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类比归纳寻本质 通性通法助解题
——以苏科版数学七(上)“数轴上动点问题”为例

2023-05-02封海波

初中生世界 2023年16期
关键词:通性通法列方程

■封海波

教师如何在平时教学中帮助学生开辟思维路径,树立模型意识,掌握解题的通性通法呢?对此,笔者认为,教师关键要精选例题,然后进行适当变式、拓展(一题多变),展示数学问题表象的多样性,凸显问题本质的一致性,让学生领悟数学可以由表及里、由此及彼,发现解题规律,类比归纳通性通法,构建思维路径,从懂得一道题到掌握一类题,这才是基于数学本质问题的解题教学。

下面,笔者以苏科版数学七(上)“数轴上动点问题”为例,谈一谈解决动点问题的相关教学策略。

一、例题呈现

引例甲、乙两船由相距200 千米的两地同时相向驶出,甲船每小时行驶50千米,乙船每小时行驶30 千米,请问经过多长时间两船相遇?

这个问题,学生很容易解出。教师可以引导学生把生活中的问题抽象为数轴上的动点问题,通过把引例数值等比缩小,不断变式例题,在动点的变化中,找到不变的数学通法。

例1如图1,已知数轴上点A表示的数为8,B在A点左侧,且AB=20。动点P从点A出发,沿数轴向左以每秒5 个单位匀速运动,设运动时间为t(t>0)秒。

图1

学生通过阅读例1,初步得到一些基本信息。在接下来的教学中,教师通过4个问题,从易到难,逐步帮助学生归纳解题思路,类比解题方法,以启发学生思维,引领能力的发展,帮助学生找到适合的解题通性通法,为后期学习打下基础。

二、例题延伸

问题1现有一动点Q从点B处向右匀速运动,速度是每秒3 个单位长度,若点P、Q同时出发,P、Q经过多长时间相遇?

生1:我可以直接列出算式20÷(5+3)=2.5(秒)。

生2:我们还可以利用方程解决。设相遇时间为t秒,可列方程5t+3t=20,解得t=2.5。

生3:我们还可以用数轴上的点对应的坐标来表示。其中,P点可表示为8-5t;Q点可表示为-12+3t。在数轴上,两个点相遇,表示两个点在同一位置,那么它们的坐标就相同。因此,我们可列方程为-12+3t=8-5t,解得t=2.5。

[设计意图]教师引导学生从不同的角度,用不同的方法去解决问题,激发学生思维。

问题2与问题1 条件相同,若点P、Q同时出发,问点P运动多少秒时与点Q相距为2?

师:问题2有几种可能?

生5:有两种可能。一种是P、Q还没相遇时,两点相距为2;一种是P、Q两点相遇后,两点相距为2。

师:请你用坐标轴上的点来表示。

生6:P点可表示为8-5t;Q点可表示为-12+3t。当P、Q还没相遇时相距2,可列方程为8-5t-(-12+3t)=2,解得同理,当P、Q相遇后相距2,解得

[设计意图]通过类比,教师引导学生把动点运动后的位置用数轴上的点的坐标表示出来,然后把问题转化为坐标之间的距离来解决,让学生体会坐标化的优势。

问题3动点Q从点B出发,沿数轴向左匀速运动,速度为每秒3个单位长度,若点P、Q同时出发,问点P运动多少秒时追上点Q?

生7:我可以直接列出算式:20÷(5-3)=10(秒)。

生8:可以列方程解决。设相遇时间为t,列方程为5t-3t=20,解得t=10。

生9:在坐标轴中,P点可表示为-12-3t;Q点可表示为8-5t。P追上Q,即两点坐标相同,可列方程为-12-3t=8-5t,解得t=10。

[设计意图]把相遇问题改为追击问题,继续让学生进行类比,体会三种解题方式的优劣性,强化学生的认知。

问题4若AP的中点为点M,PB的中点为点N。点P在运动的过程中,线段MN的长度是否发生变化?并说明理由。

生10:此题依然有两种情况,一种是点P在AB中间,一种是P点在B点的左侧。解题思路如下……

[设计意图]教师借助数轴把实际问题转化为数学模型,利用这种模型思想研究问题,可以使问题化难为易,化繁为简。反过来,当面对实际问题时,我们同样可以通过建立数轴模型来解决。

三、教学反思

动点问题静点化是本节课的主要思路。第一步,熟读题目,画出图形;第二步,表示各点的坐标,厘清动点的速度、时间、路程;第三步,动点在数轴上所表示的数用字母表示;第四步,借助数轴上线段长度、线段中点的代数表示方法,根据题目列出方程,并解方程。这样就归纳出数轴上的动点问题的“通性通法”,从而帮助学生化难为易,化动为静,分类讨论,抓住动点,代数表示,以不变应万变,寻找破题点。

数轴上的动点问题是七年级一个难点,很多学生畏惧。在小学四年级时,学生开始学习相遇问题和追击问题,教师通过引导学生画线段图,利用数形结合思想归纳出相遇问题的数量关系式;到了五年级,学生开始学习方程,教师引导学生利用数形结合,找到等量关系,再利用方程解决常见的相遇问题、追击问题等,学生思维又一次飞跃;进入初中后,教师将小学方程问题中的两个形象人物“小明与小红”抽象为“A点与B点”,再逐步引导学生认识、理解并解决动点问题。可见,数轴是学生进入初中后有力的数形结合工具。

教师平时要多做题,整理和归纳同类型题,通过专题课型或者一题一课的形式,在课堂上循序渐进,引导学生用数学的眼光看待问题,用数学的语言构建模型,力求将解题后的反思归纳形成解题经验,构成一个系统,一套思维路径,以形成解决一类问题的通法。

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