福建省龍巖市長(zhǎng)汀縣第一中學(xué) 游含啟
教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深入探索,在反思的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)主動(dòng)性與創(chuàng)造性的教學(xué),在不斷提升學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、綜合探究能力以及數(shù)學(xué)反思能力等核心素養(yǎng)。在高中數(shù)學(xué)課程的授課過(guò)程中,教師是知識(shí)的傳遞者和思想的引導(dǎo)者,其應(yīng)在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上,逐步提升學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力,使其掌握更多靈活的方法。
靈活的數(shù)學(xué)解題技巧主要指的是學(xué)生可以在有效的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)獲得最佳的學(xué)習(xí)效果,在改變學(xué)生以往學(xué)習(xí)方式的基礎(chǔ)上,形成與教材內(nèi)容緊密聯(lián)系的解題系統(tǒng)。實(shí)際解題過(guò)程中,高中生應(yīng)針對(duì)不同題目特點(diǎn)靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)解題技巧,在熟練掌握基本教材知識(shí)的前提下,掌握不同類(lèi)型的學(xué)習(xí)規(guī)律,真正使解題技巧成為學(xué)生的輔助工具。如部分高中題目可以通過(guò)套用公式的方法解答,但也可以根據(jù)規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)便運(yùn)算。總而言之,學(xué)生在掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)解題技巧的過(guò)程中,應(yīng)具備獨(dú)立思考與邏輯分析的能力,不但可以應(yīng)對(duì)考試,也可以將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用至實(shí)際問(wèn)題的解答中。
高中生在應(yīng)用數(shù)學(xué)解題技巧時(shí),應(yīng)有效整合基本數(shù)學(xué)概念、定理以及公式等知識(shí),使學(xué)生可以在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上,主動(dòng)參與,形成完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。例如:在教“函數(shù)”章節(jié)時(shí),學(xué)生不能僅單純地學(xué)習(xí)函數(shù)的基本定義、性質(zhì)、方程式等知識(shí),還應(yīng)將這些知識(shí)進(jìn)行有效結(jié)合,形成完善的知識(shí)體系,使學(xué)生可以在解答題目的過(guò)程中有效應(yīng)用各方面的基礎(chǔ)知識(shí),保障函數(shù)題目的順利解答。由此,高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵在于將零碎的知識(shí)整合為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),真正抓住重點(diǎn)并解決疑點(diǎn),全方位提升學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力。
高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行練習(xí)與鞏固,但更為關(guān)鍵的則是構(gòu)建基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),提高數(shù)學(xué)解題能力。此時(shí)教師應(yīng)深入思考,為學(xué)生設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練活動(dòng),使學(xué)生可以在解題期間綜合運(yùn)用各種技能,進(jìn)行完整的邏輯推理與概括。在挖掘題目中的邏輯因素時(shí),教師應(yīng)由概念分類(lèi)、定理推導(dǎo)、結(jié)論證明方面為學(xué)生給出界定與規(guī)范,真正由細(xì)節(jié)入手,逐漸提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
高中數(shù)學(xué)問(wèn)題解答的主要指導(dǎo)思想便是數(shù)學(xué)思想,其可以幫助學(xué)生建立完善的數(shù)學(xué)知識(shí)體系,搭建解題的思路。在教學(xué)過(guò)程中,高中數(shù)學(xué)教師可以設(shè)計(jì)有提示性質(zhì)的問(wèn)題,加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)程度,使其在解答問(wèn)題時(shí)可以引用數(shù)學(xué)思維。具體而言,在設(shè)計(jì)第一個(gè)問(wèn)題時(shí),為了更好地滲透數(shù)學(xué)思想,教師應(yīng)采用啟發(fā)性與質(zhì)疑性問(wèn)題,之后逐漸提升問(wèn)題的難度,使學(xué)生可以進(jìn)行分析歸納猜想,并在思考過(guò)程中提高數(shù)學(xué)解題能力。例如:在教“多項(xiàng)式乘法法則推演”過(guò)程中,保障學(xué)生可以從整體到局部進(jìn)行思維,拔高數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)高度,從而培養(yǎng)更高水平的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。除此之外,在數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中也存在較多的數(shù)學(xué)思想方法,包括費(fèi)米猜想、數(shù)學(xué)悖論等,學(xué)生應(yīng)在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,采用更多的數(shù)學(xué)思想方法,并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
