鮑建春
摘? ? 要:數(shù)學綜合題題型多數(shù)是多個知識點的串聯(lián)與組合,知識點覆蓋面廣,導向性十分明確,對學生數(shù)學解題的綜合能力有極高的要求.其在中考卷中所占的比重很高,故其得分高低,往往是中考決勝的關鍵.要想在綜合題中獲得高分,必須要有一定的解題策略,分步驟、有針對性地解決問題:先對綜合題涉及的各個要素進行歸類分解;再對分解出的小問題進行切分解答;最后理清思路,完整書寫,總結反思,以做到貫穿融合.
關鍵詞:初中數(shù)學;數(shù)學綜合題;解題策略
初中數(shù)學綜合題在中考卷中所占的比重很高,浙江省各地的試卷中一般分布在選擇題第10題、填空題第16題以及最后兩道壓軸題,特別是最后的壓軸題成為學生中考決戰(zhàn)成敗的關鍵。數(shù)學綜合題題型多數(shù)是多個知識點的串聯(lián)與組合,知識點覆蓋面廣,導向性十分明確,對學生數(shù)學解題的綜合能力有極高的要求.近幾年來,中考幾何與代數(shù)綜合題主要涉及的題型有:開放性探索問題、動態(tài)變化問題、是否存在問題、含有字母參數(shù)的二次函數(shù)綜合問題等.所涉及的數(shù)學思想方法有:分類討論、數(shù)學建模、轉化化歸等.學生要想在綜合題中獲得高分,必須要有一定的解題策略,分步驟、有針對性地解決問題.
筆者從寓言故事“庖丁解?!敝醒由斐鰯?shù)學綜合題的解題三步法,即破、解、立,并在多年的實踐中證明,它可以幫助學生形成有效的解題思路,使其對綜合題不再有畏難情緒.下面以二次函數(shù)與相似三角形綜合題[1]的解題教學為例詳細分析.題目如下:
設拋物線y=ax2+bx-2 與x軸交于兩個不同的點A(-1,0),B(m,0),與y軸交于點C,且∠ACB=90°(如圖1).
(1)求m的值和拋物線的解析式;(2)已知點D(1,n)在拋物線上,過點A的直線y=x+1交拋物線于另一點E.若點P在x軸上,以點P,B,D為頂點的三角形與△AEB相似,求點P的坐標.
一、破題:目無全牛,各個擊破
數(shù)學思想是解決初中數(shù)學綜合題的靈魂,學生要善于挖掘綜合題中所隱含的條件,運用轉化、數(shù)形結合、分類討論、方程(不等式)、函數(shù)與方程的建模等思想,把綜合題涉及的各個要素進行歸類分解,并與相關的章節(jié)知識進行對接.這是做到破題的關鍵.
(一)化繁為簡,化未知為已知
此類題就是化未知為已知、化繁為簡、用數(shù)字替代字母,使復雜的問題簡單化,將未學習的知識轉化為已知的知識點[2].對每一個涉及的知識點要素,都要進行分解.
本例圖形很復雜,但仍有規(guī)可循:從∠ACB=90°聯(lián)想到有直角三角形,引導學生聯(lián)系直角三角形的有關知識點。
問題1:關于Rt△ABC,你知道哪些知識?
學生回答并分解相關知識要素:①兩銳角互余;②三角函數(shù);③30度特殊角邊關系;④勾股定理.
實際操作中可將未知解法或難以解決的問題,通過比較、觀察、遷移、聯(lián)想等思維重構的過程,轉化化歸為已學過的內容和知識,如:分式方程轉化為整式方程,空間圖形轉化為平面圖形,多元轉化為一元,函數(shù)轉化為方程等.
(二)化動為靜,化抽象為具體
數(shù)學綜合題中的動態(tài)問題是近年來中考出題的熱點,而且涉及的知識面很廣,往往結合函數(shù)與方程、分類討論思想等.解決這類問題必須要有化動為靜的思路,可以根據(jù)題意把動態(tài)圖形分為幾個階段和范圍進行步驟分解,畫出靜態(tài)圖形,運用化歸思想將題目分解,尋找其中的數(shù)量關系,從而將抽象的概念轉化為具體的圖形.
