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追求“自然”思路,实现有效解题

2015-12-08陶磊

黑河教育 2015年12期
关键词:自然思路高中数学

陶磊

[内容摘要]高中数学对学生来说很重要,教师应教导学生在解题时追求“自然”的思路,以促使解题高效化,有效提高学生的学习兴趣。本文主要研究如何实现高中数学解题中所追求的“自然”思路,并提高解题有效性。

[关键词]“自然”思路;高中数学;解题

目前,教师在进行解题教学时,常喜欢变换不同的教学方法,以突破常规教学方法的限制,促使学生产生更多的思考,并有效提高其求知兴趣。相关教学研究表明:学生虽能进行解题,但解题思路并不清晰,亦不“自然”;如果题目形式稍有改变,学生就难以灵活解答,从而使解题效率降低。所谓“自然”思路,即把解题规律探析置于首位,通过淡化解题技巧的使用,加之注重解题中的贯通性,追溯至题目本源,进而促使贴近实际的新型解题方式,起到有效提高解题能力的作用。

一、返璞归真

高中数学常使用的基本解题方法包括:代入、消元、解方程组、待定系数法等;此类方法不仅易增加学生的联想发散性,而且能提高解题时操作的效率,促使解题思路“自然”化。比如:已知a2+b2=1,b2+c2=2,c2+a2=2,求ab+bc+ca的最小值。多数学生看到该题时首先想到的解题思路是解基本不等式,通过求解ab+bc+ca≤a2+b2+ c2可以得出上述式子的最大值,但此结果与题意背离,无法解出答案;学生继续思索,随即想到三角代换方法,但此类方法较复杂,且学生无法完全掌握。实际上,就题目本身而言即为一个三元方程组,学生只需把其解出即能完成解题的要求;然而,为什么学生无法想到如此基本又简便的方法呢?可能因为学生的解题思路已被书本中特有的模式所圈套住,从而使解题进入盲区,无法发现题目中所包含的基础性信息。教师应从上述现象中吸取教训,以改变学生的思路想法为主要目的,培养学生积极分析基础解法,使其从解题的惯有模式中逃出。历来大型考试时,出题均围绕基础知识,只是在其基础上进行深化和改变,实则是平凡常见的题目;学生应积极掌握“自然”思路的使用方法,从而有效减少解题时间。

二、追本溯源

高中数学解题时应追溯题目的源头,这有助于“自然”思路的形成;为了顺利解决问题,首先应理解题目中已知条件的作用以及问题的方向,并进一步思考此类题目针对的是哪类知识点和方法,加之详细研究所运用知识点的具体特征,进而通过充分了解问题本质,促使解题方向回归定义,目标更加确切,具体执行方法如下:

1.掌握本质

例1.直角坐标平面有一点列:P1(a1,b1),P2(a2,b2)至Pn(an,bn),且其对于任意n∈N+上的点均有意义,Pn(an,bn)位于y=ax(a>0,且a≠1)上,并且Pn、(n,0)与(n+2,0)三点能构成一个以Pn为顶点的等腰三角形。在此基础上求点Pn的纵坐标bn,并假设数列{bn}的前n项和表示为Sn,试问常数t是否存在?且能使数列{Sn-t}成为等比数列。

教师可使用“自然”思路对学生进行教学,由题目可知bn=an+1,且加之bn+1/bn=a,即可得出Sn=[a2(1-an)]/1-a;问题即迎刃而解,但是仍有较多学生无法想到此类方法,促使解答复杂化,从而提高解题难度,增加解题时间。通过教师的观察与分析,学生在解此类题时可能会使用下述方法:首先,通过对存在的常数t进行假设,使数列{Sn-t}成为等比数列,即可发现Sn+1-t/Sn-t为常数;其次,通过将Sn与Sn+1代入方程,进而可以使用待定系数法予以解答,但此方法步骤较为繁琐,多数学生无法完成。此时教师应根据学生所使用的方法积极进行思路引导,解答此题时应设目标为源头,为了满足题目要求,应先列出Sn-t=[a2/(1-a)]-[an/(1-a)]-t,再通过分析等比数列的通项形式,即a1qn-1,发现等比数列即为常数与指数函数的乘积,对比上述式子可得(a2/1-a)-t应等于0,且在q=a时才成立,随即可解出常数t=a2/(1-a);再进一步进行验证得出当t=[a2/(1-a)]时,Sn+1-t/Sn-t=a,即得以证实存在一个常数t使{Sn-t}为等比数列。上述所使用的方法主要是依靠题目“本质”的掌握,进而从本质上得以升华,灵活使用基础性知识,为解题找到新型思路。

2.关注目标

例2.在三角形ABC中,角A为120度,且a+c=20,a+b=24,求a是多少?

