林忠云
摘 要: 在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中解題能力的培養(yǎng)是我們共同的目標(biāo),而解題反思是提高解題能力的關(guān)鍵.通過反思問題條件、解題過程、解題規(guī)律和題目特征,可以不斷積累經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)生思維的整體性、深刻性、敏捷性和創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)探索的興趣,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力.
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí) 解題反思 思維品質(zhì) 數(shù)學(xué)思維能力
“思之自得者真,習(xí)之純熟者妙”.學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中如果缺乏解題反思,那么他們的數(shù)學(xué)思維將不可能會(huì)有很好的提高,同時(shí)也很難再進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí),更不可能有創(chuàng)新思維的品質(zhì).學(xué)生的思維品質(zhì)和數(shù)學(xué)能力要想得到優(yōu)化與提高,數(shù)學(xué)教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題反思,促使學(xué)生能從多角度、多層次的全面考察、分析和思考問題,通過思考、再思考學(xué)生才易獲取新知,解題思路、方法可得到拓寬與優(yōu)化,知識(shí)也就得到了同化與遷移,并能提高學(xué)習(xí)效率和問題解決的創(chuàng)新能力.筆者結(jié)合平時(shí)的課堂教學(xué)實(shí)踐,對(duì)解題反思的培養(yǎng)談?wù)効捶?
一、反思問題條件,提高思維整體性
平時(shí)學(xué)生在解數(shù)學(xué)題時(shí),往往不善于抓住問題的各個(gè)方面,通常容易忽視其中的重要細(xì)節(jié),沒有充分考慮到條件中的深層含義,而造成最終的解題失誤.
如學(xué)習(xí)了二次函數(shù)后,很多學(xué)生會(huì)出現(xiàn)下例中的錯(cuò)誤.
例2:如圖1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13cm,BC=12cm,設(shè)P、Q分別為AB、AC上的動(dòng)點(diǎn),并分別從B、A兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā)沿BA方向和AC方向做勻速移動(dòng),當(dāng)Q移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),P、Q同時(shí)停止移動(dòng),移動(dòng)速度均為1cm/s,設(shè)P、Q移動(dòng)的時(shí)間為t.求:當(dāng)t為何值時(shí),使△APQ的面積S最大,S的最大值是多少?
圖1
錯(cuò)解:如圖1,過P作PD⊥AC于D點(diǎn).
由題意可知:當(dāng)P、Q移動(dòng)的時(shí)間為ts時(shí),則AQ=t,AP=13-t,而△APD∽△ABC
∴■=■,即PD=■·BC=■
∴S=■AQ·PD=■t·■=-■(t-■)■+■
∵a=-■<0
∴函數(shù)S有最大值
∴當(dāng)t=■時(shí),△APQ的面積最大,S■=■.
通過反思,學(xué)生能記住“當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)y有最小值;當(dāng)a<0時(shí),函數(shù)y有最大值”.同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的原因:是忽略了題目中的條件“函數(shù)自變量t的取值范圍”,因?yàn)榭汕蟪鯝C=5cm,所以P、Q移動(dòng)時(shí)間t的取值范圍是:0≤t≤5,故t取不到■的值,根據(jù)a<0和對(duì)稱軸t=■,可知函數(shù)S的圖像在對(duì)稱軸的左邊,且S隨t的增大而增大,所以△APQ的最大面積不是■cm■,而是當(dāng)t=5時(shí),△APQ的最大面積為■cm■.
通過以上反思訓(xùn)練,學(xué)生領(lǐng)悟到讀題一定要仔細(xì),要注重知識(shí)的整體結(jié)構(gòu)和對(duì)隱含條件的挖掘,注重知識(shí)的縱橫聯(lián)系,要做到“吃一塹,長(zhǎng)一智”,從錯(cuò)誤中得到教訓(xùn).由于在解題中學(xué)生通常會(huì)出現(xiàn)審題上的漏洞,因此必須養(yǎng)成對(duì)題目條件的反思習(xí)慣,做到對(duì)問題條件的有效捕捉、提取和組合,才能更好地索取新知,提高思維的整體性.
