何建东
摘 要:解决数学问题犹如在数学之山寻路,亦如在数学之海泛舟,一方面需要学生本身积累的基础知识、基本技能与基本方法,另一方面也需要教师适当的引导、点拨,才能帮助学生正确找到登临“数”山的路径,才能帮助学生顺利抵达“学”海的彼岸.
关键词:解题教学;引导策略;知识系统
问题是数学的心脏,数学教学围绕概念学习与问题解决而展开. 解决数学问题犹如在数学之山寻路,亦如在数学之海泛舟,一方面需要学生本身积累的基础知识、基本技能与基本方法,另一方面也需要教师适当的引导、点拨,才能帮助学生正确找到登临“数”山的路径,才能帮助学生顺利抵达“学”海的彼岸.
有时,在学生形成了自己的解题思路但方向不清晰或遇到“水中礁石”阻碍时,需要教师引导学生“顺水行舟”,使学生顺势而为,找出解答方案中问题所在,巧妙地绕过“礁石”,顺流而下抵达目的地;有时,在学生已轻松解答了数学问题,但只是孤立地就题解题,而未能透彻领会问题蕴含的深层意图时,需要教师鼓励学生“逆水行舟”去一探“源头”,找到最本源的核心知识,以获得数学学习的核心素养;有时,在学生也能多角度地思考并解答问题,但各种解法以比较零散方式存在,未能形成知识系统时,需要教师指导学生“借水行舟”,借助适当的方法、途径,探寻可能的不同解答方案及其之间的内在关联,及时建构完整的知识系统,使学生牢固掌握数学知识方法.
一、“顺水行舟” 找出问题的关键点
学生“行舟”计划1:对于不等式的证明,常用的方法有作差比较法、分析综合法等,但这个不等式形式不简单,而且含有根号,被开方式又有平方,如果通过平方去根号,运算可能非常麻烦,不易前行.
教师“顺水”探析1:不等式证明的方法很多,许多不等式的证明可以用作差法解决,但有时需要通过观察、分析,采取适当的处理. 观察、比较本题左右两边代数式的结构特点,找出其中的异同,可以注意到右式比左式少了p,q,而左式中p出现在a-p,c-p处,右式中a-c可以看成由(a-p)-(c-p)得到.类似地,b-d可视作(b-q)-(d-q),这样按学生计划1采用分析法对原不等式两边平方后,能消除许多相同的项.
教师“顺水”探析2:“知烦而变”本身就是一种值得肯定的思考处理办法,能够去搜寻经验中曾经接触过的相关信息更应该给予肯定,其实数学问题的解决就是在这种分析、探索、尝试中展开的. 学生的确会对众多字母感到莫名的畏惧,但需要指出的是从初中“用字母表示数”之后,字母与数从某种角度讲是一致的,那就是其本质都是数,那么可以顺着这种类比的经验再往前“行”,或许这路就通了.
C(p,q),求证:AC+BC≥AB. ”这是显然的,因为若A,B,C不共线,则利用“三角形三边关系”可知,三角形任意两边之和大于第三边,即AC+BC>AB;若A,B,C共线,则当点C在线段AB上时,有AC+BC=AB,当点在线段AB的延长线或反向延长线上时,显然有AC+BC>AB.
二、“逆水行舟” 找寻知识的出发点
教师“逆水”探析:如果就题论题,学生的思考与解答的确显得比较简捷,而且一般的数学教师也会采用这种解法. 但如果思考一下本题在教材中的设置位置——B组3个小题中的最后一题,编写者是否另有目的?问题本身是否可以挖掘更深的内涵?如果将已知的两个点坐标改成一般的字母或数,将动点与两定点的距离比改成一般的正数,是否可以直接说出动点轨迹的形状,其中有没有某种必然规律?
所以,有时问题不能止于解答,为了发挥习题最大的功能,需要对其进行深入的思考与探究.
现在,这个问题很容易地得到答案:x2+y2+2x-3=0,根据最近学习的知识,不难知道这是个圆,通过配方,方程为:(x+1)2+y2=4,其圆心为(-1,0),半径为2.
既然如此,不妨“逆水”而行,来思考为什么是一个圆,这个圆的圆心、半径与题设条件中两个定点O(0,0),A(3,0),以及距离比■存在怎样的联系,本题条件究竟跟其他确定圆的条件有何种关联.
通过这种“执果索因”式的探析,教师可以引导学生达成关联度最高的一点共识:点O,A与圆心(-1,0)(记为D)共线,若记B,C为该直线上与点D距离为2的两点,那么得到的圆上动点M应该具备条件:MB⊥MC(M不与B,C重合时). 那么,这一共识能够给予证明吗?
sin∠OMC=sin∠AMC,又∠OMC+∠AMC≤180°,从而∠OMC=∠AMC. 当然,也可通过添辅助线,用平面几何知识解释,限于篇幅,不再赘述. 同理在线段AO的延长线上取点B,使OB∶BA=1∶2,可得MB平分∠OMA的外角∠OME. 进而有MB⊥MC,点M的轨迹是以线段CB为直径的圆,当点M在直线OA上时,正好就是点C或B,而根据点C,B的取法,可知C(1,0),B(-3,0),所以,点M的轨迹方程为(x+1)2+y2=4. 从而,可以得到一般结论:与两个定点A,B的距离的比为λ(λ>0)的动点M的轨迹是圆,若在线段AB及其反向延长线上分别取点E,F,使|AE|∶|EB|=|AF|∶|FB|=λ,则线段EF即为圆的直径.
三、“借水行舟” 找到方法的归集点
问题3 已知圆的一条直径的端点分别是A(x1,y1),B(x2,y2),求证:此圆的方程是(x-x1)· (x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.
学生“行舟”计划2:圆可看作是与定点(圆心)距离等于定长(半径)的点的轨迹,根据本身题设,不难表示出圆心坐标和半径,那么圆的方程可直接列出.
教师“借水”综析:以上三种解答计划是本题最主要的解题方法,其中第一种解法采用的学生占绝大多数,但能注意到这一解答缺少考虑“点P与点A或B重合,以及直线PA或PB斜率不存在,需要单独给答,并补充到结论中”的学生不多,所以这种解法容易产生疏漏;第二种解法被一部分学生采用,这种解法容易想到,但运算量比较大,需要多有点耐心与仔细;第三种解法,用的学生较少,但一旦想到用向量方法,最大的优点在于包含了圆上“任意”一点的全部情况,比较容易做完整. 那么,这些不同的解答方法之间是否存在相互关系,能不能使之与整个圆的方程的学习形成一个完整的知识系统,帮助学生建立牢固的知识体系呢?教师可以引导学生在各自解法基础上,思考其他解法,并进行知识结构的整理与归纳综合.
我们相信,只要教师能从开始时与学生在“数”山共行,在“学”海同舟,慢慢地变成与学生在心灵上风雨同舟,和衷共济,通过学法指导让学生在学海自由泛舟,必然能帮助学生顺利划向数学学习之“海”成功的彼岸.