[摘? 要] 數(shù)學(xué)思想方法指引著解題方向,是提升解題效率、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)能力的重要工具. 文章從數(shù)學(xué)思想方法的考查特點(diǎn)入手,通過對具體案例的解析展示了數(shù)學(xué)思想方法的價值,進(jìn)而引起師生重視數(shù)學(xué)思想方法的提煉和總結(jié),促進(jìn)學(xué)生提升數(shù)學(xué)能力.
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)思想;解題效率;數(shù)學(xué)能力
高考題目是千變?nèi)f化的,為了提高解題效率,部分師生往往喜歡研究一些特殊的解題技巧,然高考往往側(cè)重于對通性通法的考核,盲目追求解題技巧可能會使教學(xué)目標(biāo)發(fā)生偏移,進(jìn)而影響學(xué)習(xí)能力的提升和數(shù)學(xué)思想方法的培養(yǎng). 為了引起師生對數(shù)學(xué)思想方法的重視,筆者通過實(shí)例談?wù)剶?shù)學(xué)思想方法的考查特點(diǎn)以及教學(xué)策略.
考查特點(diǎn)以及考查方式
1. 情境性
數(shù)學(xué)試題中常常會出現(xiàn)一些與生活緊密相連的問題情境,通過對具體的問題情境的抽象和概括轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,進(jìn)而通過對數(shù)學(xué)知識的考核來考查學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法的掌握情況.
例1 小明的身高是176 cm,他爺爺?shù)纳砀呤?73 cm,他父親的身高是170 cm,他兒子的身高是182 cm. 若兒子的身高與父親有關(guān),請應(yīng)用線性回歸來推算小明孫子的身高.
分析:不妨設(shè)當(dāng)父親的身高是x cm時,兒子的身高是y cm,根據(jù)已知可得對應(yīng)的關(guān)系如表1所示.
由表1可得x的平均值為173,y的平均值為176,利用公式易求得線性回歸方程為y=x+3,于是可預(yù)測小明孫子的身高為185 cm.
評注:本題是一道中檔題,主要借助于學(xué)生熟悉的情境來考查學(xué)生對數(shù)理統(tǒng)計(jì)和函數(shù)等相關(guān)知識的掌握情況,在解題過程中巧妙地滲透著函數(shù)與方程、概率統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用.
2. 蘊(yùn)含性
數(shù)學(xué)思想方法的考查往往是隱性的,卻貫穿編題、審題、解題等各個過程,因此,處處可見數(shù)學(xué)思想方法的影子,其在解題過程中發(fā)揮著重要的作用.
例2 設(shè)x,y為實(shí)數(shù),4x2+y2+xy=1,則2x+y的最大值是______.
評注:本題為求最值問題,因?yàn)槭嵌嘣匠蹋孕枰獡Q元,換元思想蘊(yùn)含其中. 換元并化簡后,將原問題轉(zhuǎn)化為含參數(shù)t的一元二次方程問題,這樣求解時自然會應(yīng)用與方程相關(guān)的知識,方程思想也蘊(yùn)含其中. 這樣將換元思想、方程思想“含而不露”地隱藏其中,學(xué)生只有熟練掌握這些數(shù)學(xué)思想方法,問題才能迎刃而解.
3. 綜合性
數(shù)學(xué)題目是豐富多彩的,一個題目中蘊(yùn)含著多個知識點(diǎn)、多種數(shù)學(xué)思想方法. 各知識點(diǎn)相互交融,因此解題過程中需要各種思想方法與之配合,協(xié)同作戰(zhàn),體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思想方法的綜合性.
例3 設(shè)函數(shù)f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0.
(2)求函數(shù)f(x)的極值點(diǎn);
評注:本題考查的知識點(diǎn)主要是函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、函數(shù)的單調(diào)性以及函數(shù)的極值等. 從本題的解答過程可以看出,其應(yīng)用了多種數(shù)學(xué)思想方法. 例如,解決問題(2)時應(yīng)用了分類討論思想,解決問題(3)時應(yīng)用構(gòu)造法構(gòu)造出了一個新函數(shù)h(x)=x3-x2+ln(x+1),為接下來的證明做好了鋪墊,轉(zhuǎn)化與化歸思想方法蘊(yùn)含其中,同時函數(shù)與方程思想貫穿了整個解答過程.
4. 層次性
命題者往往會參考學(xué)生的思維特點(diǎn)設(shè)計(jì)一些“多解”的題目,進(jìn)而從解法上考查學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法靈活應(yīng)用的水平,因?qū)W生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及思維能力有一定的層次性,故數(shù)學(xué)思想方法也會呈現(xiàn)一定的層次性.
例4 設(shè)函數(shù)f(x)=x3cosx+1. 若f(a)=11,則f(-a)=______.
解法1:由f(a)=a3cosa+1=11,得a3cosa=10,于是f(-a)=(-a)3cos(-a)+1= -a3cosa+1=-10+1=-9.
解法2:令g(x)=f(x)-1=x3cosx,易知g(x)為奇函數(shù),于是g(-a)=f(-a)-1= -g(a)=-f(a)+1=-11+1=-10,故f(-a)=-9.
