甘肅 袁 琳
波利亞說:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)就意味著學(xué)會(huì)解題”,如何將解題做到科學(xué)、規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn),達(dá)到融會(huì)貫通、心領(lǐng)神會(huì),是每個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者的目標(biāo).
然而,筆者所屬貧困地區(qū)的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅因有限的教學(xué)資源而制約,而且因?qū)W生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)低、思維靈活性差而低效.從學(xué)生的解題實(shí)踐活動(dòng)中,不難發(fā)現(xiàn)解題往往缺乏導(dǎo)向性、完備性、系統(tǒng)性.常會(huì)出現(xiàn)以下幾種解題偏軌現(xiàn)象:
1.注重了試題條件的任性分析,忽視了試題結(jié)論的目標(biāo)導(dǎo)向.
2.注重了試題結(jié)論的目標(biāo)探索,忽視了試題條件的受限剖析.
3.雖然既注重了試題的條件,又注重了試題的結(jié)論,但是在條件與結(jié)論間難以建構(gòu)解題的通道口,在條件與條件間找不到連接點(diǎn).
解題偏軌的根本原因在于學(xué)生解題的目標(biāo)意識(shí)不強(qiáng),目標(biāo)思維欠缺,目標(biāo)分解斷層.為了培養(yǎng)學(xué)生的解題目標(biāo)意識(shí),提高數(shù)學(xué)解題能力,在課堂的解題教學(xué)中,需加強(qiáng)解題的以下思維培養(yǎng):
1.研判目標(biāo)的原本性.要理解目標(biāo)結(jié)論的內(nèi)涵是什么?外延是什么?通過觀察、類比、猜想、轉(zhuǎn)化等思維過程,認(rèn)清問題的結(jié)論所揭示的事實(shí),理清問題的結(jié)論結(jié)構(gòu).
2.強(qiáng)化目標(biāo)的導(dǎo)向性.要解(證)某一結(jié)論,需解(證)哪些中間結(jié)論,要解(證)中間結(jié)論,還需解(證)哪些結(jié)論,逐層推進(jìn),直至與已知對(duì)接.
3.提升解題的系統(tǒng)性.在一個(gè)縱橫交織的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、思維漩渦解題進(jìn)程中,要整理出解答問題的層次結(jié)構(gòu),先后順序,就需將目標(biāo)結(jié)論與題設(shè)條件放在同一平臺(tái),剖析條件與結(jié)論間具有的內(nèi)在因素,分析條件與條件間的串并關(guān)系,并有機(jī)地、有序地組合于一體,形成系統(tǒng)的解題思路.
如何將學(xué)生的解題目標(biāo)意識(shí)培養(yǎng)落實(shí)到具體的教學(xué)中去,又有哪些有效的途徑呢?筆者曾做過一些問卷調(diào)查、實(shí)踐嘗試及深度反思.現(xiàn)將個(gè)人的一些見解整理如下,以供同仁指正.
反置思維就是把試題中的結(jié)論反置為條件,以結(jié)論為解題的抓手,并與題設(shè)的部分(或整體)條件有機(jī)結(jié)合,通過轉(zhuǎn)化、推演,得出一個(gè)題設(shè)條件的“結(jié)論”,或是不證自明的“結(jié)論”,這個(gè)“結(jié)論”便是解題的目標(biāo)入口.
在解題中,常遇到此情形:面對(duì)一個(gè)題設(shè)條件過于單一或過于復(fù)雜的問題,由于條件與待解(證)的結(jié)論之間的“代溝”過大,難以形成思維的共鳴,無法架構(gòu)思維的橋梁,從而使得問題解答找不到思路的基點(diǎn),怎么辦呢?有一個(gè)行之有效的辦法——反置思維,或許能撥云見日,化解解題的疑難.
反置思維視角下的解題分析:該題所給的僅僅是一個(gè)問題的情景,顯性的約束條件少,思維的口子寬,從哪里下“刀”,切開這個(gè)“題糕”呢?這個(gè)第一“刀”是解題的難點(diǎn),也是關(guān)鍵點(diǎn).下面通過反置思維進(jìn)行挖掘解決問題的目標(biāo)入口.
數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的靈魂,數(shù)學(xué)方法是數(shù)學(xué)的軀體,數(shù)學(xué)思想與方法是解題的指導(dǎo)法寶.合理、準(zhǔn)確地運(yùn)用數(shù)學(xué)思想與方法來解題,有利于確立解題的方向,有利于高視角下分解與組合問題的主干結(jié)構(gòu),有利于優(yōu)化思維結(jié)構(gòu),為解題的目標(biāo)意識(shí)注入新的活力.
