数学高考选择题解答应“通”“巧”并举

2015-12-05 09:33李美君宁海中学浙江宁海315600
中学教研(数学) 2015年1期
关键词:通性通法选择题

●李美君(宁海中学浙江宁海315600)

数学高考选择题解答应“通”“巧”并举

●李美君(宁海中学浙江宁海315600)

在数学高考中,选择题是考生必须逾越的第一道屏障.能否迅速、准确、简捷地解好选择题,成为考试成功的关键之一.如果选择题解答不顺,不但意味着失分,而且会给下面的解题带来巨大的心理压力;如果一个选择题是“超时”答对的,那么就意味着已经隐性丢分了.因此在平时教学中,要重视选择题解法的研究与教学,要有意识地渗透选择题的求解策略,以此提高解题的准确性和速度,确保在选择题上得高分的同时,为后续解答赢得时间.那么数学高考选择题的解题技巧是什么呢?

自从《数学通报》1992年第8期发表了曾家鹏先生的文章“提倡运用通法,建议淡化特技”[1]之后,中学数学的舆论出现了“一边倒”现象,对通法推崇有之,对巧法敬而远之,有的甚至谈“巧”色变.然而甘大旺先生在“通法与特技的相对性及启示”一文中强调指出“通法与特技总是相对的,教师对于通法与特技的探索都应该持积极态度而不必顾虑重重”[2].

基于这样的背景,纵观近几年数学高考选择题,绝大多数题目都可以用通性通法直接求解,但也有许多题目可通过激活思维、创新思考、挖掘其特殊内涵、“巧思妙解”得到答案,因此对数学高考选择题的解答应“通”“巧”并举.所谓通法通常是指解决某一类问题时常用的方法,而巧法就是抓住题目的本质特征,用发散思维和创造性思维来解决问题的方法.本文以2014年浙江省数学高考试卷中比较典型的选择题为例,谈谈“通”“巧”并举在选择题解答中的作用,和大家共享.

1 “通”“巧”并举示例

1.1 通法是“坦途”

例1如图1,某人在垂直于水平地面ABC的墙面前的点A处进行射击训练.已知点A到墙面的距离为AB,某目标点P沿墙面上的射线CM移动,此人为了准确瞄准目标点P,需计算由点A观察点P的仰角θ的大小(仰角θ为直线AP与平面ABC所成的角).若AB=15 m,AC=25 m,∠BCM=30°,则tanθ的最大值是()

(2014年浙江省数学高考文科试题第10题)

沉寂了多年的数学应用题,2014年以崭新的面貌再次出现,其实剥去“包装”,这是在三角函数与立体几何交汇处命题的函数最值问题.建立目标函数的方法是解决最值问题的通法,一般步骤是先选择适当的量为变量,再把所需求最值的量用上述变量表示,最后求出上述目标函数的最值即得结论.由于此题有三角函数与立体几何背景,因此用三角公式和建立空间直角坐标系也是通性通法.

图1

图2

通法1以某一线段长作为目标函数的变量的设法不少,现以设PP'=x为例.

如图2,过点P作PP'⊥BC,交BC于点P',联结AP',则∠PAP'即为直线AP和平面ABC所成的角θ,则

通法2如图2,过点P作PP'⊥BC,交BC于点P',联结AP',则∠PAP'即为直线AP和平面ABC所成的角θ,从而易得BC=20,于是

令∠P'AC=φ,在△AP'C中由正弦定理可知

通法3如图3,以B为原点,分别以射线BA,BC为x,y轴的正半轴,建立空间直角坐标系B-xyz.

图3

评析通法常以主要的基础知识为依据,以基本方法为技能,它的解法思想顺乎一般的思维规律,其具体的操作过程容易被绝大多数学生所掌握.学生之所以喜欢通法,是因为通法自然、流畅,易于理解,易于掌握和运用.

