[摘? 要] 學(xué)生的解題能力是高中數(shù)學(xué)課堂需要培養(yǎng)的能力之一,高三數(shù)學(xué)解題教學(xué)是課堂教學(xué)的主要方式. 在教學(xué)中,通過(guò)解題方法指導(dǎo)、解題思想滲透,建構(gòu)知識(shí)間的邏輯關(guān)系,形成解題模型,理解數(shù)學(xué)的本質(zhì).
[關(guān)鍵詞] 對(duì)話(huà)教學(xué);解題能力;數(shù)學(xué)本質(zhì)
作者簡(jiǎn)介:吳麗華(1984—),本科學(xué)歷,一級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究工作.
高三課堂教學(xué)的重要形式之一是解題教學(xué),通過(guò)試題講評(píng),復(fù)習(xí)高中數(shù)學(xué)知識(shí)、解題方法,在解題過(guò)程中同時(shí)滲透數(shù)學(xué)思想,提高學(xué)生的解題能力. 解題教學(xué)并不是單純地講解試題,而是建構(gòu)知識(shí)體系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)重構(gòu),升華數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,達(dá)到理解數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)涵的目的. 但在實(shí)際的解題教學(xué)中,雖然教師講解了大量試題,學(xué)生做了大量習(xí)題,結(jié)果卻收效甚微,學(xué)生獨(dú)自解題時(shí)依然困難重重,一籌莫展,對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)逐漸失去了興趣和信心. 教師感覺(jué)知識(shí)點(diǎn)太多,太凌亂,無(wú)法面面俱到;學(xué)生則非??鄲溃ㄙM(fèi)了大量時(shí)間做題,自己上課能聽(tīng)懂,獨(dú)自卻不會(huì)做,以致考試成績(jī)沒(méi)有明顯提升. 究其原因主要有這樣幾點(diǎn):(1)沒(méi)有認(rèn)清解題教學(xué)的目的,不能理解試題考查的本質(zhì),對(duì)問(wèn)題沒(méi)有全面理解;(2)不能全面整合試題的有效信息,導(dǎo)致解題受阻;(3)解題思路缺乏直觀(guān)認(rèn)識(shí),難以建構(gòu)已知條件與問(wèn)題之間的聯(lián)系;(4)缺乏解題方法之間的聯(lián)系和問(wèn)題的預(yù)判經(jīng)驗(yàn);(5)做題時(shí)間耗費(fèi)太多,影響了學(xué)習(xí)信心和精力,導(dǎo)致求知欲不足.
基于以上認(rèn)識(shí),筆者聯(lián)系教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行一些嘗試和思考,從對(duì)話(huà)教學(xué)的角度進(jìn)行高三解題教學(xué),讓學(xué)生在對(duì)話(huà)中暴露解題思路的缺陷,從而有針對(duì)性地開(kāi)展交流和指導(dǎo),讓學(xué)生以不同的視角去發(fā)現(xiàn)題目中的信息并進(jìn)行交流,尋找解題的通道,找到解決問(wèn)題的方法,確定解題的最優(yōu)路線(xiàn),進(jìn)而收獲成功的喜悅. 在解題教學(xué)中不僅要關(guān)注解題過(guò)程,更要關(guān)注解題后的反思引導(dǎo),使學(xué)生在交流解題心得的過(guò)程中,提高解題技巧,提升解題效果,培養(yǎng)核心素養(yǎng). 下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和思考,以三角形中的最值問(wèn)題的解題教學(xué)為例,與大家共同探討如何有效提升解題教學(xué)的實(shí)效性.
研究背景
三角形中的最值問(wèn)題是??碱}型,通常三角形的邊、角或面積是最值考查熱點(diǎn),而且這類(lèi)問(wèn)題復(fù)雜,在考試中常與函數(shù)、不等式等知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合,問(wèn)題的綜合性強(qiáng),知識(shí)點(diǎn)涵蓋范圍廣,解題的難度大,屬于中高檔題型或壓軸題型,因此有必要對(duì)這類(lèi)問(wèn)題深入研究,幫助學(xué)生理清這類(lèi)問(wèn)題的解答思路.