高中數(shù)學(xué)題目具備較強(qiáng)的邏輯思維,學(xué)生應(yīng)針對(duì)不同的題目進(jìn)行總結(jié)分析。實(shí)際解題過(guò)程中可以綜合采用如下方法:一是直觀解題法,學(xué)生應(yīng)由題目給出的條件出發(fā),在層層推理與運(yùn)算的基礎(chǔ)上,利用相關(guān)概念、公式以及性質(zhì)等知識(shí),得到題目的正確答案。也可以在選擇題與填空題中運(yùn)用概念與性質(zhì)等知識(shí)。如三角函數(shù)比較大小時(shí),解題期間便可以直接運(yùn)用三角函數(shù)公式。二是數(shù)值代入法,學(xué)生應(yīng)根據(jù)題目的具體要求靈活帶入數(shù)值,得到特殊的答案,之后一一篩選題目的選項(xiàng)。此種方法在條件清晰的特殊函數(shù),特殊極值以及特殊圖形的解答過(guò)程中得到了有效運(yùn)用,利用等比數(shù)列與等差數(shù)列的形式列出未知數(shù),并將特殊值賦予未知數(shù)中,且此特殊值一般為“1”或“0”,之后根據(jù)特殊值求出題目的最終答案。
解題能力是學(xué)生綜合性學(xué)習(xí)能力強(qiáng)弱的表現(xiàn),它能有效地檢測(cè)學(xué)生的數(shù)字知識(shí)理解能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng),所以,教師要在教學(xué)中逐步去提升學(xué)生的解題能力,強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)效果。以下將通過(guò)個(gè)案分析的形式,系統(tǒng)地展示高中數(shù)學(xué)解題中的解題方法及思路,從而使學(xué)生的解題能力得到有效提升。利用案例分析細(xì)化解題思路,本題為高中數(shù)學(xué)中有關(guān)函數(shù)及導(dǎo)函數(shù)極值的求解問(wèn)題,該類(lèi)型題屬于高中數(shù)學(xué)中的典型題,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生一同完成問(wèn)題的求解過(guò)程,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候予以引導(dǎo),了解解題思路的全部過(guò)程,以便于后續(xù)的個(gè)性化指導(dǎo)。在本案例的解題過(guò)程,我采用的是識(shí)別模式,問(wèn)題表征,選擇策略,配置對(duì)應(yīng)資源最后進(jìn)行評(píng)估監(jiān)督的分析過(guò)程,針對(duì)相似類(lèi)型的數(shù)學(xué)問(wèn)題可以作為一定的參考。
例如:現(xiàn)有函數(shù)f(x)=1/3x3-bx2+cx-bx,該函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)是f'(x)。假 設(shè)令m(x)=|f'(x)|,那么函數(shù)m(x)在區(qū)間[-2,2]上存在最大值,且最大值為q。
(1)倘若函數(shù)f(x)在自變量x 為2 的時(shí)候,存在極值且極值為-5/3,那么求解函數(shù)f(x)中的參數(shù)b 與c 的值;
(2)如果參數(shù)|b|大于2,證明對(duì)于函數(shù)中的參數(shù)c 都成立g>4;
(3)如果g≥q 對(duì)于函數(shù)f(x)中的b與c都成立,那么求解q的最大值。
通過(guò)例子中的已知條件對(duì)三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析:
第一,進(jìn)行函數(shù)的求導(dǎo)。由于導(dǎo)數(shù)與極值之間存在關(guān)系,所以在解答問(wèn)題之前要進(jìn)行求導(dǎo)。學(xué)生需要對(duì)其做簡(jiǎn)單模式的識(shí)別,通過(guò)對(duì)以往學(xué)習(xí)的理論知識(shí)中提取到有效信息,并分析已知要素。
第二,根據(jù)已知條件,列出方程式并求解方程組。在使用方程式時(shí),需要借助待定系數(shù)法將函數(shù)的極值以及其與數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系找出,接著做信息轉(zhuǎn)換與技能操作,利用關(guān)鍵問(wèn)題當(dāng)中的特殊數(shù)據(jù)或詞匯,保證整個(gè)運(yùn)算過(guò)程順利完成。
第三,進(jìn)行方程驗(yàn)根同時(shí)檢驗(yàn)得出的結(jié)果。這里存在著一個(gè)必要條件,那就是當(dāng)導(dǎo)數(shù)是0 的時(shí)候,并非就是極值。這時(shí)對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)概念的把握程度以及數(shù)學(xué)思維的深刻程度進(jìn)行了全方位的考驗(yàn)。教師在引導(dǎo)學(xué)生的時(shí)候,可以從數(shù)學(xué)概念入手,通過(guò)強(qiáng)化概念,來(lái)鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生解答完問(wèn)題后對(duì)解題方法做回顧檢測(cè)。
