开展解后反思 优化数学品质

2022-06-09 00:51田飞
数学教学通讯·高中版 2022年4期
关键词:优化

田飞

[摘  要] 高考数学试卷题量大、题目新,保障高考解题准确率的同时,也要提升解题效率. 为此,在日常教学中要关注解题方法和解题过程的优化. 那么,为了实现“优化”的目的,就要开展解后反思,通过反思结果有效规避犯错的风险,通过反思方法和过程优化解题思路,进而提升解题效率.

[关键词] 解后反思;优化;解题效率

随着新課改的不断深入,大多数师生已经意识到了“题海战术”的弊端,然面对高考的压力,很多学生依然会选择“刷题”方法. 要知道“题海无边”,若只知道埋头苦干而不关注题目之间的联系,不重视解后反思,将很难形成完善的认知体系,这样学生的知识迁移能力势必会减弱,解题效率也很难取得较大程度的提升,这样势必会影响高考成绩.

在高中数学教学中,大多数师生过多地追求“量”,将多数时间和精力都放在解题上,对解题方法和解题过程关注得比较少,纯粹地为了解题而解题,不重视解题方法的优化,不重视知识的系统化建构,不重视数学思维的培养,久而久之,学生不仅容易出现思维定式,而且解题能力也很难获得有效提升. 为此,在教学中必须指导学生进行解后反思,通过评价探究成功的经验,吸取失败的教训;通过反思实现解题方法和解题过程的优化,进而逐步提升解题效率,优化数学品质.

[⇩] 反思解题方法

众所周知,学生的认知水平和思维习惯是存在差异的,在面对同一问题时往往因思考的方向不同而产生不同的解法. 教师应多引导、多鼓励学生尝试应用不同的解法进行求解,这样可以引导学生站在不同的角度去思考问题,进而有效地拓宽学生的视野,丰富学生的解题经验,促进解题效率提升.

例1 将A,B,…,G共7个字母进行排序,若规定A和B不能出现在首和尾,你知道有多少种排列方法吗?

师:思考一下,这个问题该如何解决呢?(教师预留时间让学生独立思考)

生1:可以先不考虑A,B,其余5个字母中选2个字母放在首和尾,则有A种排列方法;这样去除首和尾后还有5个字母,这5个字母全排列,则有A种方法. 所以一共有A·A=2400种排列方法.

师:很好,生1应用直接法顺利地求解了本题. 还有其他解决方案吗?(应用排除法的学生已经跃跃欲试地想展示自己的解题过程了)

生2:若A为首,则有A种排列方法;若B为尾,则有A种排列方法;若A为首且B为尾,则有A种排列方法;若7个字母全排列,则有A种方法. 于是有A-2A+A=2400种排列方法.

例1的求解过程并不难,从学生的练习反馈来看,主要应用了两种方法进行求解,一种是直接法,一种是排除法. 教师没有直接给出答案让学生核对,而是引导学生展示求解过程,进而让学生体会不同解法的魅力. 在解决排列组合问题时,方法一般不局限于一种,教师 从不同角度去尝试不同的解题方法,这样不仅可以调动学生的积极性,而且可以培养学生多角度思考问题的能力.

在教学中,教师可以多组织学生进行解后反思,在解决问题的基础上再思考、再探究,尝试不同的解题方法,即使新的解题方法可能是烦琐的,然经历了再思考的过程,有利于问题的深化. 同时,从不同角度去尝试不同的解题方法势必会调动不同的认知,这样有利于沟通知识之间的纵横关系,便于实现不同知识模块的重组和再建,进而逐渐完善学生的认知体系,促使思维能力发展. 另外,通过不同方法的对比,有助于学生发现最优的解题方案,进而通过总结归纳发现解题的一般思路,有效提升解题效率.

[⇩] 反思解题过程

学生在解题过程中难免会出现一些“小错误”“小瑕疵”,而这些“小错误”“小瑕疵”若影响到了解题结果,学生就会加以改正,反之,学生就会置之不理. 久而久之,这些“小错误”“小瑕疵”积少成多,最终或因过程缺失而失分,或因出现主观臆想而使解题思路偏移,等等,从而影响到解题效率和解题质量. 为此,解题后有必要对解题过程进行回顾和整理,进而做到每步都有理有据,培养思维的严谨性.

例2 若抛物线y=ax2-1(a≠0)上总有关于直线l:x+y=0对称的两点,试求实数a的取值范围.