二、反思解題過程,提高思維敏捷性
“欲窮千里目,更上一層樓”,解題過程的關(guān)鍵就是要能從已知和未知中找到解題最佳途徑.完成一道題后,我們不能只做簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)和回顧,而是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多層面的觀察、聯(lián)想和反思,對(duì)解題過程進(jìn)行分析比較,找出最佳解法,開拓學(xué)生思路,培養(yǎng)學(xué)生具有“從優(yōu)”、“從快”的解題思維,使學(xué)生的思維敏捷性能在變換與化歸過程中得到培養(yǎng)和提高.
例3(2015年福建南平市質(zhì)檢卷第10題):如圖2,線段AB=10,點(diǎn)A、B分別在x軸、y軸的正半軸上滑動(dòng)(滑動(dòng)過程中線段AB的長(zhǎng)保持不變),⊙O與線段AB相切于C點(diǎn).求當(dāng)點(diǎn)A橫坐標(biāo)為多少時(shí),⊙O的面積最大,最大面積是多少?
圖2
在解答此題時(shí),我發(fā)現(xiàn)大多學(xué)生都會(huì)想到當(dāng)⊙O的半徑OC最長(zhǎng)時(shí),⊙O的面積最大.這時(shí)就會(huì)設(shè)A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x(x>0),根據(jù)Rt△ABO可求得OB=■,
再由ΔAOC∽ΔABO就可得:■=■,即:OC=■■
∴OC■=-■(x■-50)■+25,∴當(dāng)x■=50時(shí),OC■的最大值為25,
∵x>0,∴當(dāng)x=5■時(shí),⊙O的面積最大,S■=25π.
此解法雖比較直接,卻也靈活運(yùn)用了相似三角形的性質(zhì)和二次函數(shù)最值求法.
但在試卷講評(píng)時(shí),我就引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本題題目特征及解題過程進(jìn)行反思,并提出:“圓周上的點(diǎn)到定直徑的距離的取值范圍是多少?”引導(dǎo)學(xué)生能否換個(gè)思路求解.通過教師引導(dǎo),師生共同反思、討論,本題看似線段AB在動(dòng),而在解題中實(shí)際可看成線段AB不動(dòng),而是點(diǎn)O在動(dòng),點(diǎn)O的運(yùn)動(dòng)軌跡就是以AB為直徑的半圓(如圖3),所以O(shè)C最大值就是半圓的半徑5,
此時(shí)△AOC為等腰直角三角形,所以O(shè)A=5■,又因?yàn)閤>0,
所以當(dāng)點(diǎn)A橫坐標(biāo)為5■時(shí),⊙O的面積最大,最大面積是25π.
圖3
通過此題的解題過程反思,引導(dǎo)學(xué)生再次認(rèn)真審題、思考后,對(duì)題目的條件、結(jié)論能更深入地理解,特別是本題中由“線”動(dòng)到“點(diǎn)”動(dòng)的思維變化,讓學(xué)生的思維得以激活,促使學(xué)生解題思路得到巧妙變化,使各種解題技能、技巧與方法得到相互滲透,解題過程得到優(yōu)化,學(xué)生思維的敏捷性得到培養(yǎng),解題能力得到發(fā)展與提高.
三、反思解題規(guī)律,提高思維深刻性
在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師舉的例題或練習(xí)一般都會(huì)是一種類型題的代表,解題方法往往都會(huì)有其規(guī)律性,因此,在課堂教學(xué)中教師所選的例題或練習(xí)都要精挑細(xì)選,并在例題或練習(xí)得到解決后都要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題規(guī)律的反思,找出解決問題的普遍適用性規(guī)律,并對(duì)今后的問題解決有所幫助,從而提高解決問題思維的深刻性,形成良好的思維品質(zhì).
如在學(xué)習(xí)二次根式化簡(jiǎn)時(shí),我就讓學(xué)生做了如下判斷題.
例4:判斷下列各式是否成立?
(1)■=2■ (2)■=3■
(3)■=3■ (4)■=4■.
學(xué)生通過運(yùn)算,很快就得到第(1)、(3)、(4)題成立,第(2)題不成立.
這時(shí)我就趁熱打鐵,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察各式的構(gòu)造,反思、探索各小題的解題規(guī)律,并向?qū)W生提出:請(qǐng)用一個(gè)式子表示出第(1)(3)(4)小題的運(yùn)算規(guī)律?
