徐 崇
(江蘇省常熟市梅李高級中學 215500)
高中數(shù)學教學面臨的一個根本任務,就是在立德樹人和核心素養(yǎng)培育的背景之下,培養(yǎng)學生的解題能力.這樣的教學定位,意味著要將立德樹人與核心素養(yǎng)培育,與很現(xiàn)實的培養(yǎng)學生的解題與應試能力結(jié)合在一起.而這也就意味著在日常的教學中,教師要重視學生的數(shù)學知識及其體系的建構(gòu),同時又要在此基礎上切實培養(yǎng)學生的解題能力.面對這一任務,有研究者明確指出高中數(shù)學教師要基于新時代高考的核心功能和主要任務,進而領會《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》《2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱(理科數(shù)學)》的精神,研究普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試數(shù)學卷中試題與服務選才這“一把尺”之間的關系,從高考解析幾何試題中分析考查題型、內(nèi)容、熱點等角度展開研究,從而尋找到關于高考數(shù)學知識的基本考向以及備考思路.本文試以蘇科版教材“平面解析幾何”為例,談談筆者的探究過程與結(jié)果,以期對同行的相關研究起到拋磚引玉的作用.
平面解析幾何是高中數(shù)學知識體系中的基礎性知識,同時也是高考的必考內(nèi)容,平面解析幾何的基本思想實際上是用代數(shù)方法解決幾何問題.從當前高考實際情況來看,幾何性質(zhì)考查內(nèi)容主要以離心率為主,而相應的學生學習的難點主要與取值范圍、最值等問題相關.也正因為這個原因,圓錐曲線的離心率、取值范圍和最值問題成為平面解析幾何知識考查的重要指向.這實際上是從考點的角度,對平面解析幾何知識進行的研究,而要培養(yǎng)學生的解題能力,首先就必須以考點知識的領會來奠定解題能力培養(yǎng)的基礎.
從宏觀角度來看,平面解析幾何部分的知識涉及到的考點雖然很多,但與圓錐曲線相關的考點,由于其具有綜合性,以及利用圓錐曲線相關知識解決問題時能夠涉及比較廣泛的知識,因而既表現(xiàn)出一定的解題難度,又表現(xiàn)出相應的解題能力培養(yǎng)的空間.
當然作為對考點的研究,面向培養(yǎng)學生解題能力的需要,還必須研究更加細致的“點”.比如說,橢圓中的最值問題包括兩種:一種是參數(shù)的取值范圍問題,另一種是長度與面積的最值問題.最值問題一般都與動態(tài)變化相關,因此在解題的時候要引導學生認識到,前者往往需要根據(jù)圖形的幾何特征去建立起與某個參數(shù)相關的不等式或者函數(shù),而后者則主要是通過建立關于某個參數(shù)的函數(shù),然后運用基本不等式或函數(shù)知識去求解的.當然最終能力的形成,在于學生具體的練習過程,而這就涉及到題型研究.
通常情況下教師對題型研究往往進行得比較深,比較透,但筆者在教學中發(fā)現(xiàn),要想有效地培養(yǎng)學生的解題能力,還必須帶著學生去研究題型,要讓學生對題型有非常感性的認識,這樣他們在解題的時候才能做到心里有數(shù).如果把解題和考試比作打仗,那對題型的研究實際上就是為了做到知己知彼而百戰(zhàn)不殆.
例如有這樣一道題目:已知點A(-2,0)、B(2,0),動點M(x,y)滿足直線AM與BM的斜率乘積為-1/2.記M軌跡為曲線C.(1)求C的方程,并說明C是什么曲線;(2)過坐標原點的直線交C于P、Q兩點,點P在第一象限,PE⊥x軸,垂足為E,連接QE并延長交C于點G.(ⅰ)證明:△PQG是直角三角形;(ⅱ)求△PQG面積的最大值.
