鄭麗兵
[摘? 要] 解題反思是解題領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,不僅關(guān)系到理解性學(xué)習(xí)的開展,而且關(guān)系到數(shù)學(xué)解題能力和解題技巧的及時(shí)提煉與總結(jié),同時(shí)對(duì)學(xué)生思維靈活性和多向性的培養(yǎng)也具有非常重要的意義. 在解題后,學(xué)生需從題目特征、題目條件、解題過程、解題方法、解題錯(cuò)誤和解題結(jié)論等角度著手,通過不斷反思彌補(bǔ)知識(shí)的“不足”和思維的“欠缺”,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)的高效性. 文章對(duì)解題反思的具體路徑進(jìn)行探究.
[關(guān)鍵詞] 解題反思;解題方法;解題錯(cuò)誤;解題結(jié)論
所謂的“解題反思”,就是對(duì)解決問題過程的“再認(rèn)識(shí)”,對(duì)知識(shí)形成過程的“再記憶”,對(duì)解題方法和技巧的“再思考”. 它可以幫助學(xué)生對(duì)解題過程實(shí)施深層次的再思考,有利于學(xué)生解題規(guī)律和解題技巧的及時(shí)總結(jié)和提煉,有助于學(xué)生思維靈活性和多向性的培養(yǎng),對(duì)學(xué)生自身解題能力的提升具有非常重要的意義,從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的高效化,并達(dá)到教學(xué)相長的目的.
高中生受認(rèn)知水平的影響,呈現(xiàn)出對(duì)知識(shí)的不求甚解,尤其鐘情于大量的習(xí)題練習(xí),在解題過程中常常表現(xiàn)出思維策略的缺失,解題時(shí)不加思索地隨性選擇方法和策略,更不善于去進(jìn)行題后反思和方法概括,忽視了提高解題能力的核心環(huán)節(jié),從而導(dǎo)致了知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性缺失. 因此,教師需針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的反思習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生回顧和評(píng)價(jià)解題方法和過程,并對(duì)解題的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證,讓學(xué)生在不斷反思中彌補(bǔ)知識(shí)的“不足”以及思維的“欠缺”,從而實(shí)現(xiàn)思維的拓寬和優(yōu)化. 那么,需要反思什么呢?筆者認(rèn)為,可以從以下角度著手.
一思題目特征
在解題后,對(duì)題目所涉及知識(shí)進(jìn)行反思,可以有效提升學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力;對(duì)題目中所涉及能力要求進(jìn)行反思,可以強(qiáng)化對(duì)數(shù)學(xué)能力的再認(rèn)識(shí)和再提升. 通過透過題目表象而進(jìn)行的深入思考,可以深化學(xué)生對(duì)題目特征的本質(zhì)認(rèn)識(shí),從而達(dá)到培養(yǎng)思維深刻性的目的.
例1:已知異面直線a和b所成角60°,定點(diǎn)P在空間內(nèi),那么過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線有且僅有(? )
A. 1條? B. 2條
C. 3條 D. 4條
分析:從“異面直線所成角”的概念出發(fā),本題可以過點(diǎn)P作a和b的平行線a′和b′,那么過點(diǎn)P的直線l和a′,b′所成角也就等價(jià)于直線l和a,b所成角.分析不難得出直線l和a′,b′所成角是60°的直線有3條,故本題選C. 從本題的特征著手,可以更替題設(shè)中的“60°”,并借助反思來引領(lǐng)學(xué)生的思維.