本题虽然题设信息看似简单,然若想将条件和结论顺利建立联系却有一定难度. 学生通过不断尝试求解问题后,教师可设计一些问题引导学生解后反思,进而让学生在回顾和整理自己解题方法的同时,自动尝试其他的解题方法. 比如问题如下:

(1)设A(x,y),B(x,y)为抛物线上关于l对称的两点,根据这个信息你能得到哪些条件?

(2)求a的取值范围的关键是什么?

通过问题(1)让学生分析出A(x,y)和B(x,y)在抛物线上,AB⊥l,线段AB的中点既在直线AB上,又在直线l上. 求a的取值范围就需要建立关于a的不等式,这就是解题的关键.

解法1(利用判别式):根据问题(1)可知,直线AB与抛物线y=ax2-1(a≠0)有两个交点,为此根据Δ>0建立关于a的不等式.

解法2(直线的参数方程):根据已知得到关于直线AB中点的参数方程,将其代入抛物线方程后化简转化为关于参变量t的二次方程,根据A,B两点的对称关系易得t+t=0,tt<0,进而得到关于a的不等式.

当然,求解方法也不局限于以上两种,学生还可以应用均值不等式法、直线AB中点在抛物线内等方法进行求解. 借助于问题的引导,让学生从问题的本质出发,尝试应用不同方法求解有助于发展学习能力. 同时,通过反思可以帮助学生订正因考虑不周出现的“小错误”,进而使整个解题过程更加顺畅、丰满. 总之,教学过程中,教师应多引导学生进行独立思考,培养学生解后反思的好习惯,这样不仅可以使解题过程更加完美,而且使思维过程更加严谨,解题视野更加开阔,有助于学生综合能力的发展.

[⇩] 反思解题结果

在解题过程中难免会走一些弯路,犯一些错误,那么为了减少类似情况的发生,学生在求解后可以反思一下解题结果,看看关键条件是否已经合理应用,运算过程是否可以优化,是否出现了公式滥用,等等,通过反思在保障解题准确率的情况下,还可以实现解题效率的提升.

例3 从圆C:(x-1)2+(y-1)2=1外一点P(2,3)向圆C引切线,切点为A,B,求直线AB的方程.

解法1:由已知可得圆心为(1,1),半径r=1,若过点P的切线方程斜线不存在,则x=2为切线方程;若斜率存在,设斜率为k,切线方程为y-3=k(x-2),圆心(1,1)到切点的距离d==r=1,解得k=,求得切線方程为3x-4y+6=0. 联立切线的方程与圆C的方程求得切点A,B的坐标分别为(2,1),

,根据两点的坐标求得直线AB的方程为x+2y-4=0.

解法1的思路简单,符合大多数学生的思维特点,然在求解切点A,B的坐标时要进行复杂的运算,这样不仅会增加解题的时间,而且还会增加出错的风险. 虽然解法1可以求解,但并不是最优的解决方法,为此教师有必要及时引导学生进行反思,让学生另辟蹊径,探究求切点A,B坐标的捷径.

解法2:切点A,B是以PC为直径的圆与圆C的交点,以PC为直径的圆的方程为(x-1)(x-2)+(y-1)(y-3)=0,联立其与圆C的方程可直接求得切点A,B的坐标为(2,1),

,根据两点的坐标求得直线AB的方程为x+2y-4=0.

这样,运用平面几何的知识联想到另一个圆,两圆的交点即为切点,从而有效地减少了运算量. 从解题过程可以看出,解法2较解法1更加简洁.

例4 已知函数f(x)=,试判断f(x)的奇偶性.

显然,若想判断函数f(x)的奇偶性应先对其进行化简,大多数学生化简过程如下:

f(x)=

=

=

=tan.

因为tan是奇函数,所以f(x)也是奇函数.

整个化简过程看上去非常完美,然细细品味会发现,最后一步的约分并非等价变形,因为f(x)与tan的定义域并不相同,所以两者并非同一个函数,所以直接应用tan的奇偶性来判断f(x)的奇偶性显然是错误的. 出现该错误的主因是学生忽视了函数的定义域,可见学生对函数奇偶性概念的理解还不够深刻. 通过结果反思让学生认识到自己的不足,这样经历自我发现和自我纠正的过程,可有效避免错误的再次发生.

总之,合理应用解后反思不仅可以优化解题过程,提高解题准确率和解题效率,而且有利于培养学生发现问题和解决问题的能力,有利于提升学生的数学素养,有利于养成严谨的学习习惯,进而为学生的长远发展奠基.

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