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由一道市质检试题引发的教学思考

2022-06-10吴雪萍

中学理科园地 2022年3期
关键词:一题多变

吴雪萍

摘   要:高中数学教学重视以发展学生的数学核心素养为导向,面对高三专题的试题讲评课,探讨如何提高实效,试题讲评应关注那些问题,如何充分发挥学生的学习主观能动性等,怎样以问题引领突显以生为本的教育教学理念.

关键词:试题讲评;一题多变;取值范围

1  问题提出

高三临考的复习阶段,如何提高课堂复习效率?不少教师利用市面上现有复习资料不加整合地进行复习,习惯性就题论题,没有注入太多“新鲜”内容,“炒旧饭”,照本宣科,导致学生参与度不太高,复习效果不佳.

从第一次市质检的情况来看,解三角形模块的一轮复习,效果还是不理想,如何提高高三课堂复习的教学效率?如何有效分析试卷中的典型试题?

2  试题剖析

(2021年龙岩市3月份质检试题第17题)在csinβ=bcosC①,②2cosC-sin(-2C)=2cos2C,③SΔABC=CA·CB·sinC三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解决该问题.

在ΔABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足c=2.

(1)求角C;

(2)求ΔABC周长的取值范围.

参考解答:

(1)C=,过程略;

(2)思路1:设ΔABC的外接圆的半径R,由(1)及c=2知,2R==, ΔABC的周长L=2R(sinA+sinB)+2=〔sinA+sin(-A)〕+2=4sin(A+)+2,因为0<A<π,所以<A+<,<sin(A+)≤1, 所以L∈(4,6].

思路2:由(1)及余弦定理得c2=a2+b2-ab,

所以4=(a+b)2-3ab≥(a+b)2-(a+b)2=(a+b)2,

所以(a+b)2≤16,即a+b≤4.

又a+b>c,所以2<a+b≤4,当且仅当a=b=2时取等号.

所以所以L∈(4,6].

评析:思路1是解三角形问题中求解取值范围的通性通法,利用正弦定理进行“边化角”或“角化边”的转化思想解决问题;思路2是利用余弦定理结合基本不等式得到周长的取值范围,过程相对简洁,但学生比较容易忽略“两边之和大于第三边”隐性条件.

3  思考与变式

若题干中的条件加以限制,思路2是否仍适用?为探索更为有效的试题讲评模式,笔者在任教的两个物理类平行班进行尝试:一个班就题讲完上述两种解法即进入下一道题的讲解,另外一个班在分析总结后作了一题多变的尝试.

变式1:条件改为“锐角三角形”,其余不变,如何求解?

思路1: 锐角ΔABC的周长L=2R(sinA+sinB)+2=4sin(A+)+2

因为0<A<,0<-A<,所以<A<,则<A+<,得<sin(A+)≤1,从而L∈(2+2,6].

思路2:由(1)及余弦定理得c2=a2+b2-ab,4=(a+b)2-3ab≥(a+b)2-(a+b)2=(a+b)2,所以(a+b)2≤16,a+b≤4.

利用运动的观点,满足题意的点C落在圆弧DCE上(不含D,E两点),点C在D点,E位置时(此时为直角三角形)为临界情况(如图1),从而求得a+b+c=2+2.

综上,L∈(2+2,6].

变式2:条件不变,问题改为“求ΔABC面积的取值范围.”

思路:依题意得面積S=ab,由余弦定理得4=a2+b2-ab≥ab,从而S=ab≤.

另一方面,从运动的观点可知点C落在优弧AB上(不含A,B两点),且点C落在以AB为中垂线的直线与优弧AB相交处时(如图2),三角形面积取得最大值,当点C无限逼近A(或)B点时,面积趋近于0,从而ΔABC面积的取值范围为(0,).

评析:利用基本不等式比较快速地求得面积的最大值,但如何求最小值以及是否有最小值,对于学生来说是一个难点.当然,也可以利用正弦定理,将面积表示为S=ab=sinAsinB,进一步利用二倍角、辅助角公式等化简为S=+sin(2A-),再根据角A的范围求解.