本例中P點在x軸上,是一個動點,可先引導學生畫出大致圖形,如圖2,作出兩個靜態(tài)
圖形,再根據(jù)圖形直觀比較對應三角形相似進行解題.
(三)分類突破,化整為零
分類討論的情況在數(shù)學綜合題中經常出現(xiàn),特別是之前提到的動態(tài)問題在等腰三角形、四邊形、圓中出現(xiàn)更多.分類討論時要將問題的所有可能性全部羅列出來,依據(jù)要素分解分類,做到不重復不遺漏,問題結論要做到完美.
對于本例第二個問題,可以引導學生猜想、發(fā)現(xiàn)P點的位置分為兩種情況,分別在B點的左邊與右邊.探究一:連接DB,點P有否可能在點B右側?探究二:在x軸上點B左側是否存在點P?解析:由90°<∠EBA<135°可知,點P只能在點B的左側,有以下兩種情況:①若△DBP1∽△EAB;②若△DBP2∽△EAB.此即分類討論思想的運用.
綜合題的破題,要重點分析題中關鍵的量或者關鍵詞,要能聯(lián)想到與每個量相關聯(lián)的知識點.對于不完整的圖形,教師要引導學生添加輔助線補全圖形.如對上題是否存在相似三角形這一問題,先要分類探究P點所在的位置,再根據(jù)位置分解作出相似三角形的圖形進行解題.
二、解題:牛刀小試,分而解之
根據(jù)題意破題后,就可以小試“牛刀”進行解題.解題過程中,教師要始終關注解題的方向和核心,讓學生把題中分解出的小問題進行切分解答,體驗成功的喜悅.
(一)減小難度,重拾信心
綜合題一般題目容量大,學生往往會產生懼怕心理.教師要教會學生分解綜合題的方法,即如何分解題干;還要注重基礎題的訓練,讓學生體驗成功的快樂.這樣,才能提高學生解綜合題的信心.
問題2:如圖3,在Rt△ABC中,CO⊥AB于點O,那么從相似三角形的角度出發(fā)可得到哪些結論?(△BOC∽△COA∽△BCA;對應角相等,對應邊成比例)有關線段的比例式有哪些,可以化為怎樣的乘積式?
這樣的問題設置既達到了復習舊知識的目的,又降低了題目的難度,有助于樹立學生的信心.
(二)遷移重構,提升思維
在分解出相似三角形的知識點并且解決了相關的問題后,可再結合題中的平面直角坐標系,把三角形與坐標系進行組合重構,解決二重問題.要求出解析式,須先求出各點的坐標.
在問題2中,相似三角形是得出線段成比例的關鍵,而把這個相似的基本圖形放入坐標系,聯(lián)想到兩坐標軸是互相垂直的這一隱含條件,就可以將之順利遷移到坐標系中.將已學過的知識遷移到新學習的知識,學生就能自主重構了.
問題3:如圖4,以AB所在直線為x軸,以CO所在的直線為y軸,建立直角坐標系,當OA=1,OC=2時,請寫出A,B,C三點的坐標.
運用遷移重構法時,要時刻思考每個題目的本質特性.教師要時刻注意引導學生自主地去類比分解綜合題型的題干,以重新組合知識點,提升思維水平.比如學習了一元一次方程的解法后,再學習不等式的解法,就可以對比兩種解法的異同點,讓學生在比較中加深印象.
(三)重組歸納,突破思路
數(shù)學綜合題往往會有幾種不同模型的疊加,教師要讓學生學會模型歸類,特別是在章節(jié)的復習中要有意識地尋找一些精練的綜合題,讓學生分析不同的模型并準確地把握關鍵點和突破點,并在訓練中培養(yǎng)學生的分析歸納能力,使其在解題思路上有所突破.
在完成各點坐標的求解后,可以進一步設問。
問題4:如圖5,已知A(-1,0),B(m,0),與y軸交于點C,且∠ACB=90°,求m的值和拋物線的解析式.
