翁龍宇
在數(shù)學教學中,習題教學占了一定的比重.習題教學對于深化基礎知識,培養(yǎng)解題技巧,開發(fā)智能結構,具有十分重要作用.那么,應如何挖掘習題教學的潛力,發(fā)揮習題教學的功效,優(yōu)化學生的思維品質呢?
一、一題多變,深化思維,培養(yǎng)學生思維的靈活性、深刻性
習題教學僅局限于就題論題,形成教學封閉,就難以發(fā)展學生的思維能力,教學中可通過對習題的變換延伸,構成一系列新的題目,來深化學生的思維能力.
例1 在橢圓x245+y220=1上求一點,使它與兩焦點F1,F(xiàn)2的連線互相垂直.
變換1 在橢圓x245+y220=1上 有一點P,使點P與橢圓兩焦點F1,F(xiàn)2的連線互相垂直,求△F1PF2的面積.
變換2 橢圓x245+y220=1上一動點P,F(xiàn)1,F(xiàn)2為橢圓兩焦點,當∠F1PF2為鈍角時,求點P的橫坐標x的取值范圍.
變換3 已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上存在一點P,使P與橢圓兩焦點F1,F(xiàn)2的連線互相垂直,求此橢圓離心率的取值范圍.
∠F1PF2=π2實質是㏄F1?㏄F2=0,如果把㏄F1?㏄F2=0改為㏄F1?㏄F2叩扔諛騁懷J,結論又如何呢?
變換4 F1、F2為橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)兩焦點,橢圓上存在一點P,使㏄F1?㏄F2=a22,求此橢圓離心率的取值范圍.
習題的變換可以向縱橫兩個方向發(fā)展,除了以上變換,也可以將兩焦點換成長軸兩端點,或將橢圓改為雙曲線,這樣由一題發(fā)散為若干題,不斷深化,既能強化學生對雙基的理解,又能活化思路,啟迪思維,培養(yǎng)學生運用知識的應變能力.教學中,可精選一些優(yōu)秀習題進行類似的改變、翻新、拓深,從而達到“以不變應萬變”的教學功效.
二、一題多解,活化思維,培養(yǎng)學生思維的發(fā)散性、敏捷性
典型習題除了引導學生分析其思維過程外,還應適當引導學生探索一些新的解法,從不同的角度和側面尋求變異,從隱秘的數(shù)學關系中找到問題的實質,探求各種知識的相互聯(lián)系,探討多種方法解決問題.只有這樣才能拓寬解題思路,開闊視野,才能發(fā)揮習題最佳功效.
例2 已知a,b,m∈R+,且aab.
上題除了用分析法和比較法證明外,還可以引導學生采用以下方法進行證明.
(1)放縮法
a+mb+m=a-b+b+mb+m=1-b-ab+m>1-b-ab=ab.
(2)構造斜率公式
由a+mb+m聯(lián)想到直線斜率公式,于是由0<
a0知點Q(-m,-m)在第三象限且在y=x上(如圖),由幾何直觀易知,總有k㏄Q>k㎡P,即a+mb+m>ab.
(3)構造輔助函數(shù)
作函數(shù)f(x)=a+xb+x=1-b-ab+x(x≥0),易知f(x)在其定義域上是單調遞增函數(shù),則當m>0時,有f(m)>f(0),即a+mb+m>ab.
(4)解不等式法
由a,b∈R+,aab(b-a)xb(b+x)>0趚(x+b)>0,其解集為(-∞,-b)∪(0,+∞)絉+,而m∈R+,所以原不等式成立.
象這樣,通過一題多解,帶出證明不等式的許多通法,對于學生牢固地掌握知識、方法和技能有不可低估的重要意義.因此,在教學中,應注意精選題目,加強多解訓練,注重引導學生進行解題后再思考,誘導學生從多角度、全方位去認識問題,解決問題,從而達到培養(yǎng)思維的敏捷性.
三、巧置迷惑,反思錯誤,培養(yǎng)學生思維的嚴密性、邏輯性
數(shù)學習題,形式多樣,千變萬化,因此,習題教學中教師有意識地設置一些陷阱或適時地給出一些錯誤解答,引導學生進行討論、辨析,通過反思錯誤,逐步完善思維的嚴密性.
例3 已知α,β為銳角,玞osα=17,玸in(α+β)=5314,求玞osβ.
學生的典型解法:由α,β為銳角,知0<α+β<π,∴玞os(α+β)=±1114.又玞osβ=玞os[(α+β)-α]=玞os(α+β)玞osα+玸in(α+β)玸inα=7198或玞osβ=12.
上述解法粗看無錯誤,然而,解后反思發(fā)現(xiàn)未能就題設條件進一步縮小α+β的范圍造成錯解.我們可以作如下進一步分析:
∵玸in(α+β)=5314<32,且0<α+β<π,∴0<α+β<π3或2π3<α+β<π.又玞osα=17<12,得π3<α<π2,從而有2π3<α+β<π,于是玞os(α+β)=-1114,故玞osβ=12.
四、創(chuàng)設情境,設疑激思,培養(yǎng)學生思維的探索性、創(chuàng)造性
習題教學中很多內容,單憑教師干巴巴地講解和敘述,學生既感到枯燥乏味,又難以理解掌握.如果將這些習題稍作改變,創(chuàng)設一些問題情境,則學生興趣倍增,教學效果也會大大提高.
例4 有一個正四面體與一個正四棱錐,它們的棱長均相等,設正四面體體積為V,求正四棱錐的體積.
分析:本題常規(guī)解法是先由V求出棱長,再由棱長求出正四棱錐的體積,如此求解過程冗繁且易出錯.若將兩個幾何體“組裝”成一個整體(斜三棱柱)如圖,然后根據(jù)“棱錐體積為同底同高的棱柱體積的13”立知所求體積為2V.
例5 關于x的不等式x2玪og24(a+1)a+2x玪og22aa+1+玪og2(a+1)24a2>0恒成立 ,求a的取值范圍.
分析:若從x的“一元二次不等式”入手,結合“△<0”列出不等式組進行求解,其過程尚欠簡潔流暢.若另辟蹊徑:從“對數(shù)不等式”入手,則解法步驟清晰自然,干凈利落.
略解:原不等式化為:玪og2{[4(a+1)a]﹛2?(2aa+1)2x?[(a+1)24a2]}>0,即(a+12a)﹛2-2x+2?8﹛2>1,因為8﹛2≥1,且x2-2x+2=(x-1)2+1≥1,要使原不等式對x∈R恒成立,所以a+12a>1,進而求得0 創(chuàng)設問題情境的目的在于為學生創(chuàng)造良好的思維環(huán)境,激發(fā)學生主動思維的“參與意識”.培養(yǎng)學生獨立思考,銳意創(chuàng)新的探索能力.習題教學創(chuàng)設情境的素材很多:或巧設“機關”,指點迷津;反思變通,標新立異等,讓學生的思維活動在解決問題的氛圍中,不斷深入,不斷探究,不斷升華. 總之,優(yōu)化學生思維品質的各種方法與途徑不是孤立的,而是緊密聯(lián)系的,相輔相成的.學生思維品質的提高與發(fā)展也非一蹴而就之事,它需要從教學實際出發(fā),有計劃、有步驟,由淺入深,循序漸進地進行培養(yǎng)和訓練,并注重與知識傳授、技能訓練密切聯(lián)系,有機結合.只有這樣,學生思維品質才能不斷地完善和提高. 注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>