王德志
最近,隨著教育改革的不斷深入和新課標(biāo)的出臺(tái),將會(huì)為高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)帶來巨大的挑戰(zhàn).所以需要有關(guān)的高中數(shù)學(xué)教師一定要從學(xué)生的具體情況出發(fā),并與高中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中所要求的內(nèi)容相結(jié)合,切實(shí)地對高中數(shù)學(xué)解題的新思維與新模式進(jìn)行研究分析,并把構(gòu)造法合理地引入到課堂教學(xué)中,從而使高中學(xué)生的數(shù)學(xué)水平有效的得到提高.
高中數(shù)學(xué)雖然是一門基礎(chǔ)的學(xué)科,但其是所有學(xué)生的必修課程,而高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的好壞將會(huì)直接影響著以后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí).其中解題教學(xué)是組成高中數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵部分,其對于引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)學(xué)知識(shí)來對實(shí)際問題進(jìn)行解決具備著至關(guān)重要的作用.在高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)中,合理地應(yīng)用構(gòu)造法不僅可以有效地對學(xué)生創(chuàng)造性思想進(jìn)行培養(yǎng),還可以使學(xué)生敏捷性思維得到更好的發(fā)展.構(gòu)造法是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的新型教學(xué)方式,其主要是把高中數(shù)學(xué)中比較抽象的問題實(shí)質(zhì)化,并把普遍性與現(xiàn)實(shí)性的問題更加的特殊化,并基于實(shí)際的教育問題,而提出有效的解決措施,從而對學(xué)生探究熱情進(jìn)行有效的激發(fā).本文主要闡述了高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)現(xiàn)狀,并基于此提出了具體的解決對策.
一、高中數(shù)學(xué)解題中應(yīng)用構(gòu)造法需遵循的原則
首先,應(yīng)利用構(gòu)造數(shù)學(xué)模式,直觀地對所需解決問題的形象與本質(zhì)進(jìn)行體現(xiàn),以此使學(xué)生思維過程得到有效的縮短,并逐步地引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建識(shí)別模式的具體手段,從而使教學(xué)效率得到有效的提高.
其次,通過教師的有效引導(dǎo),讓學(xué)生可以順利地對問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理,而創(chuàng)設(shè)的問題應(yīng)完全與學(xué)生認(rèn)知水平相符,從而使學(xué)生解題的能力得到提升.
最后,合理地對化歸于直覺等方式進(jìn)行應(yīng)用,并發(fā)現(xiàn)具有相似結(jié)構(gòu)的問題原型,有效地對現(xiàn)存問題實(shí)施判斷,并通過綜合分析來對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),最終使其可以順利地解決問題.
二、構(gòu)造法在數(shù)學(xué)解題教學(xué)中的具體應(yīng)用
(一)構(gòu)造代數(shù)式法
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,解題教學(xué)是一種必不可少的教學(xué)模式,其在一定程度上影響著高中學(xué)生的數(shù)學(xué)成績,所以解題思想被稱之為高中數(shù)學(xué)思維的主線.而解決數(shù)學(xué)問題的過程,則是使創(chuàng)造性思維進(jìn)行活動(dòng)的過程,其具備的最明顯的特征則是思維的流暢性與變通性.但是,不管數(shù)學(xué)題目為幾何形式,還是代數(shù)形式,其都具備著相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式函數(shù)解題思想.根據(jù)初等函數(shù)所具有的性質(zhì),來解方程以及解不等式,從而對參數(shù)取值范圍進(jìn)行討論,或者是研究問題中,把所需要研究的問題有效地轉(zhuǎn)變成為具有相關(guān)性質(zhì)的一些函數(shù)關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)化難為易以及化繁為簡等目的.
例如,代數(shù)形式中的顯性形式較為明顯,在大多數(shù)情況下,其可以直接地對方程以及函數(shù)等形式進(jìn)行構(gòu)造.已知X,Y都為實(shí)數(shù),而2-Y-3Y≤2X-3-X,試求X與Y之間的關(guān)系.因?yàn)楹茈y直觀地對其進(jìn)行判斷,則需要把函數(shù)值形式有效地轉(zhuǎn)換成自變量形式,
可把函數(shù)解析式設(shè)成f(X)=2X-3-X.由于f(X)在實(shí)數(shù)集中是增函數(shù),所以可知f(X)≥f(-Y)*X且f(X)≥-Y,所以X與Y之間的關(guān)系是兩者之和為零.
