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例谈解题后反思对初中生解题能力的培养

2019-07-31林碧姬

名师在线 2019年20期
关键词:交点抛物线结论

林碧姬

(福建省霞浦一中,福建霞浦 355100)

引 言

如今,在日常教学过程中,教师会提供很多不同类型的数学题让学生解答,学生花费了相当多的时间和精力答题,做的题目虽多,效果却不理想,解题能力没有得到显著提高[1]。究其原因,主要是学生就题解题,没有反思,缺少体会,无法内化。因此,笔者从以下三个方面的反思浅谈学生解题能力的培养。

一、反思解读题目条件,提高学生的审题能力

解答数学题,特别是解一道比较复杂的数学问题时,分析已有条件,挖掘隐含条件,联想相关知识点,联想数学思想非常重要。如例1 所示。

例1:已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,2)。

(2)抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)且当x1<x2<0时,(x1-x2)(y1-y2)>0;当 0 <x1<x2时,(x1-x2)(y1-y2)<0,以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,△ABC有一个内角为60°。求抛物线的解析式。

这是2018年福建省中考数学试卷的最后一题(部分),许多平时比较优秀的学生都止步于第(2)题的解答。通过和他们的交流,笔者发现他们对条件“抛物线上任意不同两点 ),(11yxM, ),(22yxN,且当x1<x2<0 时,(x1-x2)(y1-y2)>0;当0<x1<x2时,(x1-x2)(y1-y2)<0”不理解。确实,在初中阶段很少出现这样的表述方式,学生没有经验,条件就变得抽象了。那么就应逐条分析条件:由x1<x2<0,可得(x1-x2)(y1-y2)>0 中 的x1-x2<0, 那 么(x1-x2)(y1-y2)>0要成立,就有y1-y2<0,此时条件就转化为“若x1-x2<0,则有y1-y2<0”,条件明晰:若x1<x2<0,则有y1<y2。分析到此,由另一个条件“当0<x1<x2时,(x1-x2)(y1-y2)<0”,同理可得:若0<x1<x2,则有y1>y2。组合推导出来的两个小结论说明了——在y轴左侧,y随x的增大而增大;在y轴右侧,y随x的增大而减小。至此,条件就以学生熟悉的方式呈现了。结合条件联想二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图像与性质的相关知识点,或画出草图,可得:此抛物线开口向下,y轴为对称轴。其解析式为:y=ax²+2[已有直接条件A(0,2)]。

此时,还有系数a未确定,显然还需要一个条件。目标条件:“以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,△ABC有一个内角为60°”。解读条件,获取信息:由“对称性与60°内角”得△ABC是等边三角形;由“OA为半径”得圆O的半径为2。显然,所给的条件是图形信息,要求解的是系数a,联想平时的解题经验,应该应用“图形与坐标”这部分知识来解决。因此,先画出草图如图1所示,分析图形,找出与抛物线上点C的坐标有关系的线段,利用半径为2 这个已知线段,60°已知角这些条件构建Rt △OCD,通过解直角三角形得线段、得点坐标,从而确定函数解析式。

图1

反思分析题目条件解决问题的过程如下。(1)对题目条件的使用,要不断提问,这个条件告诉我们什么信息?若干条件组合又告诉我们什么结论?虽然我们的结论未必能立刻解决问题,但这样的分析和思维犹如抽丝剥茧,不断地按照“条件—结论”开展,直至解决问题。(2)对题目条件的使用,就是不断进行“文字语言、符号语言、图形语言”三种语言互换的过程。(3)对题目条件的使用,要善于联想相关知识点,善于结合一些思想方法突破条件,如有些学生对条件“当x1<x2<0 时,(x1-x2)(y1-y2)>0;当0<x1<x2时,(x1-x2)(y1-y2)<0”的探究就是通过取足够多的特殊点画图来获得结论的。(4)根据题目条件,要勤于画出草图,利用图形直观地解题,解题效果将事半功倍。

二、反思解题过程,提升学生的思维水平

(一)总结解题方法和要点

随着数学学习的深入,学生解题也达到了相应的“量”,如果进行反思,就会发现某些问题具有共同特征。如例2 所示。

例2:(1)若 关 于x的 方 程(k-2018)x- 2016=6 -2018(x+1)的解是整数,则整数k= _________。

(2)关于x的分式方程的解为非负数,则k=________。

(3)当k为何值时,关于x的不等式x-k>0 恰有两个负整数解?