反思1:若將題設(shè)中的“過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線”中的“60°”改為“20°”,其余條件均不變,那么答案應(yīng)是(? )?搖
反思2:若將題設(shè)中的“過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線”中的“60°”改為“30°”,其余條件均不變,那么答案應(yīng)是(? )
反思3:若將題設(shè)中的“過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線”中的“60°”改為“45°”,其余條件均不變,那么答案應(yīng)是(? )
反思4:若將題設(shè)中的“過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線”中的“60°”改為“75°”,其余均條件不變,那么答案應(yīng)是(? )
反思5:若將題設(shè)中的“過點(diǎn)P與a,b所成角都為60°的直線”中的“60°”改為“90°”,其余條件均不變,那么答案應(yīng)是(? )
二思題目條件
在完善解題后,可以對(duì)題目的條件多方位地進(jìn)行反思,從而開辟新的思維途徑.數(shù)學(xué)知識(shí)間縱橫交錯(cuò),解題思路也是千變?nèi)f化的,通過解題后對(duì)題目條件的深入反思,去探求一題多解,尋求最優(yōu)解法;又或是實(shí)施變式題組,有效溝通知識(shí),不斷權(quán)衡解法的優(yōu)劣,開辟新的解題思路,把握解題的規(guī)律,實(shí)現(xiàn)高層次上創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的新路徑.
例2:已知sin(α+β)=1,證明:sin(2α+β)=sinβ.
證明:因?yàn)閟in(α+β)=1,則有α+β=2kπ+■,α=2kπ+■-β,sin(2α+β)=sin(4kπ+π-β)=sinβ.
反思1:據(jù)sin(α+β)=1,可得cos(α+β)=0,則有sin(2α+β)=sinαcos(α+β)+cosαsin(α+β)=cosα=cos[(α+β)-β]=cos(α+β)cosβ+sin(α+β)sinβ=sinβ.
反思2:據(jù)sin(α+β)=1,可得cos(α+β)=0,sin(2α+β)-sinβ=2cos(α+β)sinα=0,所以sin(2α+β)=sinβ.
例3:已知拋物線y2=2px(p>0),過頂點(diǎn)O作弦OA和OB,與拋物線交于點(diǎn)A,B,使得kOAkOB=-1,求證:直線AB過定點(diǎn).
本題難度較小,學(xué)生解答起來問題不大,在成功解答后,可以進(jìn)一步反思題設(shè),并得出以下變式題組.
變式1:將原題中的“點(diǎn)O”變換為“過拋物線上任一點(diǎn)P(x0,y0)作兩條相互垂直的弦PA和PB”,那么直線AB過定點(diǎn)嗎?
變式2:將原題中的條件變換為“過拋物線頂點(diǎn)O作弦OA和OB,使得kOAkOB=m,且m為非零常數(shù)”,那么直線AB過定點(diǎn)嗎?
變式3:一般化地將原題條件變換為“過拋物線上任一點(diǎn)P(x0,y0)作兩條相互垂直的弦PA和PB,使得kOAkOB=m,且m為非零常數(shù)”,那么直線AB過定點(diǎn)嗎?
三思解題過程
反思解題過程,也就是反思解題策略和思路,其內(nèi)容有解題方法運(yùn)用的優(yōu)劣性以及解題過程中思維困頓之處,通過反思不斷質(zhì)疑、不斷糾錯(cuò)、不斷改進(jìn)、不斷完善,從而讓解題過程最優(yōu)化.
例4:設(shè)函數(shù)f(x)=a+■,g(x)=■x+1,當(dāng)x∈[-4,0]時(shí),有f(x)≤g(x)恒成立,試求出實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:據(jù)f(x)≤g(x),可得a+■≤■x+1,將參數(shù)a分離,得出a≤-■+■x+1. 令h(x)=-■+■x+1,則有h′(x)=■+■.
令h′(x)=■+■=0,則有x1= -■(舍去)或x2=-■,當(dāng)x∈-4,-■時(shí),h′(x)<0;當(dāng)x∈-■,0時(shí),h′(x)>0.所以當(dāng)x=-■時(shí),h(x)取得最小值-5,a≤-5.
反思:通過反思此題的解題過程,發(fā)現(xiàn)a+■≤■x+1還可以轉(zhuǎn)化為■≤■x+1-a. 設(shè)y1=■,y2=■x+1-a,如圖1所示,函數(shù)y1的圖像為半圓(x+2)2+y2=4(y≥0),函數(shù)y2的圖像為斜率是■且縱截距是1-a的系列直線,經(jīng)過分析不難得出半圓相切直線所對(duì)截距是6.又■≤■x+1-a恒成立,也就是說y2的圖像在y1的上方,所以1-a≥6,所以a≤-5.
