王鳳君


[摘? 要] 解題是數學學習中的一項重要活動,解題能力的提升離不開有效的解題訓練,自然更少不了一些必要的解題策略. 教師需從以下幾個方面著手,引導學生找尋解題切入點,發展解題能力:挖掘隱含條件,剖析結構特征,運用特殊化策略,采用數形結合以及利用差異分析法.
[關鍵詞] 解題;隱含條件;解題路徑;切入點;差異分析
數學的學習離不開對解題的探索,如何通過必要訓練去提高解題能力,應是廣大數學教師和學生不斷思考與探索的課題. 筆者在平常的教學中發現,不少學生在解題的時候存在以下問題:有些題目似曾相識,即使冥思苦想卻依然找尋不到解題入口,當別人稍加提點卻又豁然開朗. 事實上,“老虎吃天,無處下爪”是學生在解題中的常見現象,究其根本在于學生尚未找尋到解決問題的突破口,當適當點撥時又會恍然大悟.所以,解題教學中需強化、引導學生去選擇一個容易攻克的切入點,由點及面,讓問題的本質逐步自然展現. 那么,如何找尋解題的切入點呢?下面筆者通過對多個案例的探究,談談具體的解決策略.
隱含條件:獲得解題路徑的關鍵
隱含條件,望文生義就是隱藏在數學問題中的一些含而不露的條件,它可以隱于圖形之中,也可藏于概念之中,還可匿于已知條件的相互聯系之中. 因此,在解題中學生需善于將這些隱含于題目中的“金針”挖掘出來,從而獲得解題的關鍵性突破,使問題迎刃而解.
例1:已知直線m被兩條平行線l1:x-y+1=0和l2:x-y+3=0所截線段長度為2■,那么直線m的傾斜角可能是①15°;②30°;③45°;④60°;⑤75°. 以上符合要求的序號有________. (請寫出所有正確答案的序號)
分析:通過觀察,不難得出本題中已知條件有①l1,l2為兩條平行直線;②直線m被l1,l2所截線段長度為2■. 而以上兩個條件對于問題中需求直線m的傾斜角是遠遠不夠的,那么下一步自然就需要深入題目挖掘隱含條件. 首先,據條件“l1,l2為兩條平行直線”,可以探求出兩直線間的距離為■;接著,再次觀察不難發現:直線m被l1,l2所截線段長度為l1,l2之間距離的兩倍;然后,借助作草圖可以發現,直線m與直線l1的夾角為30°,而直線l1的傾斜角為45°,則可很快得出直線m的傾斜角為30°+45°=75°或45°-30°=15°,故本題答案為①⑤.
設計說明:讓學生通過計算l1,l2之間的距離,并結合線m被l1,l2所截線段長度為2■,感知隱含條件的挖掘過程,得出隱含條件“直線m與直線l1的夾角為30°”,突破思維的難點,從而快速求解.
結構特征:構成解題路徑的基石
一般數學題都具有明顯的結構特征,而其中的結構特征往往直指解決問題的切入口. 這就需要在解題過程中,仔細觀察題目的外部特征,深入分析題目的深層結構,在剖析問題的結構特征中抓住問題的切入點,實現條件向結論的轉化.
例2:已知f(x)=■,試求出f(1)+f(2)+f■+f(3)+f■+f(4)+f■的值.
分析:本題可以首先計算f(1),f(2),f■,f(3),f■,f(4),f■的值,然后再求出f(1)+f(2)+f■+f(3)+f■+f(4)+f■的值,然而過程的煩瑣是可想而知的. 此時,不妨去觀察式子f(1)+f(2)+f■+f(3)+f■+f(4)+f■的特征,很快可以發現f(2)和f■,f(3)和f■,f(4)和f■中每一對自變量乘積都等于1,遮擋規律的“外衣”被迅速剝離,從而自然想到考慮這三對函數值的特征. 不少學生可以思考到去計算f(2)+f■,從而引申到f(x)+f■,則有f(x)+f■=■+■=■+■=1,所以f(1)+f(2)+f■+f(3)+f■+f(4)+f■=■+1+1+1=■.
設計說明:學生在解題時,需將著眼點置于對題目目標結構特征的分析和聯想上,有針對性地找尋解題的入口,從而快速找到解題的有效策略.