學(xué)生解題能力的提高單純依靠大量做題和講題是收效甚微的,關(guān)鍵是要提高學(xué)生的思維水平,讓學(xué)生能夠從知識(shí)的內(nèi)涵中理解命題的意圖和考查規(guī)律,把握數(shù)學(xué)的本質(zhì)和特征,從而總結(jié)規(guī)律,迅速解題. 在教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注知識(shí)的歷史背景和由來(lái)過(guò)程,全方位地理解知識(shí),同時(shí)在課堂教學(xué)中通過(guò)互動(dòng)交流,讓學(xué)生轉(zhuǎn)換角色,主動(dòng)對(duì)話(huà),在對(duì)話(huà)中找到相關(guān)要素,尋求解題思路,理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程,建構(gòu)知識(shí)間的聯(lián)系,從中體會(huì)和領(lǐng)悟解題方法,發(fā)展思維品質(zhì),提升核心素養(yǎng).
教學(xué)片段
1. 講知識(shí),說(shuō)過(guò)程,與數(shù)學(xué)家對(duì)話(huà)
數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)離不開(kāi)數(shù)學(xué)史,教師可以結(jié)合知識(shí)背景融入教材內(nèi)容講解知識(shí),使學(xué)生了解知識(shí)產(chǎn)生的背景,有機(jī)融合歷史知識(shí)與課程內(nèi)容,深刻了解知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程,理解知識(shí)的內(nèi)涵. 通過(guò)營(yíng)造濃厚的數(shù)學(xué)文化氛圍,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)生與應(yīng)用的認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.
在學(xué)習(xí)三角形知識(shí)時(shí),教師可以結(jié)合三角形的歷史背景進(jìn)行講解.
師:研究三角學(xué)的本質(zhì)就是研究圓,三角函數(shù)的實(shí)質(zhì)表示勻速圓周運(yùn)動(dòng). 現(xiàn)代三角學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者叫歐拉,他第一個(gè)發(fā)現(xiàn)三角函數(shù)可以用單位圓中的有向線(xiàn)段表示,所示稱(chēng)為圓函數(shù),他還對(duì)三角形進(jìn)行了定性定量的研究,從而得出了正弦定理、余弦定理,解釋了三角形的性質(zhì)和數(shù)量關(guān)系,確定與構(gòu)成了三角形的理論性質(zhì). 三角形以三個(gè)頂點(diǎn)的位置、邊長(zhǎng)和角的大小等表示其形狀,因此研究三角形的相關(guān)問(wèn)題都是以邊、角等綜合考慮的.
例題1:若△ABC的內(nèi)角滿(mǎn)足sinA+sinB=2sinC,求cosC的最小值.
例題2:在銳角三角形ABC中,sinA=2sinBsinC,求tanAtanBtanC的最小值.
師:同學(xué)們看看這兩道題,都是三角形中的最值問(wèn)題,對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題,能談?wù)勀愕目捶▎幔?/p>
2. 想意圖,理思路,與命題者對(duì)話(huà)
試題的背后是命題者對(duì)知識(shí)的深度思考和知識(shí)內(nèi)涵的精確把握,命題者以試題為載體,以解決問(wèn)題為考查手段,達(dá)到檢測(cè)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握情況的意圖[1]. 教學(xué)中要提高學(xué)生對(duì)命題意圖的把握,全面了解考查的目的和方法;要發(fā)展學(xué)生的深度思維,實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí),使其能夠快速準(zhǔn)確地掌握解題規(guī)律,掌握解題方法.
生1:解決三角形的邊、角和面積的最值問(wèn)題,需要用到的知識(shí)包括正弦、余弦定理以及基本不等式等.
師:同學(xué)們有沒(méi)有思考過(guò),這類(lèi)問(wèn)題為什么會(huì)經(jīng)常成為考點(diǎn)呢?
生2:三角形中的最值問(wèn)題考查的角度比較多,使用的解題方法非常豐富,可以從性質(zhì)和數(shù)量關(guān)系等多個(gè)角度切入,突出了高中的核心數(shù)學(xué)知識(shí),如三角函數(shù)、基本不等式等. 因此這類(lèi)問(wèn)題受到出題者的歡迎.
……
本環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生思考命題者的意圖并表達(dá)出來(lái),深入了解試題考查的知識(shí)點(diǎn)和考查的目標(biāo),從而把握命題規(guī)律,了解命題的一般方法,有助于學(xué)生順著命題者的意圖把握試題結(jié)構(gòu),找到突破試題的關(guān)鍵,建構(gòu)試題模型,掌握解題方法,提高分析和解決問(wèn)題的能力.
3. 定目標(biāo),說(shuō)方法,與試題條件對(duì)話(huà)
教學(xué)目標(biāo)是引領(lǐng)課堂的方向,教學(xué)過(guò)程要圍繞教學(xué)目標(biāo)展開(kāi),才能使整個(gè)課堂具有靈魂. 在教學(xué)目標(biāo)的引領(lǐng)下,教師要始終關(guān)注學(xué)習(xí)的主體對(duì)象,反思教學(xué)過(guò)程中要把學(xué)生引向哪里,學(xué)生怎樣才能到達(dá),最終到達(dá)了沒(méi)有.
