袁國虎
摘? 要:隨著中學數(shù)學綜合性和復雜性的不斷增加,學生需要養(yǎng)成良好的數(shù)學觀察習慣,重視常見公式之間的基本結構特征,尋找?guī)缀螆D形中隱藏的內(nèi)在特殊規(guī)律,嘗試各種假設、變式訓練,洞察解題規(guī)律和本質,找到巧解、妙解、化繁為簡的解題途徑。
關鍵詞:數(shù)學觀察;基本結構;特殊規(guī)律;解題技巧;變式訓練
中學階段,數(shù)學概念不斷擴充,數(shù)學題的綜合性和復雜性增加,有些學生開始采用題海戰(zhàn)術,但是實踐證明,在考試中往往原創(chuàng)題居多,學生仍然一籌莫展?!皽p負”應該減去哪些不利于學生健康成長的高消耗、低產(chǎn)出的過重負擔?在數(shù)學教學中,教師應該如何培養(yǎng)學生面對這些原創(chuàng)題?針對如何培養(yǎng)學生良好的數(shù)感,具體結合初中數(shù)學教學實踐探究如下。
一、在觀察中讓學生找到解題突破口
觀察要從問題入手,問題是數(shù)學的心臟。數(shù)學觀察包括觀察數(shù)式內(nèi)在的關系和圖形中隱含的規(guī)律。幾何問題尤為重要,其中一些看似平淡無奇的信息,通過有效觀察找到關鍵信息,挖掘出其中隱含的有價值的信息,解題思路會豁然開朗,清晰明了,避繁就簡。
例1? 在等腰直角三角形ABC中,∠C = 90°,AC = 1,過點C作直線l∥AB,F(xiàn)是l上的一點,且AB = AF,求點F到直線BC的距離。
思路1:如圖1,當點F在點C右側時,得四邊
形CDFE是正方形,得[DF=3-12。] 如圖2,當點F在點C左側時,得四邊形EFDC是正方形,得[DF=3+12。]
思路2:從條件AB = AF出發(fā),如圖1,發(fā)現(xiàn)∠FAB = 30°,設EF = CE = x,則BD = [3x。] 根據(jù)BD+ CD = BC,得[3x+x=1,] 解得[x=][3-12,] 即[DF=3-12。]同理,如圖2,可求得[DF=][3+12。]
二、引導學生從數(shù)和式的結構中提升數(shù)感敏銳性
數(shù)和式之間的基本結構通常是指基本的公式、方程、不等式和函數(shù)的結構特征。先熟悉公式am·an·ap = am + n + p,[amnp=amnp, abn=anbn,am÷an÷ap=]am - n - p,其中m,n,p都是正整數(shù),a ≠ 0;常見代數(shù)式乘法公式,如[a+ba-b=a2-b2, a±b2=a2±2ab+b2,x2+][px+q=x+ax+b;ax2+bx+c=ax-x1x-x2。] 另外,還要熟悉[ax2+bx+c=0 a≠0]中的[x1+x2=-ba,x1x2=ca,]以及常見的變形公式[x1-x2=x1+x22-4x1x2]等。
例2? 解二元二次方程組[xy=6 ①,x+y=5 ②。]
解析:設x,y是方程z2 - 5z + 6 = 0 ③的兩個根,由方程③解得z1 = 2,z2 = 3,所以原方程組的解為[x1=2,y1=3,] [x2=3,y2=2。]
三、從圖形結構中誘發(fā)猜想,提高思維廣度
基本圖形結構通常指幾何中的基本圖形。抓住基本圖形的隱含條件,養(yǎng)成有意識地由特殊情形誘發(fā)猜想的習慣,能提高學生思維的廣度。
例3? 如圖3,分別以Rt△ACB的直角邊AC和斜邊AB為邊向外作正方形ACFG和正方形ABDE,連接CE,BG,GE。已知AC = 4,AB = 5,求GE的長。
解析:由題可知,對角線相互垂直的四邊形CGEB尤為關鍵。通過探究發(fā)現(xiàn)“對角線相互垂直的四邊形的兩組對邊的平方和相等”這一規(guī)律是解題的突破口。
四、在變式中洞察數(shù)學規(guī)律,提高數(shù)學思維品質
變式訓練如何變,就是將母題進行變化,嘗試從概念、背景、條件與結論、題目的形式、難易程度復雜性、涉及知識點的綜合性等方面和角度加以變化,如利用完全平方公式[a±b2=a2±2ab+b2]衍生的??碱}型“整體代入法求代數(shù)式的值”。
例4? 已知[x+][1x=6,] 求[x-1x]的值。
變式1:已知[x-1x=6,] 求[x+1x]的值。
變式2:已知[x+1x=2,] 求[x2+1x2+14]的值。
變式3:已知[x+1x=3,] 求[xx2+1]的值。
變式4:已知x2 - x - 1 = 0,求[x-1x]的值。
變式4解析:因為[x≠0,] 將分式[x-1x=1]兩邊同時乘以x,得一元二次方程x2 - x - 1 = 0,找到巧解一元二次方程與分式的關系。
總之,學生有了良好的數(shù)感之后,讓學生自己去探索、解析、綜合,以提高學生解數(shù)學題的速度,最終達到數(shù)學建模的目的。無論將原創(chuàng)題怎么變化,學生都會快速發(fā)現(xiàn)解題的突破口,即使找不到解題入口,也會套用數(shù)學建模思路去解析探究,直至解決。
參考文獻:
[1]李果民. 中學數(shù)學教學建模[M]. 南寧:廣西教育出版社,2003.
[3]張仁貴,嚴虹焰. 教師如何進行學法指導[M].天津:天津教育出版社,2009.