变式3:条件不变,问题改为“求sinAsinB的取值范围.”

思路:利用正弦定理===2R得sinAsinB=ab,从而问题转化为变式2来处理.

变式4:条件不变,问题改为“求a2+b2的取值范围.”

思路:由正弦定理可得a2+b2=(sin2A+sin2B)=-〔cos2A+cos(2A+)〕=-sin(2A-),再结合角A的范围求解.

同样地,也可以利用基本不等式ab≤求解.

变式5:条件不变,问题改为“求cosA+cosB+cosC的取值范围.”

思路:cosA+cosB+cosC=cosA+cos(-A)+=+sin(A+),结合A的范围求解ab.

变式6:条件改为“C=,b=2”,其余不变.

思路:由正弦定理得ΔABC的周长L=2+a+c=2++=2++=3+,由B(0,)可得tan(0,),从而周长L的取值范围为(4+∞).

为了测评以上讲评方式的有效性,第二天选取了几道类似高考真题进行课堂小测,结果发现,进行变式教学的班级明显好于另一个班级,达到了预期的目的,即充分调动学生的课堂积极性,逐步提高学生发现、研究并解决数学问题的能力.

题源1在ΔABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcosA+acosB=ac.

(1)求a的值;

(2)若A=,求ΔABC的周长的最大值.

题源2(2019年全国新课标卷Ⅲ·理18,文18)

ΔABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asin=bsinA.

(1)求B;

(2)若为ΔABC为锐角三角形,且c=1,求ΔABC面积的取值范围.

题源3(2020年全国新课标卷Ⅱ·理17)

ΔABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC.

(1)求A;

(2)若BC=3,,求ΔABC周长的最大值

研究历年高考真题会发现,高考中曾多次考查有关这类解三角形中涉及取值范围的问题,例如2004年浙江卷理科第17题(文科第18题)“求的最大值”、2007年全国卷Ⅱ理科第17题(文科第18题)“求ΔABC周长的最大值”、2013年新课标卷Ⅱ理科第17题“求ΔABC面积的最大值”、2014年新课标卷Ⅰ理科第16题“求ΔABC面积的最大值”等.

4  教学建议

4.1  数学试题讲评应注重归纳整合

复习课是数学课重要的课型,如何开展复习专题试题讲评是每位教师重点关注的.笔者认为,讲评后应注重试题的归纳整合,把同类型题目整合在一起形成专题,针对学生的易错点、重点难点进行讲评更为合理有效.

4.2  数学试题讲评应注重一题多解、一题多变及多题归一

《高中数学课程标准(2017年版)》提到,高中数学课程面向全体学生,实现:人人都能获得良好的数学教育,不同的人在数学上得到不同的发展[ 1 ].针对典例,教师应深入剖析问题,再从不同角度引导学生获得不同解法,既能拓宽学生的思维,又能巩固应用所学数学知识解决问题,同时让不同层次学生均有不同收获.进一步地,教师可以尝试对典型试题加以变式,使得学生对试题有更深入的认识、理解与掌握,从而获取并积累一定的解题经验.

4.3  数学试题讲评应注重拓展延伸

在一题多解、一题多变的基础上,教师需要通过对试题的深入思考,挖掘出一些隐性知识从而对问题进行拓展延伸,让学生真正感受到触类旁通、多题归一,促进学生试题讲评过程中思想品质得到提升.

4.4  数学试题讲评应发挥学生的主观能动性

对于数学的学习,《高中数学课程标准(2017年版)》提倡獨立思考、自主学习、合作交流等多种学习方式.教师讲评试题时,应积极发挥学生的主观能动性,获知学生的解题思路,暴露学生的思维过程,在此基础上引导学生积极参与,独立思考,交流中获得自然、合理的解题方法,而不是把自己的思路硬抛给学生.课堂教学只有坚持“以人为本,以生为本”,重视教学中学生思维发展的过程,才能较好地发挥数学的育人价值,促进学生的思维理性,提升学生的数学素养.

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020.

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