沈曉生
(福建省詔安縣懷恩中學)
在初中數(shù)學教學中常存在這樣一個現(xiàn)象:多數(shù)學生做數(shù)學題時想方設法去解題,但解題后沒有進行歸納總結,也就是沒有把解題前的探索與解題后的反思緊密地結合起來,達不到提高解題能力的理想效果.事實上,就優(yōu)化數(shù)學解題思維、提高解題能力的重要性而言,解題后的反思不亞于解題前的探索.因為解題后的反思過程是學生自覺地對自身活動進行回顧、思考、總結、評價和調(diào)節(jié)的過程.下面,筆者就如何引導學生進行解題后反思談幾點建議.
解決問題要找準突破口,而抓住了問題的主要特征也就打開了突破口.數(shù)學題目往往具有某種特征,它是正確解題的重要因素.在審題時,只有充分挖掘、分析、理解題目的特征,明確條件和目標,才能快速形成正確的解題思路.在教學中,教師要啟發(fā)學生在解題后全面觀察、綜合分析問題的主要特征,弄清楚已知條件告訴了我們什么,目標要求什么,如何從中尋找解決問題的關鍵,最終獲取最佳方法,正確解答.
解題時能否弄清楚題目的特征,重點是對題目給出的條件的分析是否到位.如果對條件和結論的理解認識不全面,特別是對題目中的條件(尤其是隱含條件)考慮不周全,那么就會導致錯解.
例1若實數(shù)m,n滿足,且m,n恰好是等腰三角形ABC的兩條邊的邊長,則△ABC的周長是( ).
(A)12 (B)10 (C)8 (D)6
解析:根據(jù)絕對值和二次根式的非負性,得m-2=0,n-4=0.解得m=2,n=4.再根據(jù)m,n是等腰三角形ABC的兩條邊的邊長,分情況討論:①若腰為2,底為4,由三角形兩邊之和大于第三邊,可知此時不能構成三角形,舍去;②若腰為4,底為2,周長為10.故選B.
此題是求等腰三角形的周長,它的主要特征是要確定能形成等腰三角形的腰和底的長,因此當腰和底不明確時則需要進行討論.像這類題目,只要抓住已知條件的特征進行理解、辨析,就能達到“見題有法,逢題獲解”的功效.
因此,教師應引導學生認真對待解題后的反思,對題目條件、結論進行再認識,特別是對條件與結論之間存在的數(shù)量關系或位置關系等特征進行分析,檢查邏輯推理是否科學,思考是否抓住了問題的本質(zhì).
解題思路的反思重點可以從三個方面進行:(1)是否理解題意并提取有用的信息,如數(shù)式特點,圖形結構特征等;(2)能否從已有知識中提取出相關的信息,如有關的公式、定理、基本模型等;(3)能否將上述兩組信息進行有效整合重組,生成一個合乎邏輯的解題思路.
例2已知:m2-2m-1=0,n2+2n-1=0,且mn≠1,則的值為_______.
解析:此題中,觀察兩個方程中系數(shù)符號的異同是關鍵.將n2+2n-1=0變形,即1-2n-n2=0.進而變形為.對照第一個方程可判斷其結構相似,據(jù)此可得m,是方程x2-2x-1=0的兩個根.由根與系數(shù)的關系,可得.代入原式,得.
對于這類題目,學生往往會在解題過程中,只用概念或公式、法則、定理中的某個條件進行解題,導致解題錯誤.因此,解題時必須對相關條件的相似情況或異同點加以關注,對重要信息進行分析,結合方程、不等式、函數(shù)基本模型進行求解,周密思考問題的本質(zhì),形成正確的解題思路.
教師可以給學生提供多渠道的思考方式,運用一題多解、一題多變、直觀思維(形)與抽象思維(數(shù))相互轉化的方法,引導和啟發(fā)學生,讓學生進行反思,力求解中求多、多中求妙,有效促進學生養(yǎng)成良好的學習方法,培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力.
例3如圖1,在△ABC中,D是AB上任意一點,在AC的延長線上取一點E,使CE=BD,連接DE交BC于點F.求證:FD∶FE=AC∶AB.
圖1
解法1:如圖2,過點D作DG∥BC,交AC于點G,則.
圖2
圖3
解法2:如圖3,過點D作DH∥AC,交BC于點H,則.
解法3:如圖4,過點E作EK∥CB,交AB的延長線于點K,則.
圖4
解法4:如圖5,過點E作EM∥BA,交BC的延長線于點M,則.
圖5
證明此題的關鍵在于判斷比例式中的線段是否在同一直線上,若是,則可以從線段的端點引平行線,獲得所需的比例式,因此可有多種解法.
