何建東
摘 要:解決數(shù)學(xué)問題猶如在數(shù)學(xué)之山尋路,亦如在數(shù)學(xué)之海泛舟,一方面需要學(xué)生本身積累的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能與基本方法,另一方面也需要教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、點(diǎn)撥,才能幫助學(xué)生正確找到登臨“數(shù)”山的路徑,才能幫助學(xué)生順利抵達(dá)“學(xué)”海的彼岸.
關(guān)鍵詞:解題教學(xué);引導(dǎo)策略;知識(shí)系統(tǒng)
問題是數(shù)學(xué)的心臟,數(shù)學(xué)教學(xué)圍繞概念學(xué)習(xí)與問題解決而展開. 解決數(shù)學(xué)問題猶如在數(shù)學(xué)之山尋路,亦如在數(shù)學(xué)之海泛舟,一方面需要學(xué)生本身積累的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能與基本方法,另一方面也需要教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、點(diǎn)撥,才能幫助學(xué)生正確找到登臨“數(shù)”山的路徑,才能幫助學(xué)生順利抵達(dá)“學(xué)”海的彼岸.
有時(shí),在學(xué)生形成了自己的解題思路但方向不清晰或遇到“水中礁石”阻礙時(shí),需要教師引導(dǎo)學(xué)生“順?biāo)兄邸?,使學(xué)生順勢(shì)而為,找出解答方案中問題所在,巧妙地繞過“礁石”,順流而下抵達(dá)目的地;有時(shí),在學(xué)生已輕松解答了數(shù)學(xué)問題,但只是孤立地就題解題,而未能透徹領(lǐng)會(huì)問題蘊(yùn)含的深層意圖時(shí),需要教師鼓勵(lì)學(xué)生“逆水行舟”去一探“源頭”,找到最本源的核心知識(shí),以獲得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng);有時(shí),在學(xué)生也能多角度地思考并解答問題,但各種解法以比較零散方式存在,未能形成知識(shí)系統(tǒng)時(shí),需要教師指導(dǎo)學(xué)生“借水行舟”,借助適當(dāng)?shù)姆椒?、途徑,探尋可能的不同解答方案及其之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),及時(shí)建構(gòu)完整的知識(shí)系統(tǒng),使學(xué)生牢固掌握數(shù)學(xué)知識(shí)方法.
一、“順?biāo)兄邸?找出問題的關(guān)鍵點(diǎn)
學(xué)生“行舟”計(jì)劃1:對(duì)于不等式的證明,常用的方法有作差比較法、分析綜合法等,但這個(gè)不等式形式不簡(jiǎn)單,而且含有根號(hào),被開方式又有平方,如果通過平方去根號(hào),運(yùn)算可能非常麻煩,不易前行.
教師“順?biāo)碧轿?:不等式證明的方法很多,許多不等式的證明可以用作差法解決,但有時(shí)需要通過觀察、分析,采取適當(dāng)?shù)奶幚? 觀察、比較本題左右兩邊代數(shù)式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),找出其中的異同,可以注意到右式比左式少了p,q,而左式中p出現(xiàn)在a-p,c-p處,右式中a-c可以看成由(a-p)-(c-p)得到.類似地,b-d可視作(b-q)-(d-q),這樣按學(xué)生計(jì)劃1采用分析法對(duì)原不等式兩邊平方后,能消除許多相同的項(xiàng).
教師“順?biāo)碧轿?:“知煩而變”本身就是一種值得肯定的思考處理辦法,能夠去搜尋經(jīng)驗(yàn)中曾經(jīng)接觸過的相關(guān)信息更應(yīng)該給予肯定,其實(shí)數(shù)學(xué)問題的解決就是在這種分析、探索、嘗試中展開的. 學(xué)生的確會(huì)對(duì)眾多字母感到莫名的畏懼,但需要指出的是從初中“用字母表示數(shù)”之后,字母與數(shù)從某種角度講是一致的,那就是其本質(zhì)都是數(shù),那么可以順著這種類比的經(jīng)驗(yàn)再往前“行”,或許這路就通了.
C(p,q),求證:AC+BC≥AB. ”這是顯然的,因?yàn)槿鬉,B,C不共線,則利用“三角形三邊關(guān)系”可知,三角形任意兩邊之和大于第三邊,即AC+BC>AB;若A,B,C共線,則當(dāng)點(diǎn)C在線段AB上時(shí),有AC+BC=AB,當(dāng)點(diǎn)在線段AB的延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線上時(shí),顯然有AC+BC>AB.
二、“逆水行舟” 找尋知識(shí)的出發(fā)點(diǎn)
教師“逆水”探析:如果就題論題,學(xué)生的思考與解答的確顯得比較簡(jiǎn)捷,而且一般的數(shù)學(xué)教師也會(huì)采用這種解法. 但如果思考一下本題在教材中的設(shè)置位置——B組3個(gè)小題中的最后一題,編寫者是否另有目的?問題本身是否可以挖掘更深的內(nèi)涵?如果將已知的兩個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)改成一般的字母或數(shù),將動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn)的距離比改成一般的正數(shù),是否可以直接說出動(dòng)點(diǎn)軌跡的形狀,其中有沒有某種必然規(guī)律?