評注:例4從表面上看是一道函數(shù)求值問題,解法1利用的是函數(shù)的性質(zhì),雖然用該方法求解也較為方便,然透過解法可以看出學(xué)生的思維層次和數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用能力相對較弱;解法2通過構(gòu)造奇函數(shù)g(x)=f(x)-1=x3cosx,利用奇函數(shù)的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,可見學(xué)生對函數(shù)性質(zhì)的理解較為深刻,對函數(shù)思想方法的運(yùn)用也更加靈活. 教學(xué)中要鼓勵學(xué)生嘗試從不同的角度去分析和解決問題,這有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的廣度和深度,進(jìn)而使學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法有更高層次的理解,這樣應(yīng)用起來勢必會更加靈活,解題效率自然也會得到提升.
5. 通用性
很多學(xué)生面對高考數(shù)學(xué)題目時容易出現(xiàn)畏難情緒,因?yàn)閷W(xué)生往往感覺高考題目都是新奇的、多變的,似乎平時練習(xí)的解題技巧都隨著題目的變化而失效了,故出現(xiàn)了“談數(shù)色變”的現(xiàn)象. 然縱觀歷屆高考題目,其考查的都是學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況,而非“絕技”,解題的思想方法都是普遍適用的通性通法. 因此,教學(xué)中切勿讓解題技巧蒙蔽了雙眼,要從一般解法出發(fā),重視通性通法的積累,進(jìn)而擁有“以不變應(yīng)萬變”的能力,最終提升解題準(zhǔn)確率.
例5 已知a2+b2=1,b2+c2=2,c2+a2=2,則ab+bc+ca的最小值為______.
評注:已知中給出了a,b,c三個未知數(shù)對應(yīng)的方程,求ab+bc+ca的最小值的通用方法就是聯(lián)立三個方程,分別求出a,b,c的值,發(fā)現(xiàn)a,b,c的值并不唯一,故需要分類討論,因此本題不僅考查了方程思想,也考查了分類討論思想. 本題考查的就是通性通法,然很多學(xué)生解題時卻習(xí)慣從結(jié)論出發(fā),利用基本不等式求解,希望通過對結(jié)論變形而找到解題的突破口,結(jié)果走了彎路,將一道普通的題目變成了一道難題,得不償失.
培養(yǎng)數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略
數(shù)學(xué)思想方法存在于“教”與“學(xué)”的每個角落,因此,在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中要有意識、有目的地進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法的提煉和總結(jié),進(jìn)而將數(shù)學(xué)思想方法轉(zhuǎn)化為一種學(xué)習(xí)能力,這將對實(shí)現(xiàn)“終身學(xué)習(xí)”的教育目標(biāo)發(fā)揮不可估量的作用. 同時,教師也應(yīng)意識到,數(shù)學(xué)思想方法的形成是一個長期的過程,對于高中學(xué)生來講,雖然其有了較強(qiáng)的邏輯思維能力,然其抽象和概況能力還較為薄弱,對問題本質(zhì)的領(lǐng)悟需要一個長期的過程. 因此,教學(xué)中切勿急于求成,要讓數(shù)學(xué)思想經(jīng)歷萌芽、生長、開花和結(jié)果的過程,進(jìn)而從感性認(rèn)識逐漸上升為理性認(rèn)識,引導(dǎo)學(xué)生從問題的本質(zhì)看待問題,最終將數(shù)學(xué)思想方法轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)能力. 那么教學(xué)中應(yīng)如何去培養(yǎng)呢?
1. 重視內(nèi)容深度
教學(xué)中應(yīng)重視教學(xué)內(nèi)容的深度,拓展思維的廣度,善于對教材內(nèi)容進(jìn)行深加工,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的基礎(chǔ)上,注重?cái)?shù)學(xué)思想方法的提煉. 之所以要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深加工,主要是因?yàn)閿?shù)學(xué)思想往往是隱性存在的,只有教師有目的地進(jìn)行引導(dǎo),學(xué)生才會在知識產(chǎn)生及發(fā)展的過程中通過總結(jié)和提煉將數(shù)學(xué)思想內(nèi)化成一種數(shù)學(xué)能力,促進(jìn)學(xué)習(xí)能力的全面提升.
2. 關(guān)注生成過程
過程是思維產(chǎn)生和發(fā)展的前提,缺乏過程的教學(xué)可以理解為生搬硬套,那樣學(xué)生對知識的理解是淺顯的,也就談不上數(shù)學(xué)思想方法的提煉,更不可能應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法去高效地解決問題. 因此,教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生多關(guān)注知識產(chǎn)生的背景,從知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程中領(lǐng)悟問題的本質(zhì),體驗(yàn)數(shù)學(xué)思想方法的重要價值.
3. 引導(dǎo)解后反思
解題教學(xué)在教學(xué)中的重要性是不言而喻的,其是檢驗(yàn)學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法掌握程度最直接也是最有效的手段之一. 解題教學(xué)中要重視解后反思,通過反思將解題過程升華至數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用,從而使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解上升至一個新的高度,有利于解題效率及學(xué)習(xí)能力的提升.
總之,在教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)策略的實(shí)施以及解后反思中都應(yīng)滲透數(shù)學(xué)思想方法,通過潛移默化的引導(dǎo)使學(xué)生形成學(xué)習(xí)能力,為實(shí)現(xiàn)“終身學(xué)習(xí)”奠基.
作者簡介:崔磊(1984—),本科學(xué)歷,中學(xué)一級教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作.