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注重数学解题反思 助力学生全面提升

2022-05-30刘佳

数学教学通讯·初中版 2022年12期
关键词:解题反思解题教学

刘佳

[摘  要] 解题反思在深化知识理解、强化方法意识、提炼数学模型、提高数学能力等方面有着重要的应用价值,是解题教学的重要组成部分之一. 在解题教学中,教师要鼓励学生进行解题反思,在反思中实现自我优化、自我完善、自我建构,从而提高综合学力.

[关键词] 解题反思;解题教学;综合学力

解题反思是解题教学的重要一环,它关系着学生思维能力的发展和解题能力的提升. 不过,在实际教学中,为了追求解题的“量”,解题反思大多以教师为主,教师大多直接给出自己的优化思路,点明其中蕴含的思想方法等内容,这样,学生没有经历自我反思过程,往往难以发现解题过程中的优点和缺点,这样的解题反思形同虚设,难以让学生在反思中有所收获. 因此,在教学中,教师应该为学生提供一定的反思时间和反思空间,通过一些有效的引导和训练方法,引导学生进行深度思考,以此激活学生的解题经验,优化学生的元认识,提升学生的自主学习能力,培养学生良好的解题习惯和解题态度,进而从根本上提高解题效率. 下面,笔者结合具体案例谈几点落实解题反思的方法,若有不足,请指正.

在思维受阻时鼓励学生反思

数学问题抽象、复杂,学生解题时难免会出现思维受阻的情况,此时教师不要急于给出解题过程,可以尝试通过一些有针对性的、启发性的问题进行引导,鼓励学生通过尝试、探索、反思,寻找解题思路,提升解题信心.

例1如图1所示,四边形ABCD是梯形,AB∥CD,分别以AD,BC为边向两边作正方形ADEG和正方形CBHF,线段CD的垂直平分线交线段EF于点M. 求证:M为EF的中点.

问题给出后,教师鼓励学生独立完成(教师巡视). 几分钟后,教师发现部分学生依然没有找到证明的思路,便边走边说:“这个证明确实有一定的难度,大家不要着急,静下心来想一想,看看能不能做一些变化. 如果将梯形ABCD变一变,你会不会证明呢?”在教师的暗示和鼓励下,学生的思维活跃起来.

通过知识间的内在联系,学生联想到:该结论既然对梯形成立,那么改变梯形上底边的长,其结论同样成立. 假如梯形的上底CD的长变为0,梯形就变成了三角形,那么是否可以在变化的图形中找到解决问题的方法呢?顺着这个思路,学生将问题做了如下变化:如图2所示,在△ABC中,分别以AC,BC为边作正方形ACEG和正方形BCFH,连接EF,过点C作AB的垂线l交EF于点M,垂足为K. 求证:M为EF的中点.

做了改变后,学生可以分别过点E和点F作直线l的垂线,垂足分别为I,J. 由已知条件容易证明Rt△CEI≌Rt△ACK,Rt△CFJ≌Rt△BCK,故有EI=FJ=CK,由此可证M为EF的中点. 学生将简化后的证明方法带回原题,问题迎刃而解.

分析以上过程不难发现,数学解题过程其实就是一个不断尝试、不断探索的过程,解题思路的形成往往源于学生对问题本质的把握,源于学生对不同类别知识内在联系的感悟,而这些内容往往难以通过讲授来实现. 因此,在教学中,教师要提供一些机会让学生进行自主探究和反思实践,在探究和反思的过程中认清问题的本质,逐渐形成解题策略,优化认知结构. 同时,解题后教师要引导学生进行反思和回顾,及时提炼数学思想和方法,以此培养学生良好的解题习惯和数学素养.

在优化解题过程中鼓励学生反思

解题时容易发现,对于同一个问题,若解题思路不同,计算量也会有所不同. 从解题效率的角度来讲,计算量越小,解题效率就越高,错解的风险也就越低. 因此,解题后,教师要引导学生对解题过程进行反思,要引导学生尝试通过不同的解法优化解题过程,规避复杂运算,从而提高解题效率.

例2若实数x,y,z满足=1,=2,=3,求x的值.

学生独立求解,教师巡视,并指定学生板演解题过程.

生1:由=1,得y=,由=2,得z=,所以z==,将其代入=3,化简后得=3,由此解得x=.

师:很多学生都运用了与生1相同的解决方案. 观察以上解题过程,你有什么想法?

生2:以上过程虽然能够得到答案,但是运算过程有些烦琐,解题效率比较低. 根据已知条件,感觉这个问题应该有其他的求解方法,不过我还没有发现.