(二)構(gòu)造圖形法
在高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)中,其解題的關(guān)鍵工具為數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)解題思想.如果遇到較為抽象的代數(shù)問題,則可以結(jié)合構(gòu)造圖形的方法,把復(fù)雜代數(shù)形式有效地轉(zhuǎn)變成比較直觀的幾何形式,以此使解題程序更加的簡化.
例如,已知全集U中含有數(shù)字1到5,而子集S與T都是全集U的真子集,如果子集S交子集T是2,而子集S在全集U中的補(bǔ)集再交子集T是4,其子集S在全集U中的補(bǔ)集再
交子集T在全集U中的補(bǔ)集是1和5,試求數(shù)字3與以上子集的關(guān)系.此問題看似復(fù)雜難解,嚴(yán)重地影響學(xué)生解題思維,但是如果結(jié)合圖形的話,那么答案清晰可見,數(shù)字3屬于子集S,且3屬于子集T在全集U中的補(bǔ)集.如圖.
(三)構(gòu)造方程法
在數(shù)學(xué)解題中,應(yīng)用構(gòu)造方程法,可以有效地對學(xué)生觀察能力進(jìn)行培養(yǎng).由于方程是學(xué)生解題過程中所經(jīng)常使用的一種數(shù)學(xué)模式,還是學(xué)生如何通過已掌握數(shù)學(xué)知識(shí)對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解決的真正實(shí)踐,其有利于對學(xué)生直觀思維能力進(jìn)行有效的培養(yǎng).眾所周知,方程和函數(shù)之間具備著必然的聯(lián)系,其是兩種不同的數(shù)學(xué)解題形式.依據(jù)題中的已知條件,并仔細(xì)地進(jìn)行分析,從而構(gòu)造出方式組,通過列方程,而使抽象的問題更加的具體形象.
例如,方程f(X)=0和函數(shù)Y=f(X),函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)則為方程的解.在解答數(shù)學(xué)題的過程中,如果想要對函數(shù)變化過程中的一些量進(jìn)行確定,可把其轉(zhuǎn)換成能夠求出這些量的方程,再應(yīng)用函數(shù)圖形構(gòu)造法來把需要解決的一些函數(shù)問題具體形象的顯示出來,最后再通過解方程來獲得答案,從而使學(xué)生解題能力得到有效的提升,并使解題效率得到有效的提升.
(四)構(gòu)造向量解題
對于一些不等式而言,具有x1x2+y1y2樣式結(jié)構(gòu),此時(shí)我們會(huì)想起向量數(shù)量積的坐標(biāo),可將原不等式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?,?gòu)造一個(gè)x1x2+y1y2結(jié)構(gòu),利用數(shù)量積的性質(zhì)證明不等式.
設(shè)x、y滿足條件:x-y+2≥0,
x-5y+10≤0,
x+y-8≤0,求函數(shù)z=3x-4y的最大值、最小值.
對于z=3x-4y結(jié)構(gòu)而言,我們可以對其進(jìn)行變形為x1x2+y1y2.構(gòu)造向量a=(3,-4),b=(x,y);需
要求出a·b的最大值和最小值.根據(jù)線性約束條件在坐標(biāo)平面內(nèi)作可行域,如右圖所示.
根據(jù)右圖構(gòu)造平面向量,
OP
=(3,-4);OM=(x,y),其中|OP|=5為定值.滿足M(x,y)在可行域△ABC中,使向量OM在向量OP方向上的投影|OM|cos〈OP,OM〉取得最值的點(diǎn)易知在A和B,注意M在A點(diǎn)時(shí)向量OM在向量OP方向上的投影為負(fù)值,M在B點(diǎn)時(shí),向量OM在向量OP方向上的投影為正值.當(dāng)M與頂點(diǎn)B、A重合時(shí),求得A(3,5),B(5,3),此
時(shí)zmax=3,zmin=-11.
總結(jié):一般情況,線性規(guī)劃問題通常采用圖解方法來求解,本例中因函數(shù)z=3x-4y結(jié)構(gòu)可變形為x1x2+y1y2,所以可以聯(lián)想到平面向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示,因此利用數(shù)量積幾何意義求最大、最小值,比較方便.
總之,隨著教育體制的深化改革,高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中必不可少的關(guān)鍵部分,則會(huì)面臨著更多的挑戰(zhàn).所以就需要教師一定按照學(xué)生的具體情況,合理地把構(gòu)造法應(yīng)用在高中數(shù)學(xué)解題的課堂教學(xué)中,其不僅可以使數(shù)學(xué)問題更加的簡單化、實(shí)質(zhì)化與直觀化,還可以對學(xué)生思維能力與觀察能力進(jìn)行有效的培養(yǎng),從而使學(xué)生解題能力得到有效的提升.