第四,根據(jù)上述分析結(jié)果,再次審題?;貧w函數(shù)定義,分析在哪個(gè)區(qū)間中函數(shù)存在最大值,且其絕對(duì)值的函數(shù)中,它的圖像又是怎樣的?同時(shí)思考|b|大于2 時(shí),與函數(shù)最值之間有什么關(guān)系?該已知條件由于函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸有何關(guān)系?學(xué)生通過(guò)將已知條件與函數(shù)理論相結(jié)合分析,探討q 的含義。在這其中,如果存在圖像分析,教師可以引導(dǎo)學(xué)生在草紙上畫(huà)出簡(jiǎn)單的圖像,從而更好地分析和理解問(wèn)題,也是為后續(xù)的討論工作做好準(zhǔn)備,學(xué)生也可以通過(guò)圖像分析對(duì)q 的位置做充分設(shè)想,而教師此時(shí)需要做好鼓勵(lì)工作,鼓勵(lì)學(xué)生大膽去探索。
第五,構(gòu)造有關(guān)q 的不等式,同時(shí)將問(wèn)題消元并轉(zhuǎn)化。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考在q 值為不確定的情況下,q 與m(±2)之間存在著什么關(guān)系?同時(shí)函數(shù)f(x)中的b 與c 如果只已知參數(shù)b 的取值范圍,那么要怎樣將參數(shù)c 消除呢?同時(shí),還要突破原定模式當(dāng)中的q =m(2)或者是q =m(-2),把q設(shè)為q≥m(2)或者是q≥m(-2)。這時(shí)候就需要把不等式中的同項(xiàng)相加起來(lái),以便于繼續(xù)借助絕對(duì)值將參數(shù)c 消掉。由此題可知,在教學(xué)時(shí)教師可以有針對(duì)性地尋找類(lèi)似問(wèn)題的數(shù)學(xué)練習(xí),并帶領(lǐng)學(xué)生一同分析探究,尋找問(wèn)題與已知條件之間存在的建議,這樣做的目的有助于使學(xué)生的解題模板豐富起來(lái)。
第六,解題反思。學(xué)生在解答后需要反思第二問(wèn),并分析該問(wèn)題的解題方法是否還有更好選擇?學(xué)生可以采用逆向思維,倘若對(duì)結(jié)論否定那么其結(jié)果將會(huì)如何?這時(shí)教師就需要引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)讀題,并對(duì)題目中的已知條件做多角度的思考。學(xué)生需要明白類(lèi)似問(wèn)題都是將學(xué)過(guò)的理論知識(shí)以及解題經(jīng)驗(yàn)放置在不同模式的問(wèn)題當(dāng)中,這時(shí)學(xué)生一定要利用模式將其中的精華提取出來(lái)。
第七,通過(guò)不等式的性質(zhì)以及絕對(duì)值,為問(wèn)題構(gòu)造出一個(gè)新的矛盾。同時(shí),使用模式去識(shí)別。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生可以采用反證法。
第八,審題讀題。以分類(lèi)討論的形式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入探討。由于在第二問(wèn)題的求解中,為第三問(wèn)提供了許多已知條件,促使參數(shù)b 擴(kuò)大了范圍。同時(shí),函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸x =b 也存在于區(qū)間[-2,2]中,由此對(duì)q 也有了新的定位思考標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容又是什么呢?根據(jù)上述問(wèn)題的思考方向,得出q≥m(2)或者是q≥m(-2),這里使用的是抓主去次的方法,這樣做的目的可以鍛煉學(xué)生在解答數(shù)學(xué)問(wèn)題中對(duì)問(wèn)題的概括能力,同時(shí)也能夠讓學(xué)生將以往解題中積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到解題策略當(dāng)中。
通過(guò)個(gè)案的分析我們可以對(duì)高中數(shù)學(xué)的解題思路以及解題步驟有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí),在后續(xù)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生去總結(jié)并分析做過(guò)的題目,將不同類(lèi)型的數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的整理,從而幫助其尋找出適合自己的解題方法。這有助于鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
為了更好地提升高中學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力,教師應(yīng)在系統(tǒng)總結(jié)解題技巧的基礎(chǔ)上,綜合培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)。除此之外,教師還應(yīng)在教學(xué)中借助典型案例,找到數(shù)學(xué)課程教學(xué)與學(xué)科核心素養(yǎng)的結(jié)合點(diǎn),將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用至實(shí)踐工程中,在提高學(xué)生解題能力的基礎(chǔ)上,提升其數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。