师:说得很好. 解题时,我们不能单纯地追求结果,还要关注过程. 观察以上式子的结构特征,你们能找到一个好一点的方法吗?(学生积极思考)

生3:由=1,有=1,于是有+=1①;由=2,有=,于是有+=②;同理可以得到+=③. 由①+②+③,得

可見,通过反思和再认识,能实现运算过程的优化,能提高解题效率,能有效避免复杂运算所带来的错解风险,能提高解题准确率. 因此,在解题教学中,教师不要解题后就草草了事,而应引导学生进行有效的反思,尝试寻找解题中存在的不足,鼓励学生通过再认识、再思考发现其他解题路径,从而不断优化解题过程,提高学生分析问题和解决问题的能力.

在命题的拓展与延伸中鼓励学生反思

在解题教学中,若仅限于“就题论题”地单一讲授,学生很难进入深度思考,这样的教学方式不利于学生思维能力的提升. 在实际教学中,教师要善于通过一题多解、一题多变等方式促进学生对问题本质的理解,提高学生发现问题、提出问题、解决问题的能力.

例3如图3所示,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠A=90°,AB=2,BC=3,CD=1,E是AD的中点. 求证:CE⊥BE.

例3是一道典型的平面几何证明题,在中考中较为常见. 分析例3不难发现,其证明方法不唯一,因此教师可鼓励学生尝试运用不同的方法进行证明.

方法1如图4所示,延长CE交BA的延长线于点G. 通过证明△CED≌△GEA,得到CE=GE,AG=DC,所以GB=BC. 所以CE⊥BE.

方法2如图5所示,过点C作CF⊥AB,垂足为F,可结合已知条件,根据勾股定理及其逆定理进行证明.

方法3取BC的中点H,连接EH,通过添加中位线的方法进行证明.

运用不同的方法进行证明后,教师鼓励学生对比分析不同的解题方法. 比较方法2和方法3容易发现,方法2运用了“∠A=90°”这一条件,而方法3并没有使用这一条件,这就是说,其实原题中的条件可以削弱. 另外,已知条件给出了边的长度的具体数值,但是运用方法1和方法3证明时,只需要条件“BC=AB+CD”,不需要具体的数值,所以原题中的条件“AB=2,BC=3,CD=1”也可以弱化. 此外,通过证明容易得到如下两个结论:①BE与CE分别为∠ABC,∠BCD的平分线;②S=S. 通过对比分析,教师可以对原题进行改编.

变式  在梯形ABCD中,AB∥CD,BC=AB+CD,E是AD的中点,连接CE,BE.

(1)求证:CE⊥BE;

(2)BE,CE分别为∠ABC,∠BCD的平分线;

(3)S=S.

在证明结论“S=S”时发现条件“BC=AB+CD”并无依赖性,为此可得到这样的结论:在梯形ABCD中,AB∥CD,E是AD的中点,则有S=S. 继续探究命题中条件与结论之间的关系,可得到逆命题:在梯形ABCD中,AB∥CD,E是腰AD上一点,若S=S,则E是AD的中点.

通过拓展、延伸,将一个命题转化为多个命题,再利用对比分析理清问题的来龙去脉,能加深学生对问题本质的理解,优化学生的认知. 由此可见,解题时,教师既要鼓励学生进行多角度探究,又要引导学生对不同解法进行有效的对比分析,以此理解问题的本质. 另外,在保持问题本质特征不变的情况下,“一题多变”能开阔学生的视野,能帮助学生积累解题经验,能提升学生的数学素养.

在错解中鼓励学生反思

在解题过程中,错误是不可避免的,教师对待错误的态度直接影响着学生解题能力的提升. 若面对错误教师只是一笔带过,那么学生难以对错误形成深刻的印象,解题时会出现“一错再错”的现象,因此,对错误进行反思势在必行. 进行错误反思时,教师要引导学生进行错解分析,探明产生错误的原因,并充分挖掘错误资源,让学生经历由“误”到“悟”的过程,从而深化对知识的理解,避免“一错再错”.

例4四邊形ABCD的对角线AC与BD交于点O,且满足AB=CD,有下列四个条件:①OB=OC;②AD∥BC;③=;④∠OAD=∠OBC. 若只增加一个条件,使得∠BAC=∠CDB成立,则这个条件可以是(      )

A. ②④          B. ②

C. ③④            D. ④

例4是一道由结论探究条件的试题,具有一定的开放性. 该题的正确率不高. 调研分析后发现,学生之所以出现错误,主要有以下两个原因:一是审题不清,忽视了“只增加一个条件”这一要求,错误地选择了A,C;二是探究不全面,当AD∥BC时,若AD≠BC,则四边形ABCD为等腰梯形,∠BAC=∠CDB成立;当AD∥BC时,若AD=BC,则四边形ABCD为平行四边形,则∠BAC=∠CDB不一定成立,因未进行有效的分类讨论,而错误地选择了B. 这样有效的错因分析,能发现学生的思维漏洞;这样有效的修补,可以有效地提高学生的解题技能,避免“一错再错”“会而不对”等现象的发生.

总之,在解题教学中,师生一定要灵活地运用好“反思”这一有力武器,充分发挥“反思”在优化解题思路、提升解题技能、优化认知结构等方面的作用,助力学生学习能力的全面提升.

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