陳國(guó)星
開放探究型問(wèn)題,可分為開放型問(wèn)題和探究型問(wèn)題兩類.
開放型問(wèn)題是相對(duì)于有明確條件和明確結(jié)論的封閉型問(wèn)題而言的,它是條件或結(jié)論給定不完全、答案不唯一的一類問(wèn)題.這類試題已成為近年中考的熱點(diǎn),重在考查同學(xué)們分析、探索能力,以及思維的發(fā)散性,但難度適中.
探究型問(wèn)題是指命題中缺少一定的條件或無(wú)明確的結(jié)論,需要經(jīng)過(guò)推斷、補(bǔ)充并加以證明的一類問(wèn)題.
一、解題策略
由于開放探究型試題的知識(shí)覆蓋面較大,綜合性較強(qiáng),靈活選擇方法的要求較高,再加上題意新穎,構(gòu)思精巧,具有相當(dāng)?shù)纳疃群碗y度,所以要求同學(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)時(shí),首先對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)一定要全面復(fù)習(xí),并力求扎實(shí)牢靠;其次要加強(qiáng)對(duì)解答這類試題的練習(xí),注意各知識(shí)點(diǎn)之間的因果聯(lián)系,選擇合適的解題途徑完成最后的解答.由于題型新穎、綜合性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)獨(dú)特等,此類問(wèn)題的一般解題思路并無(wú)固定模式或套路,但是可以從以下幾個(gè)角度考慮:
1.利用特殊值(特殊點(diǎn)、特殊數(shù)量、特殊線段、特殊位置等)進(jìn)行歸納、概括,從特殊到一般,從而得出規(guī)律.
2.反演推理法(反證法),即假設(shè)結(jié)論成立,根據(jù)假設(shè)進(jìn)行推理,看是推導(dǎo)出矛盾還是能與已知條件一致.
3.分類討論法.當(dāng)命題的題設(shè)和結(jié)論不唯一確定,難以統(tǒng)一解答時(shí),則需要按可能出現(xiàn)的情況做到既不重復(fù)又不遺漏,分門別類加以討論求解,將不同結(jié)論綜合歸納得出正確結(jié)果.
4.類比猜想法,即由一個(gè)問(wèn)題的結(jié)論或解決方法類比猜想出另一個(gè)類似問(wèn)題的結(jié)論或解決方法,并加以嚴(yán)密論證.
以上所述并不能全面概括此類命題的解題策略,在具體操作時(shí)應(yīng)更注重?cái)?shù)學(xué)思想方法的綜合運(yùn)用.
二、考點(diǎn)精講
(一)開放型問(wèn)題
考點(diǎn)一:條件開放型
條件開放題是指結(jié)論給定,條件未知或不全,需探求與結(jié)論相對(duì)應(yīng)的條件.解這種開放問(wèn)題的一般思路是:由已知的結(jié)論反思題目應(yīng)具備怎樣的條件,即從題目的結(jié)論出發(fā),逆向追索,逐步探求.
例1:請(qǐng)從以下三個(gè)等式中,選出一個(gè)等式填在橫線上,并加以證明.
等式:AB=CD,∠A=∠C,∠AEB=∠CFD
已知:AB∥CD,BE=DF,?搖?搖 ?搖?搖.
求證:△ABE≌△CDF.
證明:
評(píng)注:解決此類問(wèn)題的一般方法是:由已知的結(jié)論反思題目應(yīng)具備怎樣的條件,即從題目的結(jié)論出發(fā),結(jié)合圖形挖掘條件,逆向追索,逐步探尋,是一種分析型思維方式.它要求解題者善于從問(wèn)題的結(jié)論出發(fā),逆向追索,多途尋因;當(dāng)然也要注意已有的條件及由已有的條件推導(dǎo)出的條件,不可重復(fù)條件,也不能遺漏條件.
