田飛

[摘? 要] 高考數學試卷題量大、題目新,保障高考解題準確率的同時,也要提升解題效率. 為此,在日常教學中要關注解題方法和解題過程的優化. 那么,為了實現“優化”的目的,就要開展解后反思,通過反思結果有效規避犯錯的風險,通過反思方法和過程優化解題思路,進而提升解題效率.
[關鍵詞] 解后反思;優化;解題效率
隨著新課改的不斷深入,大多數師生已經意識到了“題海戰術”的弊端,然面對高考的壓力,很多學生依然會選擇“刷題”方法. 要知道“題海無邊”,若只知道埋頭苦干而不關注題目之間的聯系,不重視解后反思,將很難形成完善的認知體系,這樣學生的知識遷移能力勢必會減弱,解題效率也很難取得較大程度的提升,這樣勢必會影響高考成績.
在高中數學教學中,大多數師生過多地追求“量”,將多數時間和精力都放在解題上,對解題方法和解題過程關注得比較少,純粹地為了解題而解題,不重視解題方法的優化,不重視知識的系統化建構,不重視數學思維的培養,久而久之,學生不僅容易出現思維定式,而且解題能力也很難獲得有效提升. 為此,在教學中必須指導學生進行解后反思,通過評價探究成功的經驗,吸取失敗的教訓;通過反思實現解題方法和解題過程的優化,進而逐步提升解題效率,優化數學品質.
[?] 反思解題方法
眾所周知,學生的認知水平和思維習慣是存在差異的,在面對同一問題時往往因思考的方向不同而產生不同的解法. 教師應多引導、多鼓勵學生嘗試應用不同的解法進行求解,這樣可以引導學生站在不同的角度去思考問題,進而有效地拓寬學生的視野,豐富學生的解題經驗,促進解題效率提升.
例1 將A,B,…,G共7個字母進行排序,若規定A和B不能出現在首和尾,你知道有多少種排列方法嗎?
師:思考一下,這個問題該如何解決呢?(教師預留時間讓學生獨立思考)
生1:可以先不考慮A,B,其余5個字母中選2個字母放在首和尾,則有A種排列方法;這樣去除首和尾后還有5個字母,這5個字母全排列,則有A種方法. 所以一共有A·A=2400種排列方法.
師:很好,生1應用直接法順利地求解了本題. 還有其他解決方案嗎?(應用排除法的學生已經躍躍欲試地想展示自己的解題過程了)
生2:若A為首,則有A種排列方法;若B為尾,則有A種排列方法;若A為首且B為尾,則有A種排列方法;若7個字母全排列,則有A種方法. 于是有A-2A+A=2400種排列方法.
例1的求解過程并不難,從學生的練習反饋來看,主要應用了兩種方法進行求解,一種是直接法,一種是排除法. 教師沒有直接給出答案讓學生核對,而是引導學生展示求解過程,進而讓學生體會不同解法的魅力. 在解決排列組合問題時,方法一般不局限于一種,教師 從不同角度去嘗試不同的解題方法,這樣不僅可以調動學生的積極性,而且可以培養學生多角度思考問題的能力.
在教學中,教師可以多組織學生進行解后反思,在解決問題的基礎上再思考、再探究,嘗試不同的解題方法,即使新的解題方法可能是煩瑣的,然經歷了再思考的過程,有利于問題的深化. 同時,從不同角度去嘗試不同的解題方法勢必會調動不同的認知,這樣有利于溝通知識之間的縱橫關系,便于實現不同知識模塊的重組和再建,進而逐漸完善學生的認知體系,促使思維能力發展. 另外,通過不同方法的對比,有助于學生發現最優的解題方案,進而通過總結歸納發現解題的一般思路,有效提升解題效率.
[?] 反思解題過程
學生在解題過程中難免會出現一些“小錯誤”“小瑕疵”,而這些“小錯誤”“小瑕疵”若影響到了解題結果,學生就會加以改正,反之,學生就會置之不理. 久而久之,這些“小錯誤”“小瑕疵”積少成多,最終或因過程缺失而失分,或因出現主觀臆想而使解題思路偏移,等等,從而影響到解題效率和解題質量. 為此,解題后有必要對解題過程進行回顧和整理,進而做到每步都有理有據,培養思維的嚴謹性.
例2 若拋物線y=ax2-1(a≠0)上總有關于直線l:x+y=0對稱的兩點,試求實數a的取值范圍.