學(xué)生通過觀察探索,能得出一般式:■=n■(n為大于1的整數(shù)).
讓學(xué)生透過問題表象,洞察其本質(zhì),對(duì)解題規(guī)律反思,能由特殊到一般的規(guī)律歸納,得出一類問題的解決方法,同時(shí)提高了學(xué)生思維的深刻性.
四、反思題目特征,提高思維創(chuàng)造性
阿西莫夫說“創(chuàng)新是科學(xué)房屋的生命力”.而對(duì)題目特征的反思,將能夠?qū)︻}目進(jìn)行逐步引申、變式和推廣,能夠更深入地思考、認(rèn)識(shí)問題并解決問題,并挖掘、拓展出所學(xué)知識(shí)的深度和廣度,讓學(xué)生在思考問題時(shí)另辟蹊徑,會(huì)有求變、奇異的想法,從而培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性的思維品質(zhì),提高學(xué)生的思維發(fā)散與應(yīng)變能力.
如在中考復(fù)習(xí)時(shí),我給學(xué)生顯示如下例題.
例5(2013年福建南平市中考卷第25題):如圖4,在矩形ABCD中,點(diǎn)E在BC邊上,過E作EF⊥AC于F,G為線段AE的中點(diǎn),連接BF、FG、GB.設(shè)■=k.
圖4
(1)證明:△BGF是等腰三角形;
(2)當(dāng)k為何值時(shí),△BGF是等邊三角形?
(3)我們知道:在一個(gè)三角形中,等邊所對(duì)的角相等;反過來,等角所對(duì)的邊也相等.事實(shí)上,在一個(gè)三角形中,較大的邊所對(duì)的角也較大;反之也成立.利用上述結(jié)論,探究:當(dāng)△BGF分別為銳角、直角、鈍角三角形時(shí),k的取值范圍.
在學(xué)生求解原題后,我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)題目的條件與結(jié)論互換,或使圖形發(fā)生變化,讓學(xué)生在條件或圖形的變化中觀察、發(fā)現(xiàn)其中隱含的不變量,從中找出規(guī)律,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的.
變式一:如圖4,原題中的條件只是把“EF⊥AC”改為“△BGF是等腰三角形”,而其他條件均不變.結(jié)論改為如下:
(1)求證:EF⊥AC(或EF與AC有何位置關(guān)系?并說明理由);
(2)當(dāng)k=1時(shí),判斷△BGF是什么三角形?當(dāng)k=時(shí),△BGF又是什么三角形?并說明理由.
變式二:如圖5,已知AB⊥BE于B,EF⊥AF于F,G為AE中點(diǎn).
(1)求證:A、E、B、F四點(diǎn)在同一個(gè)圓上.
(2)若EB、AF的延長(zhǎng)交于C點(diǎn),且AB=BC,則判斷BG與FG的位置關(guān)系,并說明理由.
圖5 圖6
圖7 圖8
(2)如圖8:若B、F在直徑AE兩側(cè),其他條件均不變,則(1)中的結(jié)論是否均成立?并選擇其一說明理由.
這組變式題,證明思路均來源于課本的例題、習(xí)題,但通過對(duì)原題的條件和圖形進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃魏鸵?,可將知識(shí)、能力和素質(zhì)融為一體,并能體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)能力并重的解題思路.本題以合情推理開始,滲透探究意識(shí)自始至終,引導(dǎo)我們從教與學(xué)這兩個(gè)方面對(duì)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神進(jìn)行培養(yǎng),讓學(xué)生能積極探求、大膽猜想、深入挖掘,同時(shí)引導(dǎo)教學(xué)由結(jié)果教育向過程教育的轉(zhuǎn)變.
五、結(jié)語
居安思危,思則有備,有備無患,故解題必須反思,而本文只是對(duì)問題理解、解題過程、解題規(guī)律、問題特征進(jìn)行反思探索.教師通過在課堂教學(xué)中的示范、引導(dǎo),讓學(xué)生逐步養(yǎng)成具有反思的意識(shí)和習(xí)慣,從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,使學(xué)生的數(shù)學(xué)思維得到優(yōu)化,學(xué)習(xí)效率得到提高,創(chuàng)造興趣和創(chuàng)新意識(shí)得到激發(fā),成為創(chuàng)新型人才.
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