[摘 要] 優(yōu)質(zhì)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開靈活多變的思維支撐. 因此,不斷將知識內(nèi)容,特別是基礎(chǔ)知識以變形創(chuàng)新的方式加以呈現(xiàn),已經(jīng)成了當(dāng)前高中數(shù)學(xué)教學(xué)的首選之法. 筆者通過對相關(guān)教學(xué)理論進行研究,結(jié)合高中數(shù)學(xué)知識特點,以不同內(nèi)容為界,總結(jié)出了若干知識變形途徑,旨在為數(shù)學(xué)教學(xué)增添活力,提升實效.
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);基礎(chǔ)知識;變形;推廣;途徑
靈活性是高中數(shù)學(xué)的一個突出特點,它既是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的魅力所在,也是知識接受的難點體現(xiàn). 對于這把雙刃劍,如果能夠處理好、運用好,將會成為教學(xué)實效提升的重要契機. 體現(xiàn)高中數(shù)學(xué)的靈活性,切入點有很多,其中思路最為清晰的一個方式就是從基礎(chǔ)知識入手,對之進行變形與推廣,引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)靈活元素之所在,從而將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)推向新的高度.
[?] 立足函數(shù)知識,開展變形推廣
函數(shù)并不是高中階段的學(xué)習(xí)特例,而是在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程當(dāng)中都有所滲透與貫穿. 函數(shù)不僅僅是一個獨立的知識內(nèi)容,更是一種分析方法與思維方式. 因此,對于函數(shù)知識進行靈活變形,在促進高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整體效果中便顯得尤為關(guān)鍵.
例如,在對函數(shù)圖像的內(nèi)容進行學(xué)習(xí)時,筆者曾經(jīng)要求學(xué)生完成這樣一個問題解答:請通過配方的方式,找到函數(shù)f(x)=-3x2-6x+1的對稱軸方程與頂點坐標(biāo),并確定其單調(diào)區(qū)間與能夠取得的最值. 為了讓學(xué)生能夠?qū)D像這個基礎(chǔ)知識掌握到位,筆者以這個內(nèi)容為基點,對提問進行了變形:在二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c中,f(x1)=f(x2)(其中x1≠x2),則f
的值是多少?為了將知識要點體現(xiàn)得更加明確,筆者又將問題繼續(xù)變形成為:在函數(shù)f(x)=x2+px+q中,對于任意的x都有f(1+x)=f(1-x),則f(0), f(-1)與f(1)之間的大小關(guān)系如何?最后,筆者還為學(xué)生設(shè)計了這樣一個問題:如圖1,其所表示的是函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的圖像. 那么,能否盡可能多地將關(guān)于a,b,c的正確結(jié)論找出來?這些問題雖然彼此不同,卻都是很明確地指向了函數(shù)圖像這個基礎(chǔ)知識要點. 通過問題的不斷變形,學(xué)生對于這個內(nèi)容的理解把握也更加深入了,真正體會到了圖形的有效運用對于函數(shù)問題分析解答的重要意義.
函數(shù)領(lǐng)域的知識內(nèi)容多種多樣,根據(jù)不同的函數(shù)形式,可以拓展出不同的變形路徑. 函數(shù)知識的這一特點也為基礎(chǔ)知識的變形推廣提供了十分廣闊的空間. 如果對每種形式的函數(shù)都能夠進行這一靈活探究,必然可以將學(xué)生的函數(shù)思想不斷地夯實、提升.
[?] 立足向量知識,開展變形推廣
向量知識是學(xué)生進入到高中階段之后才逐步開始接觸的. 表面看來,向量內(nèi)容的理解與應(yīng)用似乎并不困難,但如果對這部分知識進行靈活變形,便能夠清晰地意識到,其背后所隱含的挖掘空間是十分巨大的.
例如,在對平面向量的內(nèi)容進行教學(xué)時,它的線性運算一直是一個基礎(chǔ)且重要的知識部分. 為此,筆者在課堂教學(xué)中圍繞這個知識內(nèi)容設(shè)計了一系列變形問題. 問題1:如圖2所示,四邊形ABCD是平行四邊形,且=a,=b,則應(yīng)當(dāng)如何用a,b來表示向量?問題2:如圖3所示,在五邊形ABCDE中,=a,=b,=c,=d,則應(yīng)當(dāng)如何用a,b,c,d來表示向量和?問題3:如圖4所示,若四邊形ABCD是平行四邊形,且=a,=b,=c,=d,則在a+b+c+d=0,a-b+c-d=0,a+b-c-d=0,a-b-c+d=0四個結(jié)論中,正確的是哪一個?問題4:若a,b是兩個非零向量,那么“
”是“(a+b)與(a-b)”垂直的什么條件?問題5:在四邊形ABCD中,=a+2b,=-4a-b,=-5a-3b,且a與b不共線,則該四邊形的形狀如何?從大體結(jié)構(gòu)上來看,上述每個問題之間都是存在著相似之處的,但看似細小的變形卻對學(xué)生提出了不同的解答要求. 隨著問題變形的不斷推進,向量運算的各個知識角度都得到了考查.
不難發(fā)現(xiàn),向量知識的學(xué)習(xí)是十分需要關(guān)注細節(jié)的. 雖然只是對題目當(dāng)中一些微小之處予以改變,其所對應(yīng)的分析方向和解答方法卻是完全不同的. 這也對向量基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)提出了要求. 以題目變形的方式強調(diào)知識細節(jié),對于有效的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)來講助益頗多.