所以,有時(shí)問題不能止于解答,為了發(fā)揮習(xí)題最大的功能,需要對(duì)其進(jìn)行深入的思考與探究.
現(xiàn)在,這個(gè)問題很容易地得到答案:x2+y2+2x-3=0,根據(jù)最近學(xué)習(xí)的知識(shí),不難知道這是個(gè)圓,通過配方,方程為:(x+1)2+y2=4,其圓心為(-1,0),半徑為2.
既然如此,不妨“逆水”而行,來思考為什么是一個(gè)圓,這個(gè)圓的圓心、半徑與題設(shè)條件中兩個(gè)定點(diǎn)O(0,0),A(3,0),以及距離比■存在怎樣的聯(lián)系,本題條件究竟跟其他確定圓的條件有何種關(guān)聯(lián).
通過這種“執(zhí)果索因”式的探析,教師可以引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成關(guān)聯(lián)度最高的一點(diǎn)共識(shí):點(diǎn)O,A與圓心(-1,0)(記為D)共線,若記B,C為該直線上與點(diǎn)D距離為2的兩點(diǎn),那么得到的圓上動(dòng)點(diǎn)M應(yīng)該具備條件:MB⊥MC(M不與B,C重合時(shí)). 那么,這一共識(shí)能夠給予證明嗎?
sin∠OMC=sin∠AMC,又∠OMC+∠AMC≤180°,從而∠OMC=∠AMC. 當(dāng)然,也可通過添輔助線,用平面幾何知識(shí)解釋,限于篇幅,不再贅述. 同理在線段AO的延長(zhǎng)線上取點(diǎn)B,使OB∶BA=1∶2,可得MB平分∠OMA的外角∠OME. 進(jìn)而有MB⊥MC,點(diǎn)M的軌跡是以線段CB為直徑的圓,當(dāng)點(diǎn)M在直線OA上時(shí),正好就是點(diǎn)C或B,而根據(jù)點(diǎn)C,B的取法,可知C(1,0),B(-3,0),所以,點(diǎn)M的軌跡方程為(x+1)2+y2=4. 從而,可以得到一般結(jié)論:與兩個(gè)定點(diǎn)A,B的距離的比為λ(λ>0)的動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是圓,若在線段AB及其反向延長(zhǎng)線上分別取點(diǎn)E,F(xiàn),使|AE|∶|EB|=|AF|∶|FB|=λ,則線段EF即為圓的直徑.
三、“借水行舟” 找到方法的歸集點(diǎn)
問題3 已知圓的一條直徑的端點(diǎn)分別是A(x1,y1),B(x2,y2),求證:此圓的方程是(x-x1)· (x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.
學(xué)生“行舟”計(jì)劃2:圓可看作是與定點(diǎn)(圓心)距離等于定長(zhǎng)(半徑)的點(diǎn)的軌跡,根據(jù)本身題設(shè),不難表示出圓心坐標(biāo)和半徑,那么圓的方程可直接列出.
教師“借水”綜析:以上三種解答計(jì)劃是本題最主要的解題方法,其中第一種解法采用的學(xué)生占絕大多數(shù),但能注意到這一解答缺少考慮“點(diǎn)P與點(diǎn)A或B重合,以及直線PA或PB斜率不存在,需要單獨(dú)給答,并補(bǔ)充到結(jié)論中”的學(xué)生不多,所以這種解法容易產(chǎn)生疏漏;第二種解法被一部分學(xué)生采用,這種解法容易想到,但運(yùn)算量比較大,需要多有點(diǎn)耐心與仔細(xì);第三種解法,用的學(xué)生較少,但一旦想到用向量方法,最大的優(yōu)點(diǎn)在于包含了圓上“任意”一點(diǎn)的全部情況,比較容易做完整. 那么,這些不同的解答方法之間是否存在相互關(guān)系,能不能使之與整個(gè)圓的方程的學(xué)習(xí)形成一個(gè)完整的知識(shí)系統(tǒng),幫助學(xué)生建立牢固的知識(shí)體系呢?教師可以引導(dǎo)學(xué)生在各自解法基礎(chǔ)上,思考其他解法,并進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)的整理與歸納綜合.
我們相信,只要教師能從開始時(shí)與學(xué)生在“數(shù)”山共行,在“學(xué)”海同舟,慢慢地變成與學(xué)生在心靈上風(fēng)雨同舟,和衷共濟(jì),通過學(xué)法指導(dǎo)讓學(xué)生在學(xué)海自由泛舟,必然能幫助學(xué)生順利劃向數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之“海”成功的彼岸.