让“美丽”的错误绽放“绚烂”的思维之花

2008-01-05 06:39朱建良
中学数学研究 2008年11期
关键词:化简剖析图形

朱建良

江苏省太仓市实验中学 (215400)

正确有效地指出学生错误是初中数学教学的基本内容之一,教师如果能以学生学习过程中出现的错误为教学资源,帮助学生从基本概念、基础知识的角度剖析产生错误的原因,帮助学生找出错误的来源并发展该问题,找到更成熟的解法和一般结论,会收到事半功倍的效果.尝试在典型的纠错过程中让学生暴露学生思维,以积极的态度去面对错误和失败,通过纠错回顾解题的思路,引导学生积极整理思维过程,寻找错误原因,寻求出知识点与数学思想方法上的漏缺.概括总结出一般方法和规律,使解题过程清晰,思维条理化、精确化和概括化.

1.剖析错解,诱发认知冲突,深化对知识本质的理解

“水至清则无鱼”,引导学生在回味疑惑、反思的境界中“去粗取精,去伪存真”,带着如何解决这些问题的强烈愿望去迁移知识、分析思考,加深对知识本质的理解.

案例1 讲授同底数幂的乘法,如何计算2a3•3a2?学生易出现三种答案:2a3•3a2=5a5,2a3•3a2=6a5,2a3•3a2=6a6,激发学生联想多项式乘法,有理数乘法、有理数乘方等知识,有依据、有步骤地逐一剖析验证,从不同角度去探求问题答案.

案例2 在讲授一元二次方程时,板演例题,已知关于x的方程x2-(k-1)x+k+1=0的两个实数根的平方和等于4,求实数k的值.出示错解:设方程两根为x1、x2,x1+x2=k-1,x1x2=k+1,x21+x22=4,即(x1+x2)2-2x1x2=4,∴(k-1)2-2(k+1)=4,即k2-4k-5=0,∴k1=5或k2=-1,在纠错的热烈讨论中,剖析错解中忽视了原方程有两根的条件△≥0,当k=5时△<0,不符合题意,注意先解后取舍,帮助学生深刻理解一元二次方程的定义.

案例3 当0

通过剖析错因,“去伪存真”帮助学生深刻理解概念的内涵和外延,纠错形式唤起了学生解决问题的欲望,激发了学生的探究兴趣,培养了学生的问题意识,拓展思路,提高学习效率,有效地促进了知识点间的融会贯通.

2.漏解探因,排除思维定势,培养良好的思维品质

许多学生在解题时往往满足于求出一解,导致不完整解题,引导学生探究分析出现漏解情况的原因,积累经验,强化数学分类的严密性,分类方法的科学化,促使学生的思维水平有层次、有步骤地向更优化的方向发展.

案例4 为美化环境,在某小区内用30玬2的草皮铺设一块长为10玬的等腰三角形绿地,求这个等腰三角形绿地的另两边长.

错解:(1)当AB为底边时,设AB=10,AD=BD=5,S△ABC=12AB•CD=30,∴CD=6,∴AC=BC=61(玬).

(2)当AB为腰时,AB=AC=10,AD=AC2-CD2=8(玬),BD=2玬,∴BC=210(玬).

学生的上述解法虽然进行了分类,看似正确,仍漏了一种情况:当AB为腰且三角形为钝角三角形时,AB=BC=10,AD=AB+BD=18,∴AC=62+182=610(玬).分类时应以高CD在△ABC的形内和形外两个角度考虑.

案例5 若⊙O直径AB=2,弦AC=2,弦AD=3,求S┥刃蜲CD(其中2S┥刃蜲CD

错解:过O作OE⊥AC,OF⊥AD,OA=1,AE=22,AF=32,∠COD=30°,S┥刃蜲CD=π12.上述学生解题只考虑了一种情况,忽略了弦AC和弦AD在圆心的两侧的情况.同上法:

可求出∠COD=150°,从而求出S┥刃蜲CD=5π12.综上所述,S┥刃蜲CD的面积为π12或5π12.

引导学生思考时,不能忽视图形的位置或形状,应寻找出它们的内在联系,探索出一般规律,思维方式不能单一,对基本图形的基本性质和图形关系要熟练掌握,能正确运用.

3.反思出错过程,重构知识,关注数学思想方法

在刨根究底的纠错过程中,引导学生内化知识,自觉对自己的认知活动进行回味、思考、总结和调节,构建更清晰、稳定、条理化的知识结构,统化到蕴含在纠错过程中的具有方向性、规律性的数学方法与思想.

案例6 已知x≠0,判断x2+64x2是否有最小值,若有,请求出;若不存在,请说明理由.

错解:学生看到最小值,联想到二次函数,看所给的类型不是二次函数类型,认为不可能有最小值,陷入思维困境.运用数形结合思想可使本问题由复杂变简单,由抽象变具体.因x2+64x2=x2+(8x)2,设P(x,8x)为图像上一点到原点距离的平方,而动点P为y=8x与y=x两图像的交点,使|OP|2的值最小.由OP=4得,P(22,22)或P(-22,-22).

案例7 锐角△ABC中,BC=6,S△ABC=12,两动点M、N分别在边AB、AC滑动且MN∥BC,以MN为边向下作正方形MPQN.设其边长为x,正方形MPQN与△ABC公共部分的面积为y(y>0).

(1)△ABC中边BC上高AD= ;

(2)当x= 时,PQ恰好落在BC上;(如图1)

(3)当PQ在△ABC外部时(如图2),求y关于x的函数关系(注明x的取值范围),并求出x为何值时y最大,最大值是多少?

典型错误在解(3)问中,矩形MEFN的面积y=MN•NF,无法用x表示NF,思路受阻,陷入僵局.在考虑自变量x的范围时,误认为PQ在BC边上移动,即0

在运动型几何问题中,要善于从变中寻不变,正确找出不变的图形结构或不变的数量关系,本题中有△AMN∽△ABC,MNBC=AGAD,x6=4-NF4,∴NF=-23x+4.y=x(-23x+4)=-23x2+4x=-23(x-3)2+6.当x=3时,y有最大值6.本题在(1)(2)问引导学生思维循序渐进,在变化过程中,始终有△AMN∽△ABC,对应高的比等于相似比.在变化过程中,PQ的长度始于(2)问中的特殊位置,∴2.4

引导学生养成纠错质疑的习惯,加强思维严谨性训练,对思维过程中的出现段落点,进行批判性回顾、分析和检查,在反思纠错的过程中培养学生运用数学方法(如观察、猜想、化归、构造函数等)解决问题的能力,同时通过剖析错因,渗透一些常用的数学思想方法.

纠错剖析的过程蕴涵着解决数学问题的择优性,补缺完整性,既有对解决问题过程的探究又有结果分析的本质揭示,以充分暴露学生思维形式弥补认识观点的缺损,让学生思维一直处于积极、活跃的状态,通过引导学生主动参与寻错探因的纠错活动,深入探讨思维走入“歧途”的原因,丰富学生思维活动经验,更有效地提高学生的解题能力和思维品质.

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