高中数学习题教学应“三”思

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  高中数学课程标准指出,高中数学教学应该返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质.要想真正让高中数学习题教学做到“返璞归真”,笔者认为,必须抛弃题海战术的那一套,除了要紧紧围绕知识点创设数学问题,更应该引导学生进行反思.
  下面结合自己的教学实践谈点体会.
  一、习题推动学生对问题的第一次反思
  例如,在讲“函数的单调性”时,学生对图象或文字表述通常都较为熟悉,不过真正运用到问题情境中,往往就有点疙里疙瘩.为了消除这一问题,教师可以由浅入深地设置问题串,引导学生进行反思.
  1.画出下列函数图象,并写出单调区间.
  (1)y=-x2 2;
  (2)y=1x;
  (3)f(x)=x2 1,x≤0,-2x 2,x>0.
  2.判断函数f(x)=x2-2ax 3在区间(-2,2)内的单调性.
  变式1:判断函数f(x)=ax 1x 2(a≠12)在区间(-2, ∞)上的单调性.
  变式2:判断并证明函数f(x)=x 1x,x∈(0, ∞)的单调性.
  3.已知f(x)是定义在(0, ∞)上的增函数,而且满足f(xy)=f(x)-f(y).
  (1)求f(1);
  (2)若f(3)=1,则不等式f(x 5)<2.
  点评:3道题紧紧围绕函数单调性.从学生的解题实践来看,学生透过题1能够很快提取出数学知识,问题的解决很轻松,大多数学生能够直接画出图象,得到函数的单调区间.题2对学生提出了较高的反思要求,透过题目,学生首先需要通过提取脑海中单调性定义的数学表示:如果函数的定义域为A,IA,设x1,x2∈I,x1f(x2),则f(x)是在I上的单调减函数.其次要求学生反思课堂上对定义的理解,不能教条式的理解,而是通过反思正确利用单调性定义进行证明,提取头脑中清晰的证明步骤,学生在思考题2的变式1时,透过问题情境反思原有认知,对a的讨论由思维上的混乱逐步走向清晰,加深对作差、变形、定号的目的的认识,学生一旦反思到可以根据自变量的大小来判断函数的大小,在分析变式2时,便很自然地能够将问题中的区间划分为(0,1),(1, ∞).解题的思路也就自然打开了.学生通过对题3的第(2)问的分析,对单调性会有进一步的理解,能够将认知深入到数学概念的本质,即“函数一一对应的关系”.透过上述这几个题目问题情境的反思,学生不仅仅打开了解决问题的大门,对单调性的理解,甚至对函数概念的理解,很自然地上升了一个层次.
  二、收集学生的实际解答,为二次反思提供依据
  学生解题的过程是独立思考的过程,教师不应该过多地参与到学生的思维过程,但是必须关注学生的解题实际.在课堂上,学生解题时,教师应该通过课堂巡视的手段去收集学生的解法和出现的问题,学生的课后作业,教师也要仔细分析出现的问题在哪里.只有了解学生的解题实际,教师的习题讲评课才有鲜活的素材,才能引导学生从问题出发去反思问题.
  图1
  例如,如图1,圆x2 y2=12与抛物线x2=4y有两个交点A和B,图中F为抛物线的焦点,直线l为过点F斜率为1的直线,分别于圆和抛物线相交于不同的四个点,从左向右依次为P1、P2、P3、P4,试求出|P1P2| |P3P4|为多大.
  笔者透过学生的作业收集了如下4种实际情况:
  (1)交了空白作业.
  (2)计算出了P1、P2、P3、P4四个点的坐标,下面没了.
  (3)写出了|P1P2|=1 k2|x1-x2|;|P3P4|=1 k2|x3-x4|;得到了|P1P2|=2|x1-x2|;|P3P4|=2|x3-x4|,接下来没了.
  (4)能够进一步完成解题的,将待求的|P1P2| |P3P4|表示出来,并去绝对值符号,|P1P2| |P3P4|=1 k2|x1-x2| 1 k2|x3-x4|=2[(x2 x4)-(x1 x3)],转化为韦达定理进行求解.
  点评:从学生的解题实际可以看出,学生对数学知识的理解达到了什么层次,在发现学生个性的问题的同时,发现了具有共性的问题,为接下来是个别辅导还是集体讲评提供了依据.
  三、回顾解题过程,第三次反思中实现认识的深化
  在教学中,学生做出正确结果后其对该问题的思考也就终止了.在学生做出正确答案的表面下,还存在着很多隐性问题,反思问题情境中涉及哪些数学知识是为了更好地理解题意,是解题的前提,学生对自己具体的解题过程的反思更是解题能力飞跃的主渠道.教师应该引导学生反思自己的解题过程,回顾自己在解题过程中用到了哪些数学概念、知识与数学方法,是如何运用的,运用数学知识的过程中遇到了哪些障碍,反思自己的思维是否有序,解题是否规范,在解题过程中获得了哪些原来印象不深的且具有规律性的知识,问题有没有其他途径可以解决.
  例如,已知二次函数y=f(x),满足f(2 x)=f(2-x),且y=f(x)的图象被x轴截得长为6的线段,f(0)=-5.根据已知条件,试求出该二次函数的解析式.
  解法1:设f(x)=ax2 bx-5,由f(2 x)=f(2-x)得
  a(x 2)2 b(x 2)-5=a(2-x)2 b(2-x)-5.
  化简得(4a b)x=0.
  ∴4a b=0.
  再设ax2 bx-5=0,得x1 x2=-ba=4,x1·x2=ca.
  由|x1-x2|=6,得a=1,b=-4.
  所以f(x)=x2-4x-5.
  点评:解法1是大多数学生审题后提取相关数学知识比较容易上手的解法,而且答案是正确的.笔者在教学中要求学生自主回顾自己的解题过程,想一想自己在解题过程中哪些环节容易出错,有很多学生都反映在化简f(2 x)=f(2-x)和处理|x1-x2|=6时容易出错,而且都表示解答问题时计算量比较大,加上需要一定的技巧,所以不小心就会出错.学生在回顾自己的解题思路时,自然地对问题情境进行反思,由于解法1运算量大,有部分学生想着会不会有其他更巧妙的解法,第二种解法就在反思过程中产生了.
  解法2:由f(2 x)=f(2-x),得二次函数y=f(x)的对称轴为x=2.又因为函数图象被x轴截得长为6的线段,所以得f(x)的图象与x轴相交于(-1,0)、(5,0)两点.
  设f(x)=a(x 1)(x-5).
  由f(0)=-4,得a=1.
  进而得f(x)=x2-4x-5.
  点评:再次引导学生将解法1与解法2进行对比分析,学生能够清晰地看到后者解题过程更为便捷,不过也有较高的要求,必须对题意有深刻理解.除了要关注题目中f(2 x)=f(2-x)及图象被x轴截得长为6的线段这两个信息,还需要对这两个信息进一步分析,找到两者间的联结,学生的思维缜密性达到了一个新的台阶.如果学生用解法1得到正确答案后,再通过自主反思,仍是从原有认知中调动概念去解决同一个问题,这种新方法的发现印象更为深刻,对比前后两次解题的过程,学生获得了丰实的元认知体验和成功的满足感.
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