李昌成 車燕昭
【摘 要】本文針對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,老師和學(xué)生都不同程度地缺乏解題后的反思,不知道怎樣反思,結(jié)合作者教學(xué)經(jīng)驗從總結(jié)相關(guān)知識、落實通解通法、探索一題多解、嘗試多題一解、注重變式訓(xùn)練、扭轉(zhuǎn)思維定勢等方面舉例展示了如何進行解題后的反思。
【關(guān)鍵詞】解題;反思;效率
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A
【文章編號】2095-3089(2018)15-0065-01
中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)離不開解題,不少學(xué)生在數(shù)學(xué)上花費大量的時間和精力來完成大量的習(xí)題,但是收效甚微.原因是多方面的,其中一個重要原因就是缺乏解后反思.著名數(shù)學(xué)教育家波利亞的《怎樣解題表》的主要內(nèi)容之四是:檢驗與回顧.所謂回顧,就是現(xiàn)在提倡的反思,那么解題后我們該怎樣反思呢?
一、總結(jié)相關(guān)知識
解題后回顧本題相關(guān)的知識,可以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容,提高解題的價值,讓解題成為應(yīng)用知識的主渠道,成為能力提升的好方法。
例1:已知球O外接于正四面體ABCD,小球O'與球O內(nèi)切于點D,與平面ABC相切,球O的表面積為9π,則小球O'的體積為( )
A.〖SX(〗4π〖〗3〖SX)〗 B.4π C.6π D.〖SX(〗32π〖〗3〖SX)〗
解析:設(shè)小球O'的半徑為r,球O的半徑為R,正四面體的高為h,則由題意得,R=〖SX(〗3〖〗4〖SX)〗h,h=2r,即r=〖SX(〗2〖〗3〖SX)〗R,又球O的表面積為9π,即4πR2=9π,則R=〖SX(〗3〖〗2〖SX)〗,所以r=1,則小球O'的體積V=〖SX(〗4〖〗3〖SX)〗πr3=〖SX(〗4π〖〗3〖SX)〗.故選A。
二、落實通解通法
有些題,尤其是填空選擇題,可以通過特值法快速得解,我們解完后應(yīng)該落實其通解通法,以達到鞏固知識,掌握方法,提高能力的目標。
例2:在平面直角坐標系xoy中,已知雙曲線C:〖SX(〗x2〖〗a2〖SX)〗-〖SX(〗y(tǒng)2〖〗b2〖SX)〗=1(a>0,b>0)的一個焦點為(2〖KF(〗2〖KF)〗,0),過雙曲線上的一點M作一條漸近線的平行線交另一條漸近線于點A,若△OMA的面積為1,則其離心率為〖CD#2〗.
解析:本題點M沒有限制,我們?nèi)∑錇樽箜旤c,此時△OMA為等腰三角形,底為a,
高為|-〖SX(〗b〖〗a〖SX)〗·(-〖SX(〗a〖〗2〖SX)〗)|=〖SX(〗b〖〗2〖SX)〗,S△OMA=〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗·a·〖SX(〗b〖〗2〖SX)〗=1,ab=4,又a2+b2=c2=8,解得a=b=2,e=〖KF(〗2〖KF)〗.
本題中sin∠OAM=2·〖SX(〗b〖〗c〖SX)〗·〖SX(〗a〖〗c〖SX)〗=〖SX(〗2ab〖〗c2〖SX)〗的處理方法,溝通了三角與幾何,進而可以與正余弦定理聯(lián)系上.此法處理下面一題堪稱一絕。
三、嘗試多題一解
數(shù)學(xué)題是可以歸類的,有的類型明顯,有些不明顯,通過深入研究到達準確歸類,減少習(xí)題量,減小學(xué)生的負擔(dān),歸類的過程也就是能力提升的過程。
例5:已知正方形ABCD的邊長為2,E在AB邊上運動,則DE〖TX→〗·DC〖TX→〗的最大值為〖CD#2〗.
例6:已知在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,,點P在邊AB上運動,則CP〖TX→〗·CB〖TX→〗+CP〖TX→〗·CA〖TX→〗=〖CD#2〗.
例7:在△ABC中,AD⊥AB,BC〖TX→〗=〖KF(〗3BD〖KF)〗,|AD〖TX→〗|=1,則AC〖TX→〗·AD〖TX→〗=〖CD#2〗.
例8:在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,點P在邊BC,CD上運動,則AC〖TX→〗·AP〖TX→〗的取值范圍是〖CD#2〗.