特殊化策略:獲得解題入口的捷徑
人們認識客觀事物的普遍規律就是從特殊到一般的思路. 因此,在探究一些一般性問題的時候,我們可以通過研究它的某些特殊情形,為問題的探求提供幫助,從而找尋到問題的解決入口. 而正是這種特殊化策略的靈活運用,才能將認識過程中以退為進的思想方法體現得淋漓盡致.
例3:如圖1,已知長方形ABCD中,有AB=2,BC=1,且E為DC的中點,動點F在線段EC上(不與E,C重合). 現沿AF折起△AFD,使得平面ABD⊥平面ABC,在平面ABD內過點D作DK⊥AB于K點.設AK=t,那么t的取值范圍為________.
分析:本題若以一般方法著手解決,過程煩瑣且難度較大. 若從特殊化策略入手,也就是從兩個極端位置進行思考,則可簡化解題過程. 當動點F移動到DC的中點時,可以得出t=1. 當動點F移動到C點時,有CB⊥AB,CB⊥DK,所以CB⊥平面ADB,即CB⊥BD. 因為CD=2,BC=1,所以BD=■. 又因為AD=1,AB=2,所以AD⊥BD,則t=■,由此可得t的取值范圍為■,1.
設計說明:本題通過引導學生思考動點F的兩個特殊位置“DC的中點和C點處”,從而快速找尋到解決本題的入口,給出特殊化策略解題的范例,讓學生感悟復雜問題和一般問題的解題方法.
數形結合:尋求解題入口的法寶之一
數形結合解題的重點是數與形的相互表征,實現數與形的相互轉化.在數形結合解題的過程中,找尋數與形的轉化途徑從而尋找解題突破口不僅是一個重點,也是一個難點. 因此,在解題教學中,教師可以通過富有探究性的題目,引領學生從問題本身進行探索性活動,在解決問題的過程中,將抽象的數學語言與直觀的圖形相溝通,實現抽象與具體的轉化和滲透,大跨度地遷移自身已有的思維方式,從而找尋到解決問題的突破口.
例4:已知函數f(x)=lgx,0
A(5,6) B. (1,10)
C. (20,24)?搖?搖?搖?搖?搖?搖 D. (10,12)
分析:易得函數f(x)為分段函數,可以通過作草圖來演繹圖像的變換,由此簡化解題過程. 觀察圖2可知,若要f(a)=f(b)=f(c),可以設a
設計說明:通過本題的典型性來凸顯數形結合思想方法的優勢,讓學生在解決問題的過程中,培養學生思維的發散性和想象力,在解題完畢還可以進一步進行總結與提升,在回顧和概括中提升思想方法的應用能力.
差異分析法:尋求解題入口的又一利器
在解題中,我們會發現一些題目的條件與結論之間無論在形式或結構上,還是在圖形或文字間都存在著一定的差異性,我們將它們之間的差異稱為“目標差”. 成功解題的關鍵就是從找尋目標差入手,通過一個方案的設計來不斷縮小這里的目標差,直到目標差消除,從而在找尋、分析、消除目標差的過程中快速形成解題方案,這種解決問題的方法就是差異分析法. 該方法可以幫助學生快速找尋到解題入口,成為解決復雜數學題的利器.
例5:已知tan2θ=-2■,■<θ<π,試求■.
分析:首先,從角的差異著手,目標中除θ以外,還有■和θ+■,分析題設,只能找尋到2θ這一個,而事實上它們都可以轉化為θ;其次,從三角函數名稱的差異著手,目標中僅有“弦”,而題設之中僅有“切”,事實上它們也可以相互轉化.從而,成功突破本題的關鍵在于縮小并消除角與三角函數名稱的目標差.
解:原式=■=■=■. ?搖據tan2θ=■= -2■,可解得tanθ=-■或tanθ=■. 因為■<θ<π,tanθ=-■,所以原式=■=3+2■.
設計說明:本題巧借差異分析法,從找出差異開始搭建解題通道,并不斷變換思維的視角,關注到角與三角函數名稱的目標差,快速聯結解題的思維路線,在消除目標差的過程中完善解題路徑.
總之,解題教學的價值并非在于解題的數量,而是需借助解題活動來提升學生解決問題的策略,這才是解題教學的價值取向. 因此,我們在精選例題訓練時,需站在學生的角度,精選具有典型性和價值性的例題,并以思維為主線,共同展示找尋解題突破口的全過程,讓學生在感受和體驗中落實每個例題固有的“生長”功能,從而實現解題教學的意義和價值. 只有持之以恒,才能真正意義上解決學生面對難題時“習得無助”的問題.