案例二:已知不等式ax2-2x+b>0的解集為(3,5),則實(shí)數(shù)a,b的值分別為________.
數(shù)學(xué)解題的思維導(dǎo)圖就是運(yùn)用圖文并重的方法,把試題的各級(jí)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系,用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來,形成一個(gè)解題的思維的形象的系統(tǒng).
初對(duì)一個(gè)題設(shè)條件相對(duì)多,結(jié)論相對(duì)抽象的問題,或許我們的解題是迷茫的,不知所措,是從哪個(gè)條件著手呢?要解(證)目標(biāo)結(jié)論,得需解(證)哪些中間小目標(biāo)結(jié)論呢?不妨引入數(shù)學(xué)思維導(dǎo)圖,從導(dǎo)圖中尋求解題的思維方向,建構(gòu)解題的層級(jí)目標(biāo),形成解題的目標(biāo)系統(tǒng).繪制數(shù)學(xué)思維導(dǎo)圖,有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題的能力,整合知識(shí)的能力,有利于提高學(xué)生思維的系統(tǒng)性、完備性,為數(shù)學(xué)解題的目標(biāo)意識(shí)的培養(yǎng)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的技術(shù)指導(dǎo).
那么,如何繪制思維導(dǎo)圖呢?首先,將結(jié)論作為解題的根圈,然后剖析給定的每個(gè)條件,提示其具有的數(shù)學(xué)本質(zhì),并作為解題的葉圈.接著,內(nèi)化條件,相互轉(zhuǎn)化,推出所需小目標(biāo)結(jié)論,以連線方式結(jié)成枝干.最后,理清各個(gè)枝干的內(nèi)外層級(jí)、因果關(guān)系、前后順序,有機(jī)地鑲嵌到根圈上,形成一個(gè)完整、完美、和諧的解題路線圖.
案例三:設(shè)函數(shù)f′(x)是奇函數(shù)f(x)(x∈R)的導(dǎo)函數(shù),f(-1)=0,當(dāng)x>0時(shí),xf′(x)-f(x)<0,求使得f(x)>0成立的x的取值范圍.
思維導(dǎo)圖視角下的解題分析:在繪制思維導(dǎo)圖時(shí),首先要明確以下幾個(gè)解題的重要小目標(biāo):
1.待解結(jié)論是抽象函數(shù)不等式的解集,這類問題的一般性解題的策略是什么?
此類問題的一般性解題策略為:利用函數(shù)的單調(diào)性脫去函數(shù)的符號(hào)“f”,化抽象不等式為具體不等式,并運(yùn)用不等式的性質(zhì)加以解答.顯然,一般性解題的策略給出了解題的總目標(biāo)是做什么的,為解題指明了方向.
2.由條件“x>0,xf′(x)-f(x)<0”你能聯(lián)想到什么?它所揭示的問題的本質(zhì)是什么?在實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的過程中,能起到什么作用呢?
3.條件“函數(shù)f(x)(x∈R)是奇函數(shù)”從“形”的角度而言,函數(shù)的奇偶性刻畫了函數(shù)的什么特性?在實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的過程中,又能起到什么作用呢?
函數(shù)的奇偶性刻畫了函數(shù)圖象的對(duì)稱美,偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱,奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.由2中的條件僅能研究(0,+∞)的函數(shù)圖象的變化趨勢(shì),而(-∞,0)的函數(shù)圖象的變化趨勢(shì),就根據(jù)奇函數(shù)的對(duì)稱性而得之.
4.條件“f(-1)=0”是用來干什么的?在實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的過程中,又有什么作用呢?
在解題過程中,條件f(-1)=0的作用有二:其一,與條件“函數(shù)f(x)(x∈R)是奇函數(shù)”對(duì)接,可得f(1)=0;其二,由1可知:抽象函數(shù)不等式的解題的一般策略是利用函數(shù)的單調(diào)性脫去函數(shù)符號(hào),在脫這個(gè)符號(hào)“f”時(shí),需將待解目標(biāo) “f(x)>0”化為“f(x)>f(x0)”的形式,也就是說,條件“f(-1)=0”是用來替代f(x)>0中的0的.
5.不等式g(x)>0與f(x)>0的解集有何關(guān)系?
根據(jù)以上的解題的分析與思考,可繪制如下的思維導(dǎo)圖:
(本文是甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃“隴原名師”專項(xiàng)課題“數(shù)學(xué)解題目標(biāo)意識(shí)培養(yǎng)”(課題立項(xiàng)號(hào):GS[2017]MSZX034)研究成果)