1.2 巧法是“捷径”

通法是“通途”,而巧法是“捷径”.如2014年浙江省数学高考理科第9题,考生可运用古典概率公式,通过运算硬做,但是运算量较大.若注意到此题是选择题,不需小题大做,则可用特殊值法巧解之.用特殊值法得到答案,有点小“巧”,若抓住概率统计的数学本质:pi(i=1,2)的大小就是取到红球可能性的大小,E(ξ)就是取到红球的平均数,采用稀释思想:若一个球也不放,则从甲盒中取到红球的概率为1,放入i(i=1,2)个球后红球被稀释了,故p1>p2.而E(ξ2)=E(ξ1+η)=E(ξ1)+ E(η),由E(η)>0,知E(ξ2)>E(ξ1),这样就“秒杀”答案了.再看下例.

例2设函数f1(x)=x2,f2(x)=2(x-x2),,i=0,1,2,…,99.记Ik=|fk(a1)-fk(a0)|+|fk(a2)-fk(a1)|+…+ |fk(a99)-fk(a98)|,k=1,2,3,则()

A.I1<I2<I3B.I2<I1<I3

C.I1<I3<I2D.I3<I2<I1

(2014年浙江省数学高考理科试题第10题)

此题主要考查了二次函数、三角函数、绝对值、比较大小等知识和技能,通法就是去掉绝对值,结合函数知识进行大小比较.但对I3的计算过程中,牵涉到带绝对值的三角函数的单调性,图像翻折后对2个数的大小进行比较,稍不留神就会出错,且得到后,想到

得到I3>1也不容易.考生若能够抓住问题的本质特征,结合函数图像先分析后估算,就能使问题的解决既直观又“入微”.

图4

图5

图6

巧法由图4可知,因为f1(x)在[0,1]上单调递增,所以

由图5可知,f2(x)在上单调递增,在上单调递减.因此从f2(a1)到f2(a49)是单调递增的,从f2(a50)到f2(a98)是单调递减的,这样把I2分成2段之和,可得

由图像可知,f2(a49),f2(a50)均比小,故I2<1.

由图6可知,f3(x)在上单调递增,在上单调递减.因此从f3(a1)到f3(a24)是单调递增的,从f3(a25)到f3(a49)是单调递减的,从f3(a50)到f3(a74)是单调递增的,从f3(a75)到f3(a99)是单调递减的,这样把I3分成4段之和,从图中可以看出每一段的值均接近.因此I3接近,故I2<I1<I3.

评析让I1,I2,I3与1,比较大小后得出结论,不能不说是“巧”,但“巧”得恰当,“巧”得合理,“巧”得科学,“巧”得精彩.巧法的特点是对题目“个性”把握得准确而深刻,是抽象、概括、发散、合情推理的产物,是思维活跃、浓缩的结果.

1.3 “通”“巧”并举效果好

通法在一定范围内具有普适性,是解决问题最常用的方法,而巧法往往在解答选择题的速度上、简化解题过程上有着特殊的效果,因此“通”“巧”并举效果好.

例1的巧法设点P固定,那么点P到平面ABC的距离确定,让点A在射线CA上运动,要使仰角最大,只要点P到直线AC的距离最短(如图7).因此,当AP⊥AC时,仰角最大.

图7

过点P作PP'⊥BC,交BC于点P',联结AP',则

设CP=t,在Rt△PP'C中,

在Rt△P'AC中,

评析这是令人拍案叫绝的解法,但其不足之处也很明显,就是不容易想到,必须要看清此题是给静态的函数图像问题加入了“动态”的元素,而动静是相对而言的,才能想到“动静互转”这类巧法.而上述3种通法,无疑是绝大多数考生的选择,无需太多的思维能力,只需“手工劳作,一算到底”,但是运算过程比较繁难,且费时费力.因此“通”“巧”并举可使不同层次的学生从自身的实际出发选用不同层次的方法,都能保证解题的准确性.