根据详细分析得出,题目已知三角形的三边关系与其中一个角的度数,看似给出的信息较多,实则不是每一项均有作用,学生常因条件的多样而无法找到主要思路,从而耽误解题时间。教师应有针对性地引导其专注于目标分析,此题所求为a的数值,则很容易想到应消除等式中多余的b与c;因此,根据基础性三边定理中的余弦定理即可得出a2=(24-a)2+(20-a)2-2(24-a)(20-a)cos120°,通过化简可解得a=14。由此,可表明当无法看清题目方向时,应根据题目条件或结论作为依据,有效通过目标性的分析,并实施合理的公式变形运用,从而有效减少解题中出现弯路,提高解题效率。

三、紧扣特征

学生解决问题时常从正面理解角度出发,仅依旧条件所提供的信息进行分析思考,其实,解题时应实施变化性的解题策略,通过“自然”性思路,使常用方法进行转换,从而有效解答特殊化、复杂化类型的试题,进而加强学生的解题应变能力。

1.正难则反

例3.一个三边长分别为5、7、8的三角形,其最大与最小角之和为多少?

依据上述问题进行详细剖析,学生应使用“自然”思路,从问题的正面方向出发;通过假设5、7、8三边所对应的角为角A、B、C,即可得出cosA的值,但仍不能得出答案;随即应从反面进行思考,由于角B为角A与角C之和的补角,则可通过求cosB而得出答案,即角B为60度,由此可推出最大与最小角之各和为120度。教师在此应引导学生切勿仅使用正面解题方式,而忽略反面解题的重要性,有时仅转换一下解题角度,即可离答案更进一步,从而提高反向思维能力。

2.特殊化法

例4.在锐角三角形ABC中,角A、B、C分别对应边a、b、c,且已知b/a+a/b=6cosC,求tanC/tanA+tanC/tanB的值。

对本题进行剖析,因本题为填空题,不需使用较为复杂的解答方法,避免时间的浪费,但学生常会被题目信息所误导,不知解题时应使用特殊三角形还是等边三角形或是等腰三角形,从而为解题带来较大困难。教师应做好引导工作,要求学生仔细阅读题目,因此不难发现题目中还有一个重要条件即为b/a+a/b=6cosC,根据此条件可以得出本题所涉及的三角形为等腰三角形;且又可由条件得出a=b,即cosC=1/3,随之可求出2cos2(C/2)-1=1/3;又因角A与角C/2互为余角,即可得出sinA=cos(C/2),随之可得出tanC/tanA+tanC/tanB=2tanC/tanA。由上述方法可得出,教师在讲解选择或填空等分值较小的题目时,应积极引导学生使用特殊性方法,从而有效分析此类题目的主要目的;能通过出题目的,有针对性地解题,以弄清题目中所含逻辑关系,再经过一般方法的验证,促使解题理想化,并有效加强学生对“自然”思路的理解和应用,使其加快解题速度,提高解题兴趣。

总之,高中数学教学中教师应积极引导学生使用“自然”思路解题,并通过掌握题目本质、关注解题目标以及紧扣题目特征等三方面的详细讲解,促使学生提高解题效率,从而形成良好的学习氛围。

参考文献:

[1]王战平.高中数学要培养学生的思维方法和创新能力[J].试题与研究:新课程论坛,2012,(14):21.

[2]黄凌云.高中数学应用题教学有效性探究[J].数理化学习(高三版),2014,(10):69.

[3]崔常娥.浅谈高中数学课堂教学中的有效提问[J].语数外学习(高中数学教学),2014,(5):57.

[4]张传鹏.追求解法自然提高学生思维[J].中学数学杂志(高中版),2013,(4):22-24.

[5]王华民,阮必胜,周德明等.追求“自然”思路,实现“有效”解题[J].数学教学研究,2012,31(8):31-33.

(责任编辑 冯 璐)

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