考點(diǎn)二:結(jié)論開放型
給出問(wèn)題的條件,讓解題者根據(jù)條件探索相應(yīng)的結(jié)論并且符合條件的結(jié)論往往呈現(xiàn)多樣性,這些問(wèn)題都是結(jié)論開放問(wèn)題.這類問(wèn)題的解題思路是:充分利用已知條件或圖形特征,進(jìn)行猜想、類比、聯(lián)想、歸納,透徹分析出給定條件下可能存在的結(jié)論,然后經(jīng)過(guò)論證作出取舍.
例2:現(xiàn)有四條鋼線,長(zhǎng)度分別為(單位:)7、6、3、2,從中取出三根連成一個(gè)三角形,這三根的長(zhǎng)度可以為?搖?搖 ?搖?搖.(寫出一種即可)
例3:已知,如圖,BC是以線段AB為直徑的⊙O的切線,AC交⊙O于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作弦DE⊥AB,垂足為點(diǎn)F,連接BD、BE.
(1)仔細(xì)觀察圖形并寫出四個(gè)不同的正確結(jié)論:①?搖?搖 ?搖?搖,②?搖 ?搖?搖?搖,③?搖?搖 ?搖?搖,④?搖?搖 ?搖?搖(不添加其他字母和輔助線,不必證明);
(2)∠A=30°,CD=,求⊙O的半徑r.
評(píng)注:此類問(wèn)題可以充分考查學(xué)生知識(shí)的掌握水平,并對(duì)問(wèn)題作更深入的探究.在平常的教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該提倡此類題目,讓學(xué)生充分挖掘題目中所能得到的更多結(jié)論.解結(jié)論開放型問(wèn)題時(shí)要充分利用已知條件或圖形特征,進(jìn)行猜想、歸納、類比,透徹分析出給定條件下可能存在的結(jié)論現(xiàn)象,然后經(jīng)過(guò)論證作出取舍,這是一種歸納類比型思維.它要求解題者充分利用條件進(jìn)行大膽而合理的猜想,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,得出結(jié)論,這類題主要考查解題者的發(fā)散性思維能力和知識(shí)應(yīng)用能力.
考點(diǎn)三:策略開放型
一般指解題方法不唯一或解題途徑不明確的問(wèn)題,這類問(wèn)題要求解題者善于標(biāo)新立異,優(yōu)化解題方案和過(guò)程.在復(fù)習(xí)中既要重視基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí),又要加強(qiáng)變式訓(xùn)練和數(shù)學(xué)思想方法的研究,切實(shí)提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.
例4:如圖1,在第一象限內(nèi),直線y=mx與過(guò)點(diǎn)B(0,1)且平行于x軸的直線l相交于點(diǎn)A,半徑為r的⊙Q與直線y=mx,x軸分別相切于點(diǎn)T、E,且與直線l分別交于不同的M、N兩點(diǎn).
評(píng)注:在第(2)的解決過(guò)程中,多達(dá)十幾種解法,至少有這三種大的思考方向,一是:平移不變的性質(zhì),把拋物線平移到合適的位置,從而有效減少參數(shù),使問(wèn)題得到有效解決;二是:利用拋物線的幾何性質(zhì),從而簡(jiǎn)化問(wèn)題;三是:利用同一條線段的兩種不同表示方法列等式進(jìn)行求解.在平常的教學(xué)中,應(yīng)該多注重題目的一題多解及多題歸一的教學(xué).此類問(wèn)題的一般解法:通常需要模仿、類比、試驗(yàn)、創(chuàng)新和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),建立合理的數(shù)學(xué)模型,從而使問(wèn)題得以解決.策略開放型問(wèn)題的解題方法一般不唯一或解題路徑不明確,要求解題者不墨守成規(guī),敢于創(chuàng)新,積極發(fā)散思維,優(yōu)化解題方案和過(guò)程.
