邵亞雄
摘 要:在高中數(shù)學(xué)解題活動(dòng)中,策略意識(shí)至關(guān)重要。本文以新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中數(shù)學(xué)解題學(xué)的研究作為選題,對(duì)常用的高中數(shù)學(xué)解題策略進(jìn)行了分類(lèi),分析一般性策略與特殊性策略在解題活動(dòng)中的作用與價(jià)值。在此基礎(chǔ)之上提出了高中數(shù)學(xué)解題策略教學(xué)的若干建議。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);解題;策略;有效提問(wèn)
一、高中數(shù)學(xué)解題策略的類(lèi)型
(一)一般性策略
一般性策略是指思考問(wèn)題的一般法則,具有概括性,同樣適合于其他學(xué)科。主要有:模式識(shí)別、差異分析、化歸轉(zhuǎn)化等策略。
(二)特殊性策略
在解題中,還常用到數(shù)形結(jié)合、動(dòng)靜轉(zhuǎn)化、分行并用、進(jìn)退互化、正反相輔、有效增設(shè)等具體的策略。這類(lèi)策略的使用有明顯的指向性,教學(xué)中要注重基本問(wèn)題的結(jié)構(gòu)特征分析,以及何時(shí)使用這些策略。
二、高中數(shù)學(xué)解題策略的教學(xué)
(一)高中數(shù)學(xué)解題策略的教學(xué)是一個(gè)螺旋式上升的過(guò)程
例如在數(shù)學(xué)概念形成的初級(jí)階段,教師充分揭示數(shù)學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行多角度分析,有利于學(xué)生模式識(shí)別的積累,提高學(xué)生解題策略使用的靈活性與變通性。以平面向量數(shù)量積的概念教學(xué)為例,筆者在聽(tīng)課過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)例1經(jīng)常被教師使用,目的是加強(qiáng)數(shù)量積定義以及平面向量夾角定義的鞏固。
(二)高中數(shù)學(xué)解題策略教學(xué)的時(shí)機(jī)問(wèn)題
在學(xué)生解題思路受到障礙時(shí),進(jìn)行策略意識(shí)的教學(xué),有利于學(xué)生理解解題策略,能提高學(xué)生思考問(wèn)題的能力。解題策略的教學(xué)應(yīng)在科學(xué)診斷學(xué)生策略水平的基礎(chǔ)上采用啟發(fā)式教學(xué)。先學(xué)后教,暴露學(xué)生的思維過(guò)程,有針對(duì)性的進(jìn)行策略教學(xué)。
【例1】正方體ABCD-A1B1C1D1中,P、Q分別是線(xiàn)段(不包括端點(diǎn))CC1,BD上的點(diǎn),PQ∥ABC1D1,記CP=x,四面體PQA1B1的體積為y,則y關(guān)于x的函數(shù)大致圖象是(? )
這是一道高三模擬卷中的選擇題第10題,屬于難題。通過(guò)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的解題策略水平有以下幾個(gè)層次:
層次1、知道要畫(huà)圖,但是不能探究PQ的本質(zhì)特征,想不到作輔助平面,而考慮一些特殊的,雖然四面體的體積容易計(jì)算,但對(duì)排除選項(xiàng)沒(méi)有任何幫助;
層次2、能作出時(shí)或者一般情況下的圖象,但對(duì)四面體的體積計(jì)算沒(méi)有思路,無(wú)法想象隨著x的變化,四面體的體積是如何改變的,不能將體積轉(zhuǎn)化。
畫(huà)圖與求體積是該題的關(guān)鍵。如圖2-1,過(guò)點(diǎn)P作PM∥BC1,過(guò)點(diǎn)M作MQ∥AB交BD于點(diǎn)Q??梢蕴岢鲆韵聠?wèn)題:我們要畫(huà)的圖有什么特征?取一個(gè)特殊位置試試看對(duì)我們畫(huà)圖有幫助嗎?以前有處理過(guò)直線(xiàn)與平面平行的作圖問(wèn)題嗎?與直線(xiàn)與平面平行有關(guān)的定理有哪些?它們能幫助我們畫(huà)圖嗎?從而引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模式識(shí)別策略。
