基于波利亚的《怎样解题》浅析中学数学解题教学

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  摘要:波利亚说过:“掌握数学意味着善于解题。”任何数学教师离不开解题教学,解题教学是中学数学教学的重要组成部分。其实,很多数学教师在解题教学没有一个有结构的程序方法,在帮助学生解出题后,没有帮助学生进一步的反思,为什么这样解题?为了解题而解题,学生的解题能力不仅没能提高,并且等到下次学生再碰到类似的问题,学生还是在不会这个问题,陷入就提论题、重复做题的消极循环中去,看不到问题背后的本质。
  关键词:数学;解题教学;方法;问题
  针对众多的解题教学方法,教师怎样选择解题教学方法来讲课?波利亚的《怎样解题》中有一张解题表,笔者认为有利于中学数学教师的解题教学,该表有四个步骤,具体如下:
  下面以例題出发用波利亚的方法来探索中学数学的解题教学。
  例题1.已知椭圆 的焦点为 ,离心率为 ,点 为其上一动点,且三角形的面积最大值为 , 为坐标原点
  (1)求椭圆 的方程;
  若点 为 上的两个动点,求常数 ,使 时,点 到直线 的距离为定值,求这个定值。
  分析(1):首先,弄清楚问题是什么?问题是求椭圆 的方程,也就是求出 的值。其次,找条件,条件中的信息如何理解?题中有两个未隐含条件:其一,给出离心率的比值,得出 的比值;其二, 的最大值 ,当点 在与 轴上时,面积最大,得出 。条件二给的不直接,需要教师教学的时候引导学生们思考条件二的实质是什么?与 有什么关系?他利用了三角形的哪些理论?还有一个隐含条件,有椭圆的定义可以知道 。只要明白了这三个条件的真实意义,就能求出 的值。最后,检验结果是否正确。
  分析(2):首先,弄清楚问题是什么?求点 到直线 的距离。其次,找条件,条件中的信息如何理解?题中只有一个条件: ,椭圆与向量结合,并且以向量积的形式出现,一般向量积有两种方法:一种是利用平面向量的数量积 ,即两个向量的模的积与其夹角的余弦值的积;另一种是平面向量的空间坐标运算,首先设 ,则 ,那么选择第二种方法更利于本题的解答。因为第一种方法三个未知量都无法得知,并且与本题相关性低,而第二种方法设坐标,不仅能求出 的直线方程,更利于用距离公式。
  但是问题到这里还没有解决,前面有四个未知数,那么直线 的方程应该如何若直线 斜率不存在, ,则 ,很容易求出直线方程,最后直接求出距离。
  若直线 斜率存在,我们在引直线 方程为 。
  下一步我们来看点 、直线 、椭圆 之间究竟有什么样关系?由题知,直线 与椭圆 相交于点 。那么我们可以设
  一个方程组 ,消去 ,得
  ( )由于 ,得到 ,则 这样一来得出了前面的未知数有关,我们就可以直接得到
  ,整理
  又因 为常数,因此 , ,因此得出结果。最后,检验结果是否正确。一般圆锥曲线的题目,我们无法直接利用,需要设一些未知数,如何设置这些未知数?学生难度在这里,通常教师在课堂上解圆锥曲线的题都会直接用设而不求法,但是作为教师,都需要反思,为什么这样做?如何让学生明白这样做的好处?能不能用别的方法?如何让解题教学的效率提高?教师需要在解题教学中多探讨其价值,提高教学质量。
  参考文献:
  [1]波利亚.怎样解题[M].上海:上海科技教育出版社,2007.
  作者简介:苗兴巧,女,河南新乡人,河南师范大学数学与信息科学学院2017级学科教学(数学)专业教育硕士。
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