雖然這是全國卷上的題目(2019年高考全國Ⅱ卷理科第21題),但是筆者認為其對江蘇的考生也有一定的指導作用.這道試題考查了曲線的方程、直線和橢圓的位置以及最值問題,考查的是學生分析問題與解決問題的能力.在問題解決的過程中,涉及到邏輯推理、直觀想象、數(shù)學運算等數(shù)學核心素養(yǎng);從實際解題的角度來看,試題解法靈活,內(nèi)涵豐富,綜合性強,為不同學生搭建了施展才能的舞臺,是一道好題.認為它是好題,還有一個重要的原因,這就是這是一種有代表性的題型,這一題型所涵蓋到的平面解析幾何知識,以及涉及到的解題能力,都能夠讓學生在解題的過程中,獲得知識的鞏固與能力的提升.
比如說,在具體的解題過程中,可以讓學生遵循一題多解的思路,將題目中給出的信息與問題,與原有的解題經(jīng)驗結(jié)合起來,以從多個角度尋找問題解決的方法.筆者在課堂上引導學生解題的時候,選擇了這樣幾個角度(限于篇幅,這里以第2問為例):
角度1:讓學生先設出直線PQ的斜率為k,然后得出直線的方程,也就是y=kx(k>0),然后與此前得到的C的方程聯(lián)立,就可以求出x(用k來表示);其后經(jīng)過幾次代換之后,則可以得到一個以k為系數(shù)的方程,即(2+k2)x2-2uk2x+u2k2-8=0;再然后就可以借助于韋達定理與斜率的知識求解.這個過程中,多次化簡與消元,并借助于函數(shù)的單調(diào)性求出了△PQG面積的最大值.此過程中學生的思維量極大,多次轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)難點的突破,這實際上就賦予了學生一個充足的培養(yǎng)自身解題能力的空間.

這是兩個不同的解決問題的角度,盡管在課堂上花費一定的時間,但是無論是涉及到的數(shù)學解題方法,還是運用到的數(shù)學知識,都能夠有效地幫學生拓寬眼界,提升學生的解題層次,從而提升學生的解題能力.
在實際教學中筆者發(fā)現(xiàn),由于學生之間的個體差異,同樣一個考點的確定與相應的題型的選擇,不同學生在訓練的過程中,表現(xiàn)出來的接受能力以及解題能力的提升幅度是有所差異的.從這個角度來看,高中數(shù)學教師要想切實提升學生的解題能力,就必須做到以生為本而因材施教.
如同上面所強調(diào)的一樣,平面解析幾何一直是高中數(shù)學的重要內(nèi)容之一,在歷年的高考中也都是考查的重點,因此這是我們高考復習的重頭戲.從近幾年江蘇高考的情況來看,涉及到平面解析幾何的題目還是比較豐富的,本質(zhì)上這是因為平面解析幾何知識內(nèi)容較多,方法性、思想性都很強,因此高中數(shù)學教師要在高三復習中提升復習效率,就必須有策略地部署復習安排.筆者在教學中,關于這一知識所進行的復習部署中,很重要的一點就是先去研究學生個體.當然由于班級授課制的關系,再加上所教班級不止一個,因此也不可能真正地面向每一個個體進行研究.但是將學生分成不同的層次,研究每一個層次學生在平面解析幾何知識的學習中,所表現(xiàn)出來的知識理解能力、思維能力等,然后去實施教學,就可以取得比較好的效果.
總的來說,面向?qū)W生解題能力的提升需要,并在此基礎上滿足學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)培育的需要,數(shù)學教師就必須認真研究考點,準確把握題型,然后再面向不同層次的學生,施以不同的解題教學策略,這樣就可以切實提高學生的解題能力.而且事實表明,這樣的教學思路是能夠滿足絕大多數(shù)學生的需要的,學生對這樣的教學方式也是比較歡迎的,從教學效果的角度來看,堅持使用這樣的教學思路,學生的解題能力可以得到明顯提升,而數(shù)學學科核心素養(yǎng)也能夠在這樣的過程中得到培養(yǎng).