對(duì)于層次2的學(xué)生,要分兩種情況,對(duì)于找到中點(diǎn)的學(xué)生,要引導(dǎo)他們運(yùn)用選項(xiàng)提供的信息??梢蕴岢鲆韵聠?wèn)題:當(dāng)時(shí),你能求出它的體積嗎?求三棱錐的體積一般有哪些途徑?求出的體積能幫助我們選擇正確選項(xiàng)嗎?或者排除錯(cuò)誤選項(xiàng)呢?目的是引導(dǎo)學(xué)生從同底等高或者直接計(jì)算或者利用空間向量的方法來(lái)求當(dāng)時(shí)四面體PQA1B1的體積,實(shí)際上,當(dāng)x=1是,V=,當(dāng),V=,而,因此函數(shù)大致圖象不可能是BCD,所以正確答案是A。當(dāng)然,從到x,求解類(lèi)似。
(三)高中數(shù)學(xué)解題策略教學(xué)應(yīng)以融入式為主
學(xué)生掌握解題策略,需要在領(lǐng)會(huì)解題策略的基礎(chǔ)之上進(jìn)行多類(lèi)型的解題實(shí)踐,即理解與練習(xí)相結(jié)合,主要有融入式與獨(dú)立式兩種方式。
一般性策略的教學(xué)應(yīng)與具體的解題教學(xué)相結(jié)合。例如在立體幾何證明題教學(xué)時(shí),融入“雙向推理”、“執(zhí)果索因”、“假設(shè)問(wèn)題已經(jīng)解決”、“子目標(biāo)”等策略的教學(xué),能有利于學(xué)生找到解題思路。
【例3】如圖3,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是正方形,側(cè)棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,點(diǎn)E是PC的中點(diǎn),作EF⊥PB交PB于點(diǎn)F。求證:PB⊥平面EFD。
這道題目的證明需要進(jìn)行多次的直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直、直線(xiàn)與平面垂直的轉(zhuǎn)換,學(xué)生不易想到。利用執(zhí)果索因的策略能順利找到證明路線(xiàn):要證PB^平面EFD,則只需證明PB^EF(已知)和PB^DE或者PB^DF(這兩個(gè)垂直肯定成立的,但是需要待證),聯(lián)系到已知條件DE^PC,子目標(biāo)鎖定證明DE^平面PBC,只要證BC^平面PDC,從而找到證明思路。
(四)有效提問(wèn),促進(jìn)策略性知識(shí)的吸收
學(xué)生解題思路受阻,很大程度上是因?yàn)樗荒芸茖W(xué)地調(diào)用原有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),即缺乏科學(xué)的策略性知識(shí)。教師通過(guò)追問(wèn)、回應(yīng)等提問(wèn)方法,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“模式識(shí)別”、“從特殊情況開(kāi)始”、“差異分析”、“差異消除”、“化歸轉(zhuǎn)化”等策略性思考,從而找到正確的解題思路。教師有效的提問(wèn),能讓內(nèi)隱的策略性知識(shí)突顯在學(xué)生面前,能促進(jìn)學(xué)生對(duì)策略性知識(shí)的吸收與運(yùn)用。
結(jié)束語(yǔ):在解題教學(xué)中,教師不僅要教學(xué)生如何解題,還要教學(xué)生如何想到那樣解題,即思考的方法——策略性知識(shí)。正所謂“授人以魚(yú),也授人以漁”。高中數(shù)學(xué)解題策略的教學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)工程。由于策略知識(shí)的特殊性,對(duì)高中教師診斷、教學(xué)都帶來(lái)難度。如何有效地進(jìn)行高中數(shù)學(xué)解題策略的教學(xué)有待進(jìn)一步深入研究。
參考文獻(xiàn)
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【項(xiàng)目基金】本文是甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《新課程標(biāo)準(zhǔn)下中學(xué)數(shù)學(xué)解題學(xué)的研究》(課題立項(xiàng)號(hào):GS[2017]GHB1792)的研究成果