考點(diǎn)四:編制開放型
此類問(wèn)題是指條件、結(jié)論、解題方法都不全或未知,僅提供一種問(wèn)題情境,需要我們補(bǔ)充條件,設(shè)計(jì)結(jié)論,尋求解法的一類題,常令學(xué)生一時(shí)不知所措.
例5:某校九年級(jí)兩個(gè)班各為玉樹地震災(zāi)區(qū)捐款1800元.已知2班比1班人均捐款多4元,2班的人數(shù)比1班的人數(shù)少10%.請(qǐng)你根據(jù)上述信息,就這兩個(gè)班級(jí)的“人數(shù)”或“人均捐款”提出一個(gè)用分式方程解決的問(wèn)題,并寫出解題過(guò)程.
評(píng)注:對(duì)于此類編制開放型問(wèn)題,是一類新型的開放型問(wèn)題,它要求學(xué)生的思維較發(fā)散,寫出符合題意的正確答案即可,難度要求不大,但學(xué)生容易犯想當(dāng)然的錯(cuò)誤,敘述不夠準(zhǔn)確,如單位的問(wèn)題、符合實(shí)際等要求,在解題中應(yīng)該注意防范.
(二)探究型問(wèn)題
考點(diǎn)五:條件探究型
此類問(wèn)題結(jié)論明確,而需探究發(fā)現(xiàn)使結(jié)論成立的條件的題目.
(1)求h的值;
(2)通過(guò)操作、觀察,算出△POQ面積的最小值(不必說(shuō)理);
(3)過(guò)點(diǎn)P、C作直線,與x軸交于點(diǎn)B,試問(wèn):在直線l的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,四邊形AOBQ是否為梯形?若是,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不是,請(qǐng)指出四邊形的形狀.
評(píng)注:此類型的問(wèn)題其本質(zhì)與條件探索型相差不大,只是需要多一步作猜想.
考點(diǎn)七:存在探究型
此類問(wèn)題在一定的條件下,需探究發(fā)現(xiàn)某種數(shù)學(xué)關(guān)系是否存在的題目.
例8:我們?nèi)菀装l(fā)現(xiàn):反比例函數(shù)的圖像是一個(gè)中心對(duì)稱圖形.你可以利用這一結(jié)論解決問(wèn)題.
如圖,在同一直角坐標(biāo)系中,正比例函數(shù)的圖像可以看做是:將軸所在的直線繞著原點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α度角后的圖形.若它與反比例函數(shù)y=圖像分別交于第一、三象限的點(diǎn)B、D,已知點(diǎn)A(-m,0)、C(m,0).
(1)直接判斷并填寫:不論α取何值,四邊形ABCD的形狀一定是?搖?搖 ?搖?搖;
(2)①當(dāng)點(diǎn)B為(p,1)時(shí),四邊形ABCD是矩形,試求p、α、和m有值;
②觀察猜想:對(duì)①中的m值,能使四邊形ABCD為矩形的點(diǎn)B共有幾個(gè)?(不必說(shuō)理)
(3)試探究:四邊形ABCD能不能是菱形?若能,直接寫出B點(diǎn)的坐標(biāo),若不能,說(shuō)明理由.
評(píng)注:存在性探究的題型的固定的幾種類型,如:相似、等腰、直角、四邊形、面積相等問(wèn)題,比較容易訓(xùn)練成模型,因此在近幾年的全國(guó)范圍內(nèi)的考查中,此類問(wèn)題正在進(jìn)一步弱化.解答此類問(wèn)題的一般思路是:先假設(shè)存在,然后由此出發(fā),結(jié)合已知條件進(jìn)行計(jì)算推理論證,導(dǎo)出某個(gè)結(jié)果.若該結(jié)果合理,則說(shuō)明假設(shè)成立,由此得出問(wèn)題的答案;如果該結(jié)果不合理,則說(shuō)明假設(shè)不成立,所探索的條件或結(jié)論不存在.