以上4例,可以利用平面向量基本定理結(jié)合數(shù)量積求解,但是都不算簡潔,它們都可以利用向量的投影快速解決,尤其是例8.請讀者體驗一下。
四、注重變式訓(xùn)練
有研究表明,如果教學(xué)僅僅呈現(xiàn)解決問題的具體情景,學(xué)生并不能夠形成解決問題的模式,不能形成遷移。即使在具體情景中提煉出解決問題的規(guī)則,也不一定能夠形成清晰的模式,也不一定產(chǎn)生向新的問題情景遷移。必須在變式的問題解決過程中,不斷與已經(jīng)提煉過的規(guī)則進行比較,才能夠內(nèi)化產(chǎn)生特定的問題解決模式。
例9:已知P,Q是拋物線y2=2px的兩個動點,OP,OQ(O為坐標原點)是兩條互相垂直的弦,則PQ過定點〖CD#2〗.
解析:設(shè)P(2pt21,2pt1),Q(2p2t1,2pt2),則kPQ=〖SX(〗1〖〗t1+t2〖SX)〗,
所以,OP〖TX→〗·OQ〖TX→〗=4p2(t1t2)2+4p2t1t2=0,t1t2=-1
直線PQ:y-2pt1=〖SX(〗1〖〗t1+t2〖SX)〗(x-2pt21),即(t1+t2)y-x+2p=0(2,0)
所以直線PQ過定點(2p,0).
反之,是否也成立嗎?
變式1:已知P,Q是拋物線y2=2px的兩個動點,直線PQ恒過定點(2p,0),試證明:OP⊥OQ(O為坐標原點).
此命題也可表示為:如果P,Q是拋物線y2=2px的兩個動點,直線PQ恒過定點(2p,0) ,那么以線段PQ為直徑的圓經(jīng)過原點.
事實上,這個逆命題也成立,請讀者證明.值得關(guān)注的是此命題在2005年北京春季高考和2017年全國3卷中有直接考察.后者題為:已知拋物線C:y2=2x,過點的直線l交C于A,B兩點,圓M是以線段AB為直徑的圓.證明:坐標原O點在圓M上.
由互相垂直的弦得到了OP〖TX→〗·OQ〖TX→〗=0,進而得到定點.若OP〖TX→〗·OQ〖TX→〗為其他值呢,是否類似結(jié)論呢?換言之,是否也有定點出現(xiàn)呢?
變式2:已知P,Q是拋物線y2=2px的兩個動點,滿足OP〖TX→〗·OQ〖TX→〗=-p2,證明直線PQ過定點(p,0).反之也成立.(請讀者自己完成)
變式3:已知P,Q是拋物線y2=2px的兩個動點,滿足OP〖TX→〗·OQ〖TX→〗=-〖SX(〗3〖〗4〖SX)〗p2,證明直線PQ過定點(〖SX(〗p〖〗2〖SX)〗,0)或(〖SX(〗3p〖〗2〖SX)〗,0).反之也成立.(請讀者自己完成)
類似問題在2006年上海高考中考察過:在平面直角坐標系xoy中,直線l與拋物線y2=2x相較于A,B兩點.求證:“如果直線l過點T(3,0),那么OA〖TX→〗·OB〖TX→〗=3”是真命題.
五、扭轉(zhuǎn)思維定勢
思維定勢容易使我們產(chǎn)生思想上的防性,養(yǎng)成一種呆板、機械、千篇一律的解題習(xí)慣。當(dāng)新舊問題形似質(zhì)異時,思維的定勢往往會使解題者步入誤區(qū)。大量事例表明,思維定勢確實對問題解決具有較大的負面影響。當(dāng)一個問題的條件發(fā)生質(zhì)的變化時,思維定勢會使解題者墨守成規(guī),難以涌出新思維,作出新決策,造成知識和經(jīng)驗的負遷移。
教學(xué)反思是一種大有裨益的思維活動和再學(xué)習(xí)活動,也是回顧教學(xué)、分析成敗、查找原因、尋求對策、以利后行的過程。解題是數(shù)學(xué)教師和廣大學(xué)生必須面對的日常工作,解后反思是教學(xué)反思的一個重要組成部分。一個優(yōu)秀教師和學(xué)生的成長都離不開教題反思這一重要環(huán)節(jié)。解題反思能激發(fā)學(xué)習(xí)的自覺沖動,不斷的反思會不斷地發(fā)現(xiàn)困惑,從而促使自己努力探索,實踐出真知,提升自身的水平。
作者簡介:李昌成,四川資陽人,漢,1977.09生,數(shù)學(xué)高級教師,烏魯木齊市第八中學(xué)教研室主任,烏魯木齊市學(xué)科帶頭人,新疆冉崇靜數(shù)學(xué)教學(xué)能手工作室成員,研究方向:中學(xué)數(shù)學(xué)教育和教研。