方汝明
【摘要】 本文從培養(yǎng)學(xué)生的“直覺”洞察力出發(fā),以最值問題為引子,結(jié)合高三學(xué)子知識(shí)儲(chǔ)備特點(diǎn),挖掘背后對(duì)一般函數(shù)問題解題思維以及思考切入角度。由此探究高三復(fù)習(xí)課教學(xué)的可能途徑。
【關(guān)鍵詞】 直覺 洞察力 最值問題
【中圖分類號(hào)】 G632.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711(2018)03-154-01
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高三學(xué)子已系統(tǒng)性接受了大部分知識(shí),腦海里或有一種知識(shí)體系存在,但具備知識(shí)體系,不一定具備解決問題的能力,原因是當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)問題的時(shí)候,無法明確問題的知識(shí)背景,使得無法在自己知識(shí)體系框架里找不到合適的切入點(diǎn)思考問題的解決方式。能夠快速定位思考的切入點(diǎn),來源于對(duì)問題的“直覺”洞察力。
高三復(fù)習(xí)課,是培養(yǎng)學(xué)生“直覺”洞察力的合適時(shí)期。要達(dá)到提高學(xué)生成績(jī)的目的,應(yīng)當(dāng)在培養(yǎng)學(xué)生能力著手,設(shè)計(jì)高三復(fù)習(xí)課教學(xué)方法的原則是:幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行二次構(gòu)建,形成“常識(shí)”的直覺印象。其好處:一是使易忘的知識(shí)變成不易忘的“常識(shí)”,二是使學(xué)生依靠這種常識(shí)賦予的直覺,能快速定位思考的切入點(diǎn),更高效解決問題。這種“直覺”的洞察能力對(duì)于學(xué)生來說,無論是考試、大學(xué)深造學(xué)習(xí),還是進(jìn)行科研創(chuàng)造,都具有實(shí)際意義。
本文將以“最值問題”為例,引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到問題的本質(zhì),探討如何在課堂上實(shí)施使學(xué)生具備對(duì)問題的直覺的教學(xué)方式。
1.最值問題
高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,求最值方面的問題所占的比重較大,在高考也作為重點(diǎn)考察的知識(shí),教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生接觸了大量的最值問題,對(duì)一些容易看出取值范圍的題目可以輕易解決,但對(duì)一些形式較為復(fù)雜,信息隱含較深的最值問題,常常成為學(xué)生最為頭痛的問題。這種情況的原因,主要是學(xué)生挖掘信息的能力和構(gòu)建關(guān)系的能力尚存在不足。
2.應(yīng)用題的最值問題
下面讓學(xué)生看例子:某賓館有50個(gè)房間供游客居住,當(dāng)每個(gè)房間定價(jià)為每天180元時(shí),房間會(huì)全部住滿;房間單價(jià)每增加10元,就會(huì)有一個(gè)房間空閑,如果游客居住房間,賓館每間每天需花費(fèi)20元的各種維護(hù)費(fèi)用。房間定價(jià)多少時(shí),賓館利潤(rùn)最大?