例題3:在△ABC中,B=,求cosA+cosC的最大值.
師:同學(xué)們觀(guān)察這道題,能否思考一下這道題的類(lèi)型、解答方法和本質(zhì)?說(shuō)一說(shuō)你的想法.
生3:這道題的類(lèi)型是三角形中的最值問(wèn)題,應(yīng)用的知識(shí)是余弦定理. 因?yàn)楸绢}的前提是在△ABC中,所以通過(guò)三角形的內(nèi)角和定理可知C=-A,利用兩角差的余弦公式進(jìn)行分解,再通過(guò)輔助角公式可得cosA+cosC=cosA+cos-A=sinA+,其中A∈0,,因此當(dāng)A=時(shí),cosA+cosC的最大值為1.
師:非常好,生3求出了最大值,那么有沒(méi)有同學(xué)有其他方法呢?
生4:這道題還可以將關(guān)于A的三角函數(shù)變成關(guān)于C的三角函數(shù),從而求出最大值. 具體過(guò)程如下:cosA+cosC=cos-C+cosC=sinC,其中C∈0,,所以當(dāng)C=時(shí),cosA+cosC的最大值為1.
師:這個(gè)方法也非常好. 誰(shuí)能給大家解釋一下這兩種方法的根本思想是什么?歸納一下解這類(lèi)題的規(guī)律.
生5:這兩種方法的根本思路就是消元. 題中有三元,分別是A,B,C,等式關(guān)系有兩個(gè),分別為B=和A+B+C=π,因此可以根據(jù)條件B=和A+B+C=π,通過(guò)消元或變?cè)D(zhuǎn)化為一元的三角函數(shù)求最值.
師:講解得非常透徹. 理解了上述三角形中的最值問(wèn)題的本質(zhì)后,讓我們回歸例題1和例題2,檢測(cè)一下同學(xué)們的掌握情況.
生6:同例題3一樣,這兩道題都有三元,分別是A,B,C,都有兩個(gè)等量關(guān)系,分別是A+B+C=π和sinA+sinB=2sinC,A+B+C=π和sinA=2sinBsinC,因此也可以利用消元或變?cè)姆椒ㄟM(jìn)行解決.
解決問(wèn)題并不一定直達(dá)目標(biāo),解決過(guò)程可以是階段性和循序漸進(jìn)的,只有在已知條件與結(jié)論之間搭建起通道,才能找到問(wèn)題的突破口,切入解題關(guān)鍵. 教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生與試題條件和結(jié)論對(duì)話(huà),理解問(wèn)題的本質(zhì),與同伴進(jìn)行交流,在質(zhì)疑、尋找、認(rèn)可的過(guò)程中捕捉問(wèn)題的顯性和隱性條件,通過(guò)挖掘問(wèn)題的內(nèi)涵,尋求解決之道.
4. 談想法、理本質(zhì),與數(shù)學(xué)思想對(duì)話(huà)
數(shù)學(xué)思想是對(duì)數(shù)學(xué)方法和知識(shí)的本質(zhì)認(rèn)識(shí),理解數(shù)學(xué)思想,才能真正掌握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的精髓. 數(shù)學(xué)思想體系的建立,可使學(xué)生以更高的視角理解知識(shí),掌握解題方法,理解問(wèn)題本質(zhì);可使學(xué)生熟練運(yùn)用解題方法,不再只是通過(guò)單純的模仿和簡(jiǎn)單的重復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí),從而促進(jìn)解題能力的提高和思維水平的發(fā)展[2].
師:通過(guò)我們已學(xué)的代數(shù)知識(shí),相信同學(xué)們已經(jīng)知道了方程的變?cè)獋€(gè)數(shù)、條件等式的個(gè)數(shù)以及條件不等式之間的關(guān)聯(lián)性,決定著方程解的范圍以及解的存在性. 通過(guò)變?cè)倪x擇與轉(zhuǎn)化,優(yōu)化需要研究的方程,是研究方程的基本思路和方法. 解決三角形中的最值問(wèn)題的基本思路是通過(guò)變?cè)⑾娃D(zhuǎn)化等方法,簡(jiǎn)化問(wèn)題后再解決問(wèn)題.
生7:老師,我發(fā)現(xiàn)了另一種變?cè)椒? 設(shè)例題1中△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,利用正弦定理把題干中的等式化簡(jiǎn)為a+b=2c,再利用余弦定理,用a,b,c表示cosC,從而通過(guò)變?cè)拖M(jìn)行求解.
