胡贵平
(甘肃省白银市第一中学 730900)
数学家波利亚曾说,“数学问题的解决仅仅是一半,而更重要的是解题之后的回顾与反思.”数学问题的情境是多变的,如何透过情境抓住数学模型,找出问题中不变的本质,感悟出同类问题的解题规律和思路,解题之后的反思能极大限度地发挥解题功能,提升思维品质.
同一个问题,改变表述方式,从不同的角度提问,虽然知识侧重点有所不同,但是认清本质特征,都在运用同一个解题思维策略,同一个解题模型.通过对习题表征的反思,加深了对数学知识本质的领悟,促进了知识的迁移,通过一个结构,反思到更高水平的结构,培养了思维的深刻性.
对问题本质反思,构造出不同于原来的新结构,可以提高认知水平和思辨能力,引导题组训练,对于貌合神离的知识点,改变细微的呈现形式,改变了提问视角,有效激活了原有知识结构的生长点.
解题之后类比,借助已有技能进行反思,降低了理解接收新知的难度,把知识和方法融会贯通,应用自如.通过类比再将问题进行拓展和延伸,既强化了知识体系,又能够使思维向纵向深处发展.
例2 (苏教版必修2第105页第7题)已知圆C的方程是x2+y2=r2,求证:经过圆C上一点M(x0,y0)的切线方程是x0x+y0y=r2.
分两种情况考虑,当切线的斜率不存在时,显然切线方程为x=x0;当切线的斜率存在时,根据切线垂直于过切点的半径,求出直线OM的斜率,则可求出切线的斜率,得到切线方程.从特殊到一般,改变圆的位置或点的位置,可以类比出以下常见题目.
类比1 已知圆C的方程是(x-x0)2+(y-y0)2=r2,经过圆C上一点M(x0,y0)的切线方程是(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2.
类比2 已知圆C的方程是x2+y2=r2,经过圆C外一点M(x0,y0)的切线MA,MB,A,B是切点,则切点弦AB所在直线方程是x0x+y0y=r2.
证明设A(x1,y1),B(x2,y2),则圆C:x2+y2=r2在点A,B的切线方程是x1x+y1y=r2,x2x+y2y=r2,因为点M(x0,y0)在两切线上,所以是x1x0+y1y0=r2,x2x0+y2y0=r2,这表明点A,B的坐标适合直线方程x0x+y0y=r2, 而过点A,B的直线是唯一的, 所以切点弦AB所在直线方程是x0x+y0y=r2.
类比3 过圆(x-x0)2+(y-y0)2=r2外一点M(x0,y0)作切线MA,MB,切点弦方程是(x-a)(x-x0)+(y-b)(y-y0)=r2.
问题背景反思,关注探究和呈现方式,能体会题目所蕴含的知识结构与思想方法,数学问题是如何提出的,认识是怎么逐步完善的,解决此类问题有何意义.从背景出发,能否改变条件,能否反向推导,找到发现新知识的突破口,激发思维创新性.
这道题的几何背景,为“阿波罗尼斯”圆.将上面题推广到一般形式,这就是人教A版高中数学必修2(P144B组,2题)一道复习参考题.
推广已知点M(x,y)与两个定点M1,M2距离的比是一个正数m,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形(考虑m=1和m≠1两种情形).
问题的推广进行反思,深挖知识点的内涵和外延,是对概念定理的二次加工,可以激发思维生长.
例4 (数学A版选择性必修1)如图,直线y=x-2与抛物线y2=2x相交于A、B两点.求证:OA⊥OB.
猜想逆命题,如果直线y=k(x-2p)与抛物线y2=2px相交于A、B两点.且OA⊥OB.那么直线过定点(2p,0).
对错误的反思,剖析错误的成因,挖掘错误背后的“知识漏洞”和“思维缺陷”,然后有针对性地纠正错误,培养探索意识,激发思维批判性.
解题反思不仅能形成思维能力,还能建立网络认知结构,理解知识内在的联系,在反思中实现核心素养的发展.