聯(lián)想到求二次函數(shù)解析式的三種形式,可以把拋物線這一要求還原到題中:
問題①:拋物線過A,B,C三點,求它的解析式.
已知三點求解析式,可以讓學生再回顧相關的三種解析式的表達.在求出二次函數(shù)表達式后,再結合題中的問題,把直線AE添加到圖中:
問題②:如圖6,在上題中的拋物線上存
在點D(1,n),過點A的直線y=x+1交拋物線于另一點E,求D,E坐標.
把各要素分解后,分而解決相關的小問題,即層層重組知識結構,讓學生在比較單一的情境中解決常規(guī)問題,如相似三角形求線段的長、已知三點求二次函數(shù)的解析式、求一次函數(shù)與二次函數(shù)的交點坐標等,學生就可以在小試牛刀中體驗到成功的喜悅,培養(yǎng)數(shù)學思維,提升核心素養(yǎng).
三、立題:壯氣吞牛,貫穿融合
在破題、解題之后,我們還要做好最后一步:立題,即要理清思路,完整書寫,并總結反思,做到貫穿融合.在分析題目后,我們要把思路重新整理并書寫出來,并剔除不用的知識點,保留有用的知識點.
(一)補全圖形,理清思路
幾何綜合問題的圖好比一個復雜的機器,它是由基本零件組成的,這些基本零件就相當于基本圖對應的特征要素,發(fā)現(xiàn)基本圖的要素不完整,把它添補完整,這就是添輔助線.解決問題的時候,要把機器的零件拆下來修補,即找出初始條件要素指向的基本圖,補上輔助線,使基本圖完整,如圖7.
對常用的輔助線作法要能理解并應用,比如,對平面直角坐標系中有點的坐標,就要作x軸或y軸的垂線.還要總結歸納一些基本圖形,如三垂直、A字形相似、8字形相似等.將這些常用的方法融會貫通后,學生就能夠理清解綜合題的思路.如本例中只要畫出點P在B的左邊與右邊的兩種圖形,利用數(shù)形結合的思想找到相似三角形的對應關系,就能理清思路很好地解決問題了.
(二)整理歸納,形成思維
解析綜合題,可以通過破題分解對象,將知識點重新分門別類.學生分解要素破題是第一步,針對分解后的每一個小題目進行分析解答、重新組合是第二步,最后才是對之前的做法進行整理歸納,形成思維,使解題嚴密.
“立題”時,對每個問題都要尋根問底,對每一步都要進行思考:多問一個為什么,或問問“這樣做是否合理?有沒有更簡便的方法?”[3]教師要培養(yǎng)學生解決一般問題的科學思維習慣,使其在破題、解題之后有反思,從而順利地把解題過程呈現(xiàn)出來,真正做到有破有立.
整理過程見上述步驟,此處不再贅述.
(三)思考結論,舉一反三
解完一道綜合題后,教師要引導學生對結論進行思考,這樣能起到舉一反三的作用,培育學生的數(shù)學核心素養(yǎng).教師要對結論進行合理的追問,比如:還有沒有分類不清楚的?還有沒有答案遺漏的?解題步驟是否規(guī)范了?方程是否驗根了?引導學生在解題后思考這些問題,有助于學生養(yǎng)成研究性學習的好習慣,有利于他們培養(yǎng)勇于探索的精神.此外,要達到“立題”之目的,培育學生數(shù)學學習的核心素養(yǎng),教師還可以改變原題的知識元素,圍繞某一問題進行變換、引申、拓展
參考文獻:
[1] 盛志軍.數(shù)學導入課環(huán)節(jié)誘發(fā)學生學習心向的探索[J].數(shù)學教學,2010(10):12.
[2]周兵.認清轉化思想、讓解題思路飛起來[J].數(shù)學大世界(教師適用),2011(10):15.
[3]陸德強.例談初中數(shù)學幾何綜合問題的解題方法[J].新課程(中學),2017(3):18.