師:非常好,下面請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)解題.
生8:從變?cè)慕嵌冗M(jìn)行分析,例題2可以利用三角形的內(nèi)角和定理以及兩角和的正弦公式,將已知條件sinA=2sinBsinC轉(zhuǎn)化為tanB+tanC=2tanBtanC,則A,B,C三元就可以變?yōu)閠anA,tanB,tanC三元了.
生9:例題2也可以轉(zhuǎn)化為問(wèn)題“已知在銳角三角形ABC中,tanB+tanC=2tanBtanC,求-tanBtanC的最小值”,也就是說(shuō)可以把例題2的三元看成是tanB+tanC和tanBtanC兩元.
(全班熱烈鼓掌,大家都贊同生8和生9的解法)
通過(guò)三角形中的最值問(wèn)題的解答分析,使學(xué)生在思考過(guò)程中感受到了一般函數(shù)在此類(lèi)問(wèn)題中的應(yīng)用,從解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)思想方法中,總結(jié)出了解決此類(lèi)問(wèn)題的通式通法,達(dá)到了提高解題效率、領(lǐng)悟數(shù)學(xué)本質(zhì)的目的. 同時(shí),注重培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí),通過(guò)觀(guān)察解題步驟、梳理解題方法、檢查解題思路、探究解題本質(zhì),在潛移默化中提升了學(xué)生解決問(wèn)題的能力.
5. 談感悟、促提升,與知識(shí)整體對(duì)話(huà)
數(shù)學(xué)教學(xué)不能僅僅就單個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,要關(guān)注知識(shí)間的聯(lián)系,幫助學(xué)生從整體上把握知識(shí),形成整體性的認(rèn)識(shí). 教師從數(shù)學(xué)知識(shí)形成和發(fā)展的淵源和背景出發(fā)進(jìn)行闡釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生理解知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系和不同領(lǐng)域間的區(qū)別,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,發(fā)展學(xué)生思維的靈活性和深刻性,提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng). 試題講解既是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法的講解,更是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的再認(rèn)識(shí),通過(guò)厘清和轉(zhuǎn)換知識(shí)間的邏輯關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)更高層次的理解,認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的本質(zhì).
師:這類(lèi)問(wèn)題如果我們想要有更加清晰的認(rèn)識(shí),可以再看一個(gè)數(shù)學(xué)模型:三角形的一個(gè)角和對(duì)邊固定,求解三角形中的最值問(wèn)題.
例題4:已知△ABC的三個(gè)角分別為A,B,C,其對(duì)邊分別是a,b,c,a的值為2,并且角A等于,求△ABC面積的最大值.
生10:根據(jù)剛才的解題方法來(lái)看,這道題共有六元,分別為三個(gè)角和三條邊,由此需要的等式條件就更多了.
生11:這道題是三角形中的最值問(wèn)題,因此角可以利用隱性條件——三角形的內(nèi)角和——進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而邊則可以利用正弦、余弦定理進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而通過(guò)消元或換元轉(zhuǎn)換成只有邊或角的最值問(wèn)題. 我選擇邊的角度進(jìn)行求解(解題過(guò)程略).
由于數(shù)學(xué)知識(shí)具有相互聯(lián)系和整體的關(guān)聯(lián)性,因此教師要幫助學(xué)生挖掘試題中的隱含知識(shí)和本質(zhì),從而構(gòu)成一個(gè)更深層次的知識(shí)體系,讓學(xué)生能夠更加積極主動(dòng)地探求知識(shí),逐步構(gòu)建起自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò). 學(xué)生是課堂學(xué)習(xí)的主體,只有將學(xué)生的發(fā)展作為教學(xué)目標(biāo),才能使學(xué)生通過(guò)對(duì)話(huà),理解問(wèn)題的本質(zhì),提高解決問(wèn)題的能力.
綜上所述,課堂教學(xué)要從知識(shí)的整體性出發(fā),以符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)方式為基礎(chǔ),以符合學(xué)生思維順序的教學(xué)活動(dòng)為根本,科學(xué)組織課堂教學(xué),使學(xué)生在活動(dòng)中體驗(yàn)數(shù)學(xué)智慧,在解決問(wèn)題中不斷提高解題能力. 對(duì)話(huà)教學(xué)可以使學(xué)生形成主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí),在積極交流、主動(dòng)質(zhì)疑、深入探究中形成自我對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí). 教師要積極引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)品質(zhì),真正將數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)化為自身的能力和素養(yǎng).
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