化動態思維
在解題教學中,若解題思路僅僅局限于單一型的思維模式,便無法培養學生的創造力. 多元表征對學生解題思路的形成具有極其重要的影響,它是學生解決問題的基石,也是解決問題中的信息儲存與加工的有效表現. 多元表征可以有效拉長學生解決問題的思維長度,可以激活學生已有的知識體系,形成多種解題思路. 因此,在解題教學中,教師應充分誘發學生觀察、發現、分析和聯想,從而尋求多種途徑解決同一問題的思路,并通過比較和歸納最終提煉出最優解法,發散學生的思維,優化學生的解題思路.
例2:設x,y∈R,證明:+>.
方法1:變形原不等式. 可以先將不等式左邊視為動點P(x,y)與定點A(8,3),B(2,-5)的距離和,而后去求AB的距離,再根據“三角形的三邊關系”即可得證.
方法2:溝通方法1,不難聯想到橢圓的定義,設橢圓的半長軸為a,且A,B為兩焦點,令+=2a,而2c=10,但有2a>2c,從而必定大于,得證.
方法3:聯想“向量模的形式”,則可以想到用向量不等式進行求證. 令a=(x-8,y-3),b=(x-2,y+5),則有a+b>a-b=10>,得證.
本案例中,引領學生去觀察、去思考、去聯想,從而在全方位和深層次的思考中,打開了學生的思路,在最廣闊的解題范圍內應用幾何不等式、橢圓和向量的相關知識進行解題. 通過以上三種不同的解題方法,充分展現了多變的解題思路,更具體呈現了數學思維的靈活性.讓學生在思考的過程中,在對問題的辨析中,在不同解法的不斷轉換中,增強了思維的參與程度,提高了解題能力,使思維品質得到有效培養.
方法歸納提升思維品質
高中時期學生的學習科目眾多,學生獲取知識的途徑較為單一,題海戰術是高中教師實施解題教學的“慣用伎倆”,而在這個過程中,學生僅僅是圍繞教師思維打轉,無法形成自己的數學思考,甚至于不少學生會陷入一個誤區,認定教師的解題思路就是最優方法,學生數學思考能力缺失. 因此,這就要求廣大數學教師在學生的解題過程中,不僅僅是引導學生學會解題,還需引導學生去感悟和提煉解題過程中隱含的數學思想方法,學會去歸納、總結和提煉,讓學生在習得數學知識技能的同時,獲得數學思想方法,從而使學生能力的提升水到渠成.
例3:已知方程2sin2x-cosx-a=0有實根,試求出參數a的取值范圍.
思路探究:學生經過思考,不少學生令t=cosx,從而將原方程轉化為2t2+t+a-2=0,且t∈[-1,1],則可以將原題轉化為方程2t2+t+a-2=0在[-1,1]內至少有一個實根,試求出a的取值范圍.
解法1:從t=,可得-1≤≤1或-1≤≤1,可得-1≤a≤.
此解法的關鍵在于三角方程向代數方程的轉化.利用方程的根與范圍,改造不等式,結合解不等式,終于獲得突破,從而彰顯了轉化思想.而后,筆者適時追問:“還有其他解法嗎?”學生躍躍欲試,最后達成共識,將原方程轉換為函數,并在自主探究中形成了多種解法的精彩場面.
解法2:將原題轉化為函數問題:求函數a=-2t2-t+2,t∈[-1,1]的值域,經過思考不難得出結果-1≤a≤.
該思路借助分離參數轉化原題為求函數值域問題,很快奏效,進一步明確了方程與函數的關系.
解法3:將原題轉化為:直線y=a與拋物線y=-2t2-t+2,t∈[-1,1]相交,試求出a的取值范圍. 利用數形結合,又獲得一解,得出結果-1≤a≤.
解法4:設將原題轉化為:函數f(x)=2x2+x+a-2在[-1,1]內與x軸有交點,試求出a的取值范圍. 結合函數圖像,得出f(x)min≤0,f(1)≥0,解得-1≤a≤.
“數”上構“形”,讓知識具體化和形象化,解決“數”的問題. 數形結合思想有效結合數學問題中的數量關系與幾何圖形,使“數”與“形”各展其長,架起邏輯思維和形象思維之間的橋梁,從而順利、有效地解決問題.
此案例中借助一題多解,引領學生多方位、多角度進行思維活動,潛移默化中實現了數學思想方法的靈活運用,從而有效提高了學生的思維品質.
總之,數學是培養思維的科學,學生思維品質的靈活性、廣闊性、深刻性等都需通過分析和解決問題表現出來. 當然,在習題講評中培養學生的思維品質不是一蹴而就的,只有讓數學思維始終浸潤在習題講評過程中,學生才能充分體會到數學本質,才能感覺到數學是富有魅力的,才能促進學生的數學思考,從而達到真正提升學生思維水平的目的.