張海強(qiáng)
代數(shù)推理,一項(xiàng)需要長(zhǎng)期培養(yǎng)的能力
張海強(qiáng)
代數(shù)推理;基本工具;基本技能;基本程序;代數(shù)思維
縱觀2017年江蘇高考試卷,試題分為容易題、中檔題、難題三個(gè)層次。其中填空題的14題,解答題的19題和20題均可歸為“難題”層次,而這三題均以代數(shù)推理為底色,著重檢測(cè)學(xué)生抽象思維能力的層次。筆者試圖結(jié)合高考試題就如何提升學(xué)生的代數(shù)推理能力提幾點(diǎn)建議。
1.幫助學(xué)生完善代數(shù)推理的基本工具。
《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試考試大綱》指出:推理是思維的基本形式之一,它由前提和結(jié)論兩部分組成,推理既包括演繹推理,也包括合情推理。
高中代數(shù)知識(shí)與方法涉及集合、邏輯知識(shí)、函數(shù)、數(shù)列、解析幾何、概率統(tǒng)計(jì)等眾多分支,但就代數(shù)的歷史發(fā)展而言,方程與函數(shù)應(yīng)成為高中代數(shù)的核心。因此要仔細(xì)研究方程與函數(shù)中的思想與方法,使之成為我們代數(shù)推理的“工具包”。例如填空題第14題以方程解的個(gè)數(shù)為背景,通過(guò)轉(zhuǎn)化化歸為函數(shù)問(wèn)題,滲透數(shù)形結(jié)合的思想,既直觀又精細(xì);推理方法既包含直接推理,也包含間接推理,對(duì)學(xué)生的代數(shù)推理提出了較高的要求。
2.幫助學(xué)生擁有代數(shù)推理的基本技能。
代數(shù)作為概括和抽象的算術(shù),體現(xiàn)了具體與抽象的關(guān)系,因此具體化應(yīng)成為代數(shù)推理的一項(xiàng)基本技能;代數(shù)推理既包括演繹推理,也包括合情推理,因此特殊化和一般化也應(yīng)成為代數(shù)推理的一項(xiàng)基本技能;高中代數(shù)知識(shí)豐富,涉及面廣,這就為代數(shù)推理提供了多彩的模型(如等差數(shù)列模型、函數(shù)模型等),因此模型化也應(yīng)成為代數(shù)推理的基本技能。如此種種,不一而足。
例如解答題19題,等差數(shù)列理所當(dāng)然成為本題的一個(gè)思維模型,由等差數(shù)列的等距性可知:當(dāng) n≥4 時(shí),an-3+an+3=2an,an-2+an+2=2an,an-1+an+1=2an,
以上三式相加即可證得第1小問(wèn)。
對(duì)于第2小問(wèn):當(dāng)n≥4時(shí),
由{an}是“P⑶數(shù)列”知,
當(dāng) n≥3 時(shí),由{an}是“P⑵數(shù)列”知,
至此學(xué)生陷入困境。究其原因是因?yàn)闊o(wú)法理解這兩個(gè)符號(hào)化的數(shù)學(xué)等式。
如果將①②具體化和特殊化,則可以得到如下等式:
由③④⑥知:2a4=a3+a5,將這一過(guò)程一般化可覓得證明思路。
3.幫助學(xué)生構(gòu)建處理代數(shù)推理題的基本程序。
為便于學(xué)生操作,教師在教學(xué)中宜和學(xué)生一起構(gòu)建處理代數(shù)推理題的基本程序。例如解答題20題,第一個(gè)不可回避的環(huán)節(jié)就是弄懂情景,領(lǐng)悟試題的數(shù)學(xué)本質(zhì)。為此宜列出條件和結(jié)論的清單,留意細(xì)節(jié),特別關(guān)注文字和符號(hào)的表述與轉(zhuǎn)換。如第1小問(wèn)就需要將條件①f(x)有極值和條件②導(dǎo)函數(shù) f′(x)的極值點(diǎn)是 f(x)的零點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯。
第二環(huán)節(jié)是明確目標(biāo),即在審題的基礎(chǔ)上,利用代數(shù)推理的工具將題設(shè)與結(jié)論的信息進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)化、加工和傳輸,從而明確解題的目標(biāo)與方向。如第2小問(wèn)通過(guò)轉(zhuǎn)化后即可把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為:若(a∈(3,+∞)),則 b2>3a。
第三個(gè)環(huán)節(jié)是推理論證,利用代數(shù)推理的基本技能對(duì)試題進(jìn)行論證或求解,并用恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言加以表述。第2小問(wèn)的證明充分展示了分析法與綜合法的結(jié)合。
由此可知處理代數(shù)推理題的基本程序:弄通情景—明確目標(biāo)—推理論證。
代數(shù)推理是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期培養(yǎng)的能力,既需要教師潛移默化的引導(dǎo)和滲透,更需要學(xué)生以孜孜以求的精神去領(lǐng)悟與踐行。代數(shù)推理既以代數(shù)思維為基礎(chǔ),又是理解代數(shù)思維的重要手段,而等價(jià)、比較、變量、模式、關(guān)系,函數(shù)、方程和不等式是高中代數(shù)思維的核心思想,這就為高中代數(shù)推理教學(xué)提供了一個(gè)大致的框架。
[1]曹一鳴,王竹婷.數(shù)學(xué)“核心思想”代數(shù)思維教學(xué)研究[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2007(01).
[2]何繼剛.例說(shuō)代數(shù)推理的認(rèn)知因素和教學(xué)建議——對(duì)一道試題的教學(xué)反思[J].數(shù)學(xué)通訊,2011(05).
[3]華志遠(yuǎn).走出代數(shù)推理教學(xué)的困境[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2000(04).
[4]吳寶瑩.代數(shù)推理問(wèn)題的思維方略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2015(01).
G633.6
A
1005-6009(2017)51-0059-01
張海強(qiáng),江蘇省宜興中學(xué)(江蘇宜興,214200)教師,高級(jí)教師,江蘇省特級(jí)教師。