本題雖然題設信息看似簡單,然若想將條件和結論順利建立聯系卻有一定難度. 學生通過不斷嘗試求解問題后,教師可設計一些問題引導學生解后反思,進而讓學生在回顧和整理自己解題方法的同時,自動嘗試其他的解題方法. 比如問題如下:
(1)設A(x,y),B(x,y)為拋物線上關于l對稱的兩點,根據這個信息你能得到哪些條件?
(2)求a的取值范圍的關鍵是什么?
通過問題(1)讓學生分析出A(x,y)和B(x,y)在拋物線上,AB⊥l,線段AB的中點既在直線AB上,又在直線l上. 求a的取值范圍就需要建立關于a的不等式,這就是解題的關鍵.
解法1(利用判別式):根據問題(1)可知,直線AB與拋物線y=ax2-1(a≠0)有兩個交點,為此根據Δ>0建立關于a的不等式.
解法2(直線的參數方程):根據已知得到關于直線AB中點的參數方程,將其代入拋物線方程后化簡轉化為關于參變量t的二次方程,根據A,B兩點的對稱關系易得t+t=0,tt<0,進而得到關于a的不等式.
當然,求解方法也不局限于以上兩種,學生還可以應用均值不等式法、直線AB中點在拋物線內等方法進行求解. 借助于問題的引導,讓學生從問題的本質出發,嘗試應用不同方法求解有助于發展學習能力. 同時,通過反思可以幫助學生訂正因考慮不周出現的“小錯誤”,進而使整個解題過程更加順暢、豐滿. 總之,教學過程中,教師應多引導學生進行獨立思考,培養學生解后反思的好習慣,這樣不僅可以使解題過程更加完美,而且使思維過程更加嚴謹,解題視野更加開闊,有助于學生綜合能力的發展.
[?] 反思解題結果
在解題過程中難免會走一些彎路,犯一些錯誤,那么為了減少類似情況的發生,學生在求解后可以反思一下解題結果,看看關鍵條件是否已經合理應用,運算過程是否可以優化,是否出現了公式濫用,等等,通過反思在保障解題準確率的情況下,還可以實現解題效率的提升.
例3 從圓C:(x-1)2+(y-1)2=1外一點P(2,3)向圓C引切線,切點為A,B,求直線AB的方程.
解法1:由已知可得圓心為(1,1),半徑r=1,若過點P的切線方程斜線不存在,則x=2為切線方程;若斜率存在,設斜率為k,切線方程為y-3=k(x-2),圓心(1,1)到切點的距離d==r=1,解得k=,求得切線方程為3x-4y+6=0. 聯立切線的方程與圓C的方程求得切點A,B的坐標分別為(2,1),
,
,根據兩點的坐標求得直線AB的方程為x+2y-4=0.
解法1的思路簡單,符合大多數學生的思維特點,然在求解切點A,B的坐標時要進行復雜的運算,這樣不僅會增加解題的時間,而且還會增加出錯的風險. 雖然解法1可以求解,但并不是最優的解決方法,為此教師有必要及時引導學生進行反思,讓學生另辟蹊徑,探究求切點A,B坐標的捷徑.
解法2:切點A,B是以PC為直徑的圓與圓C的交點,以PC為直徑的圓的方程為(x-1)(x-2)+(y-1)(y-3)=0,聯立其與圓C的方程可直接求得切點A,B的坐標為(2,1),
,
,根據兩點的坐標求得直線AB的方程為x+2y-4=0.
這樣,運用平面幾何的知識聯想到另一個圓,兩圓的交點即為切點,從而有效地減少了運算量. 從解題過程可以看出,解法2較解法1更加簡潔.
例4 已知函數f(x)=,試判斷f(x)的奇偶性.
顯然,若想判斷函數f(x)的奇偶性應先對其進行化簡,大多數學生化簡過程如下:
f(x)=
=
=
=tan.
因為tan是奇函數,所以f(x)也是奇函數.
整個化簡過程看上去非常完美,然細細品味會發現,最后一步的約分并非等價變形,因為f(x)與tan的定義域并不相同,所以兩者并非同一個函數,所以直接應用tan的奇偶性來判斷f(x)的奇偶性顯然是錯誤的. 出現該錯誤的主因是學生忽視了函數的定義域,可見學生對函數奇偶性概念的理解還不夠深刻. 通過結果反思讓學生認識到自己的不足,這樣經歷自我發現和自我糾正的過程,可有效避免錯誤的再次發生.
總之,合理應用解后反思不僅可以優化解題過程,提高解題準確率和解題效率,而且有利于培養學生發現問題和解決問題的能力,有利于提升學生的數學素養,有利于養成嚴謹的學習習慣,進而為學生的長遠發展奠基.