讓學(xué)生主動(dòng)探討問題,教師旁擊側(cè)敲幫助學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的抽象化。首先要使得賓館利潤(rùn)最大,就是求最大值,那就必須構(gòu)造函數(shù),自然而然學(xué)生就會(huì)思考如何求函數(shù)表達(dá)式,就要設(shè)變量了。
學(xué)生:設(shè)每個(gè)房間每天的定價(jià)為x元,那么賓館利潤(rùn)
因?yàn)閒(x)只有一個(gè)極值,所以x=350為最大值點(diǎn)。因此,當(dāng)每個(gè)房間每天定價(jià)350元時(shí),賓館利潤(rùn)最大。
雖然這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,但卻可以探索出求解最值問題的“道”?,F(xiàn)在我們回溯問題的求解過程,首先我們讀完題意之后,還不知道具體怎么求解之前,我們知道一個(gè)關(guān)鍵信息:“房間定價(jià)多少時(shí),賓館利潤(rùn)最大?”。這個(gè)信息也等價(jià)于:“房間定價(jià)是賓館利潤(rùn)的決定因素”,我們將定價(jià)符號(hào)化為x,利潤(rùn)符號(hào)化為y,那么問題就變?yōu)閷ふ襵與y的因果關(guān)系表達(dá)式:y=f(x),接下來就需要進(jìn)一步思考如何構(gòu)建f這個(gè)關(guān)系式,使y和x能直接聯(lián)系起來。常識(shí)告訴我們,利潤(rùn)就是等于單個(gè)利潤(rùn)乘以出售個(gè)數(shù),而單個(gè)利潤(rùn)等于單個(gè)售價(jià)減去單個(gè)成本價(jià),那么f關(guān)系式必然是:y=出售個(gè)數(shù)*(x-單個(gè)成本),接下來,就是根據(jù)題意挖掘信息,把這個(gè)關(guān)系式填補(bǔ)完整。最終根據(jù)題目,我們構(gòu)建了關(guān)系式:
接下來的工作,則是根據(jù)二次函數(shù)和X的實(shí)際取值范圍得出y的取值范圍。
3.函數(shù)關(guān)系式的最值問題
高中數(shù)學(xué)題中,常以函數(shù)表達(dá)式出現(xiàn)的最值問題為主,即直接給出了自因變量的因果關(guān)系,那么求解問題主要在于發(fā)現(xiàn)自因變量的動(dòng)態(tài)機(jī)制,動(dòng)態(tài)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)以發(fā)現(xiàn)變量?jī)?nèi)部關(guān)系為主。下面主要論述兩種發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)機(jī)制的方法。
3.1 通過變換,構(gòu)建關(guān)系
變換過程中要始終抓住變換前后的等價(jià)性,等價(jià)性依靠約束關(guān)系去保證,而約束關(guān)系常常隱含了變量的取值范圍。如下面的習(xí)題:
從宏觀上觀察:函數(shù)式右邊的特征為兩根式之和,問:能否從根式入手呢?
下面開始進(jìn)行等價(jià)變換,原方程成立的約束關(guān)系有兩個(gè):一是y≥0,0≤x≤1、二是等號(hào)成立。
問:你們又獲取了什么信息呢?充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性,讓其自由聯(lián)想,探索解題途徑。
顯然學(xué)生1和學(xué)生2充分利用x的范圍,聯(lián)想到換元法,均值不等式等性質(zhì)去挖掘信息,干凈利落解決該題。鼓勵(lì)學(xué)生們繼續(xù)討論,并啟發(fā)他們以形助數(shù)。
至此,通過老師,同學(xué)們的合作,從不同角度充分利用學(xué)過的知識(shí),發(fā)揮個(gè)性特征,這道普通求最值的題就這樣生動(dòng)地呈現(xiàn)在同學(xué)們面前。
4.小結(jié)
因果關(guān)系和符號(hào)化表達(dá)是對(duì)問題的靜態(tài)抽象表達(dá),問題的解決需要引入動(dòng)態(tài)機(jī)制的思考,也就是尋找因的變化,導(dǎo)致果的如何變化的這一過程。學(xué)生在解決“最值”問題的過程中,充分讓將尋找因果關(guān)系和動(dòng)態(tài)機(jī)制內(nèi)化為一種直覺,在今后遇到問題是屬于“最值問題”,直覺自然告訴學(xué)生,應(yīng)當(dāng)從確定因果關(guān)系和尋找問題的動(dòng)態(tài)機(jī)制去思考。 “最值問題”其實(shí)也是函數(shù)問題,所以由“最值問題”培養(yǎng)的直覺,同樣可以用于其他函數(shù)問題。達(dá)到舉一反三的效果。