这类问题的特征是给出方程(或不等式)的解(或解集)的条件,反过来求字母系数k 的值(或取值范围)。而这类问题的解答模式往往是先把字母系数k 当成已知数求出方程(或不等式)的解(或解集),再利用解(或解集)满足的条件构建字母系数k的方程(或不等式)来解决问题。

有些几何解答题思想方法的呈现方式和解题策略亦有共同特征。如例3 所示。

例3:如图2所示,以△ABC的两边AB,AC为边向外作等边△ABE和等边△ACD,连接BD,CE。

求证:BD=CE

回顾解题的思维过程:根据问题的条件和结论,分析图形时发现了组合得到新图形△ABD和△AEC的元素(边和角)之间有关系,从而发现两个三角形全等,再利用全等的性质使命题得证。这样要获得两条线段或两个角相等的结论,可以尝试探究线段(或角)所在的两个三角形是否全等,如果能证得全等,问题迎刃而解。所以,这类平面几何题通常归结为求证两个三角形全等的问题。

可见,解数学题时,如果对问题进行识别,分析其特征,并能准确地加以归类,那么便能快速找到思路,使用相应的方法解决问题,使学生的解题能力发生“质”的变化。当然,要形成这种正确且迅速的辨认能力,除了需要“见识”相应量的题目外,还需要养成回顾、反思的习惯,通过“有心”地观察、类比,再辅以推导,最终概括形成某种数学模式和图形。

图2

(二)克服思维定式

例4:在平面直角坐标系中,当2≤x≤4 时,二次函数y=x2-8x+c和一次函数y=-x+6 图像有且只有一个公共点,求c的取值范围。

∵函数y=x²-8x+c与y=-x+6 的图像只有一个交点

∴Δ=73-4c=0

显然,学生只解答出了一种情况,产生这种错误的原因是受到了求解“抛物线与直线的交点”的思维的影响,是思维定式的消极反映。学生没有发现题目变化,对问题分析不够透彻,只是机械套用原有的解题方法和经验,阻碍了问题的正确解决。

事实上,此题还有另一种情况:抛物线y=x²-8x+c 与直线y=-x+6 有两个交点,只是其中一个交点在2≤x≤4 范围之外而已,所以还有后续解答:

若函数y=x²-8x+c与y=-x+6 有两个交点,其中一个在2≤x≤4 范围内,另一个交点在2≤x≤4 范围外,则△=73-4c>0,解得

对于y=-x+6,当x=2 时,y=4;当x=4 时,y=2,

又∵当2≤x≤4 时,y随x的增大而减小,

若y=x²-8x+c与y=-x+6 有两个交点在2≤x≤4 内有一个交点,

则当x=2 时,y≥4;当x=4 时y≤2,

因此,在解题中,一方面要注意利用原有的知识、方法与经验,类比相似问题,快速寻找解题思路;另一方面又要细心发现题目间的差异,辨认清晰,进行更深入的分析,克服思维定式的消极影响,从而提高解题能力。

三、反思解题规律,训练思维灵活性

图3

例5:如图3所示中的图(甲),∠AOC和∠BOD都是直角。

(1)如果∠DOC=28°,那么∠AOB的度数是多少?

(2)找出图(甲)中相等的角,如果∠DOC≠28°,它们还会相等吗?

(3)若∠DOC变小,则∠AOB如何变化?

(4)在图(乙)中利用能够画直角的工具再画一个与∠COB相等的角。

这是北师大版七年级(上)第四章课后的一道数学题。解题后,对此题进行反思,笔者认为十分有意义。首先,它是以连续小题形式出现的比较早的几何题;其次,各小题的呈现方式由浅入深、前后连贯,易于发展学生的思维能力;最后,题目达到了一定的思维量,若学生能够体会题目的设计意图,可为解决连续小题类型的综合题积累经验,养成思维灵活性。

分析题目可知:(1)题有多种解法,既增强了学生的识图能力,又培养他们的发散思维;(2)题的探究是从特殊到一般,推广题目,又为(4)题的解答做出铺垫;(3)题的解答,既可以建立∠AOB与∠COD之间的关系式,初步感知函数思想,又可以将∠AOC绕点O旋转,通过动手操作直观感受图形;(4)题考查学生能否利用已探究出的结论将(乙)图转化成(甲)图,转化思想在数学解题中的应用非常广泛。

除了要围绕具体题目进行反思外,也要反思解题的大方向,以便于找到解题规律。

结 语

学生在学习数学时如果能养成解题后反思的习惯,无疑对提高数学解题能力具有重要意义。当然,学生解题能力的培养不是一蹴而就的,而是在学习过程中逐步建立起来的,教师应随时关注学生解题后的反思。

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