四思解題方法
解完一道題目后,還需不斷反思學(xué)習(xí)的過程,總結(jié)和回顧自身的思維策略,并反思自身解題的方法,通過多層次、多角度和多方位的觀察、思考和聯(lián)想,找尋出解題的最優(yōu)方法,并關(guān)注解題方法的歸類和演變,最終實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用.
例5:求函數(shù)y=■+■的最大值.
解:設(shè)m=■,n=■,則有m+n=y=2×■. 由此可得,m,■,n成等差數(shù)列,若設(shè)公差d,則有m=■-d,n=■+d. 因?yàn)閙2+2n2=5,所以■-d■+2■+d■=5,即3y2+4yd+12d2-20=0,則12d2+4yd+(3y2-20)=0.
關(guān)于d的二次方程有解,據(jù)Δ≥0,可得y2≤■,故ymax=■.
反思:以上解題方法中“m+n=y=2×■,可得m,■,n成等差數(shù)列”這一思路的形成難度較大.而將參數(shù)m與n引入后,則可以借助消元生成新的解題方法:
解:設(shè)m=■,n=■,有y=m+n,消除變量x,可得m2+2n2=5,再代入m=y-n,可得3n2-2yn+y2-5=0,關(guān)于n的二次方程有解,據(jù)Δ≥0,可得y2≤■,故ymax=■.
五思解題錯(cuò)誤
學(xué)生在解題過程中由于知識(shí)層面的“缺陷”,或是能力上的欠缺,又或是受非智力因素的影響,可能會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤. 因此,教師需適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、反思、總結(jié)和整理,實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤資源的再利用和再開發(fā),以提升解析錯(cuò)誤的能力,從而為正確解題思路指明方向,培養(yǎng)學(xué)生的批判思維能力及創(chuàng)新素質(zhì).
例6:已知函數(shù)y=log■(x2-mx-m)在區(qū)間-∞,-■上為增函數(shù),試求出m的取值范圍.
錯(cuò)解:設(shè)y=log■t,t(x)=x2-mx-m,即為t(x)在區(qū)間-∞,-■上為減函數(shù),而t(x)為二次函數(shù),其圖像對(duì)稱軸的方程為x■=■,則有■≥-■,且Δ=m2+4m<0,可得m∈[-1,0).
反思:形成以上錯(cuò)解的根源在于函數(shù)定義域的模糊,而顯然題目中區(qū)間-∞,-■為定義域子集,則可以看出上述解答的不完整,還需增加t-■=-■■-m-■-m>0,即m<■,綜上所述,m∈-1,■.
六思解題結(jié)論
解題后,應(yīng)對(duì)結(jié)論進(jìn)行再思考,培養(yǎng)自身思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,并進(jìn)行力所能及的推廣和引申,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移,培養(yǎng)勇于猜想和驗(yàn)證的探究能力,激發(fā)創(chuàng)造新思維.
例7:已知等差數(shù)列{an}中,有a1>0,Sn是前n項(xiàng)的和,且S9=S17,當(dāng)n的值為多少時(shí),該數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和最大?
解:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差是d,據(jù)S9=S17,得出a1=-■d,則有an=n-■d.因?yàn)閍1>0,所以當(dāng)an≥0;an+1<0時(shí),該數(shù)列前n項(xiàng)的和最大,解得n∈■,■. 又n∈N*,所以n=13.
反思:以上解題方法中可以看出13剛好為9,17的算術(shù)平均數(shù),據(jù)題意d<0,那么Sn則為n的二次函數(shù),點(diǎn)(n,Sn)在開口向下的拋物線上,對(duì)稱軸方程為n=13∈N*,所以n=13時(shí),Sn最大.
總之,題后反思是很有必要的. 注重題后反思可以提升數(shù)學(xué)意識(shí),可以有效培養(yǎng)優(yōu)良的思維品質(zhì),可以促進(jìn)“雙基”的掌握,可以強(qiáng)化知識(shí)的正遷移,從而事半功倍地提升教學(xué)效益.