[?] 立足三角知識,開展變形推廣
談到三角知識,學(xué)生所想到的大多是單一的計算公式. 其實,在這些枯燥的理論知識之余,三角知識的應(yīng)用路徑也是極其廣泛的. 即使知識內(nèi)容再基礎(chǔ),也能夠在實際問題的解答當(dāng)中發(fā)揮出十分重要的作用. 而這也為基礎(chǔ)知識的變形推廣提供了入口.
例如,為了引導(dǎo)學(xué)生理解三角的知識內(nèi)涵,筆者請學(xué)生依次完成下列實際問題的解答. 問題1:如圖5所示,小船甲航行至點A時被告知要前往點B,其位于點A正東20海里處. 甲立刻出發(fā),并通知了位于點C的小船乙一同前往,乙位于甲的南偏西30°10海里處. 那么,小船乙需要將航行方向確定為北偏東多少度(精確到1°)?問題2:如圖6所示,某人站在河岸一側(cè),想要測量位于河對岸的鐵塔AB的高度. 他先選擇了與鐵塔底端B位于同一水平面內(nèi)的C,D兩點,并測量出∠BCD=α,∠BDC=β,CD=s,且鐵塔頂端A在點C處的仰角是θ,則能否確定出鐵塔AB的高度?問題3:如圖7所示,小船甲沿正北方向航行,速度為30海里/時,小船乙同樣在固定方向上進行勻速航行. 當(dāng)甲航行至A1時,乙到達B1,且位于甲的北偏西105°,相距20海里. 20分鐘后,甲航行至A2,乙到達B2,且位于甲的北偏西120°,相距10海里. 則小船乙的航行速度是多少?在這樣的實際問題解答過程中,學(xué)生反復(fù)運用了正余弦定理等基本方法,于無形之中夯實了基礎(chǔ).
師生們總會認為,基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)就是停留在理論層面的,也必然是單調(diào)枯燥的. 通過上述示例當(dāng)中的實踐,發(fā)現(xiàn)并不如此. 在開始接觸基礎(chǔ)知識時,便可以加入實際應(yīng)用的元素,借助生活問題的解答,強化知識理解,夯實基礎(chǔ)構(gòu)建. 將三角知識進行這樣的靈活變形,不僅拓寬了知識理解路徑,還從一開始為學(xué)生增加了不少學(xué)習(xí)興趣.
[?] 立足數(shù)列知識,開展變形推廣
數(shù)列是被學(xué)生所公認的難度較大的知識內(nèi)容. 當(dāng)數(shù)列問題以靈活、復(fù)雜的面貌呈現(xiàn)出來后,學(xué)生便總會感到無從下手,不知道該如何進行分析思考. 歸根結(jié)底,這還是知識基礎(chǔ)不夠牢固的原因所導(dǎo)致的. 如果教師能夠在基礎(chǔ)知識教學(xué)階段便將知識加以變式,必然能夠為接下來的有效學(xué)習(xí)提供不小幫助.
例如,數(shù)列的通項公式是一個非常重要的基本概念,理解并求解通項公式也是數(shù)列問題當(dāng)中第一個重要組成部分. 除了根據(jù)公式進行具體計算之外,通過前幾項來猜想數(shù)列的通項公式也是不可或缺的能力. 為此,筆者以這個內(nèi)容為準設(shè)計了一些變形問題. 問題1:如圖8所示,請觀察圖中的圖形排列以及其中所包含的點數(shù),將空格當(dāng)中的圖形與點數(shù)填寫完整,并寫出點數(shù)的通項公式. 問題2:如圖9所示,這些圖形當(dāng)中體現(xiàn)出了這樣一系列規(guī)律:在圖①當(dāng)中,經(jīng)過等邊三角形的變化,形成了該多邊形;在圖②當(dāng)中,經(jīng)過正方形的變化,形成了該多邊形;…,后面的圖形也是以此類推. 那么,若正n邊形所變化形成的多邊形邊數(shù)為an,則a6的值是多少?+++…+的值又是多少?問題3:觀察圖10所示的圖形,按照其中的規(guī)律,當(dāng)10條直線相交時,最多能夠產(chǎn)生多少個交點?交點個數(shù)的通項公式是什么?一連串知識變形下來,學(xué)生對于數(shù)列通項公式的猜想思維感悟得更加深刻了.
不難發(fā)現(xiàn),我們在高中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中所經(jīng)常強調(diào)的“靈活思維”,實際上就是一種思考分析的習(xí)慣. 一旦這種習(xí)慣形成了,無論是面對靈活問題,還是靈活解答問題,都將不再是障礙. 于基礎(chǔ)知識呈現(xiàn)階段便勤于將知識進行變形,其所發(fā)揮出的思維鋪墊作用,在接下來的深入學(xué)習(xí)當(dāng)中體現(xiàn)得會十分明顯.
在持續(xù)的變形推廣過程當(dāng)中,高中數(shù)學(xué)的靈活性特點得到了淋漓盡致的體現(xiàn). 將基礎(chǔ)知識作為變形推廣的起點,能夠把靈活性學(xué)習(xí)滲透到高中數(shù)學(xué)的每一個知識領(lǐng)域當(dāng)中去,且可以讓這個特點從知識接觸之初便得以體現(xiàn)出來,使之能夠伴隨數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的全過程. 當(dāng)變形推廣基礎(chǔ)知識的活動成為一種常態(tài)之后,便可以在學(xué)生的頭腦當(dāng)中樹立起一種靈活多變的思維意識,于無形之中升華高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)效果.