一題多解重在對學生進行多向思維訓練,貴在化繁為簡,擇優(yōu)解法.利用一題多解引導學生從不同方面,運用不同途徑去解決同一類題,既可以鞏固已有知識,又能拓寬解題思路.
例4如圖6,已知a∥b,c∥d,∠1=115°.
(1)求∠2與∠3的度數(shù);
(2)你能得到∠1與∠2之間是什么關系?
圖6
此題通過平行線的性質(zhì)求解角的度數(shù)及角與角之間的關系,熟悉平行線的性質(zhì)是解題的關鍵.
在師生共同解答后,筆者將題目改為:如圖6,已知:a∥b,c∥d,求證:∠1=∠2.筆者讓學生寫出證明過程,并說出各自不同的證法.由于與此題緊密相關的內(nèi)容是平行線的判定,因此又可以有如下變化.
變式1:如圖6,已知a∥b,∠1=∠2,求證:c∥d.
變式2:如圖6,已知c∥d,∠1=∠2,求證:a∥b.
變式3:如圖6,已知a∥b,問∠1=∠2嗎?
通過對題目的條件或結論進行合理的變化,把原題加以變形、延伸,進行從一個問題到一類問題的變式訓練,靈活運用所學的知識解決問題,促進學生對基礎知識的鞏固,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力,達到發(fā)展數(shù)學能力的目的.
解數(shù)學問題離不開直覺,在推理中需要直觀能力的幫助,這是因為證明所用的邏輯材料很多,需要通過直覺選擇這些材料構成數(shù)學建模.有些數(shù)學問題可以利用畫圖來解決,它能化隱性條件為顯性條件,啟發(fā)直觀思維.有些代數(shù)問題條件中的數(shù)量關系具有明顯的幾何意義,或用某種方法可以與幾何圖形建立聯(lián)系.因此,若能將已知條件中的數(shù)量關系寓于特定的幾何圖形中,則能快速地找到解題途徑.所以,數(shù)形結合就是根據(jù)問題實際由數(shù)思形,以形助數(shù),適時轉化,相互作用.因此,在教學中,教師應該有意識地引導學生學習這種轉化方法.
(1)利用圖形解數(shù)學題.
例5如圖7,在物理課上,老師將掛在彈簧測力計下端的鐵塊浸沒于水中,然后緩慢勻速向上提起,直至鐵塊完全露出水面一定高度,則能反映彈簧測力計的讀數(shù)y(單位:N)與鐵塊被提起的高度x(單位:cm)之間的函數(shù)關系的大致圖象是( ).
圖7
解析:根據(jù)題意,鐵塊露出水面以前,浮力不變,故此過程中彈簧測力計的度數(shù)不變.當鐵塊開始慢慢露出水面時,浮力逐漸減小,則拉力逐漸增加,當鐵塊完全露出水面后,拉力等于重力.故選D.
圖象信息題既能考查學生的運算能力、抽象能力、空間觀念和應用意識,也能體現(xiàn)數(shù)形結合思想.解題時,首先,要熟悉已學的幾種常用的函數(shù)圖象性質(zhì),即正比例函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)和反比例函數(shù);其次,要求學生能根據(jù)具體的問題情境,抓住問題中的變量,變量與圖中的數(shù)據(jù)的對應關系,明確它們的幾何意義,再根據(jù)圖象的特點,用數(shù)形結合的方法求解.
(2)幾何題的代數(shù)解法.
圖8
例6如圖8,正方形ABCD中,AB=6,G是BC的中點.將△ABG沿AG對折至△AFG,延長GF交DC于點E,則DE的長是( ).
(A)1 (B)1.5
(C)2 (D)2.5
解析:根據(jù)翻折變換的性質(zhì)和正方形的性質(zhì)可得Rt△AFE≌Rt△ADE.所以EF=DE.設DE=FE=x,則EC=6-x.因為G為BC的中點,BC=6,所以CG=3.在Rt△ECG中,根據(jù)勾股定理,得(6 -x)2+9=(x+3)2.解得x=2.故選C.
幾何題一般采用邏輯推理來求解,但在有些情況下,用代數(shù)方法解更為簡捷.從例6可以看出,用代數(shù)方法解幾何題的一般思路是,對于有提供邊角關系、直角三角形、折疊對稱等求數(shù)量關系的類型,可以通過分析已知條件各元素之間的數(shù)量關系和圖形的幾何特征,運用有關定理和公式建立數(shù)量關系,然后借助代數(shù)方法求解.
總之,解題反思就是解題后圍繞審題、解題思路、解題方法等,展開多角度、多層次的反思,而不是簡單的回顧.科學的解題反思是提高學生解題能力的有效方式.