2 “通”“巧”并举的优势

通法解题思路的定势作用有积极的一面,即对于同一类型的题目,能使学生按照定型化的思路,驾轻就熟地解决问题,但有时方法繁琐,运算量大,容易出错,对培养学生思维的敏捷性和创造性有消极的作用,阻碍了学生思维的发展.“巧法”思维航程短,巧妙地利用题中的隐蔽条件,在开拓学生思路、锻炼学生能力上有着独特的功能,它往往还能给人以某种形式美的享受,但思维层次高,运用面相对较窄,没有扎实的基础,在短时间内是不易想到的.过分强调通法会影响发散思维和创造性思维的培养,而过于注重巧法也会导致缺乏对基本思想、方法的挖掘和相应的训练,从而冲淡和掩盖了对基本思想方法的渗透,因此两者各有利弊.

立足于基础的通法应是选择题解答的主力军,而注重能力的巧法必须作为一种重要方法经常使用,通法与巧法相辅相成,则是一种更高的思维层次.在学习中要弄清通法和巧法的适用范围,充分发挥通法和巧法各自的教学功能,应用中宜“通”“巧”并举,选择最适合自身思维能力的解法.“通”“巧”并举不仅能让学生有“什么类型的题目用什么方法”的意识,还能从通性通法中跳出来,积极地开展创造性思维活动,进一步优化学生的思维品质,提高分析问题和解决问题的能力.

3 如何做到“通”“巧”并举

著名数学教育家波利亚说:“中学数学的主要任务就是解题训练”,而解题教学的关键之一是帮助学生制定最佳的解题方案.既然在数学选择题解答中“通”“巧”并举有诸多优势,那么如何才能实现呢?笔者认为至少要做到以下2点:

1)树立务实的解题理念.当下,高中数学教学对选择题的解答往往运用通性通法,认为只有通过正确的推理演算得出的结果才放心,扼杀学生“不常规”的思维亮点,要求学生“做出答案,不准猜答案”.长久以往,学生不敢“瞎想乱猜”,只能一味地埋头死算(推),小题大做,既费时又易出错,无法实现高考选择题的速解.当然在平时教学中,采用大量巧法,必定会使部分学生对数学产生恐惧心理,认为数学“高不可攀”,从而丧失学好数学的信心.因此在平时的选择题教学中,既要注重通性通法的掌握与数学思想方法的揭示,又要充分利用选择题“不需要写出推理过程,四选一”的特点,运用“特例法”、“数形结合法”、“估算法”等选择题解答的独特技巧,达到巧解、快解与通法兼容并包的效果.只有在平时学习中树立起“既要重视通法,又要追求巧法”、“小题小做、小题巧做”等务实的选择题解题理念,才能在高考中实现解题角度的灵活变通与解题方法的灵活选择.

2)养成解题反思的习惯.当前选择题教学还存在一些误区,主要是“重结果,轻过程”,较少暴露“怎样解题”的思维过程,更不去思考“为什么这样解”,缺少对解题过程和思想方法的反思和理解.解题反思是训练和提高学生思维能力的重要途径,是提高解题能力的重要环节,是对思维过程、思维结果进行再认识的检验过程.因此在教学中一定要舍得花时间引导学生反思,给学生充分“悟”的时间,没有“悟”性的学生,就很难有思维的灵活性.让学生学会做完一道选择题时,反思为什么要用这种方法,是否还有更好的方法,哪一种方法最优,等等.如例1,反思解题方法,抓住“动静相对而言”的特点,采用“动静互换”的解题方法,就使学生的思维更具灵活性;又如例2,在运用通性通法顺利解出答案后,反思题目的本质特征是什么,运用数形结合和估算法,使学生的思维更具广阔性.因此在高考选择题解答中要实现“通”“巧”并举,就要在平时训练中,多引导学生养成解题反思的习惯,日积月累,在潜移默化中提高解题能力,形成技能.只有这样,才能在高考时充分利用题目自身提供的信息,化通法为巧法,避免小题大做,真正做到准确和快速.

解选择题应掌握对应的基本知识,运用常规的解题思想,更应充分挖掘题目的信息,综合运用各种方法,迅速地做到小题巧做,因此“通”“巧”并举是高考数学选择题解答的良策之一.

[1]曾家鹏.提倡运用通法,建议淡化特技[J].数学通报,1992(8):16-17.

[2]甘大旺.通法特技的相对性及启示[J].数学通报,1997(2):11-12.

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