【摘 要】如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)解題,避免“能聽懂,做不對(duì)”的現(xiàn)象?準(zhǔn)確運(yùn)用啟發(fā)性提示語(yǔ),引導(dǎo)學(xué)生獲得思路是數(shù)學(xué)教學(xué)中值得關(guān)注的問題。
【關(guān)鍵詞】啟發(fā)性提示語(yǔ);高中數(shù)學(xué)
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009(2015)22-0037-03
【作者簡(jiǎn)介】董榮森,江蘇省懷仁中學(xué)(江蘇無錫,214196)教師。
啟發(fā)性提示語(yǔ)是對(duì)波利亞提出的“元認(rèn)知提示語(yǔ)”在數(shù)學(xué)教學(xué)上的補(bǔ)充。在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師除了運(yùn)用元認(rèn)知提示語(yǔ)對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)外,還可借助認(rèn)知提示語(yǔ)進(jìn)行啟發(fā)。波利亞在《怎樣解題》中明確指出:第一,必須理解題目;第二,找出已知數(shù)據(jù)與未知量之間的聯(lián)系,如果找不到直接的聯(lián)系,需考慮輔助題目,最終找到解題方案;第三,執(zhí)行方案;第四,檢查已經(jīng)得到的解答。因此,要讓學(xué)生學(xué)會(huì)解題,筆者認(rèn)為,首先要引導(dǎo)學(xué)生知道如何運(yùn)用啟發(fā)性提示語(yǔ)來審題,認(rèn)清題目的條件和要求,深入分析條件中的各個(gè)元素,在復(fù)雜的記憶系統(tǒng)中找出需要的知識(shí)信息,建立題目的條件、結(jié)論與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系,為解題作好知識(shí)上的準(zhǔn)備;其次根據(jù)已知條件和所要解決的問題之間的關(guān)系,運(yùn)用啟發(fā)性元認(rèn)知提示語(yǔ)來尋找解題思路,探索解題的途徑,有目的地進(jìn)行各種組合的試驗(yàn),盡可能將要解決的問題轉(zhuǎn)化為已知類型,選擇最優(yōu)解法、最佳解題方案,經(jīng)檢驗(yàn)后作修正,再確定解題計(jì)劃;再次將計(jì)劃的所有細(xì)節(jié)實(shí)實(shí)在在地付諸實(shí)踐,通過與已知條件所選擇的根據(jù)作對(duì)比后修正計(jì)劃,然后著手?jǐn)⑹鼋獯疬^程的方法,并且書寫解答與結(jié)果;最后回顧反思,在求得最終結(jié)果后,運(yùn)用啟發(fā)性提示語(yǔ)來檢查并分析結(jié)果,探討實(shí)現(xiàn)解題的各種方法,研究特殊情況與局部情況,找出最重要的知識(shí),將新知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)加以整理使之系統(tǒng)化。
由啟發(fā)性提示語(yǔ)轉(zhuǎn)換的問題,不是簡(jiǎn)單的文字瀏覽和在思想上的一掠而過,而是對(duì)每一個(gè)對(duì)象的意義、性質(zhì)、不同對(duì)象的關(guān)系的深入思考與探究,特別是能否轉(zhuǎn)化為其他的意義與關(guān)系。這些思考并不是孤立進(jìn)行的,而是貫穿于上述所有問題之中的。這是用于數(shù)學(xué)解題最基本的思考方法,當(dāng)然不是萬能的方法。
一、“啟發(fā)性提示語(yǔ)”在理解題意中的應(yīng)用
波利亞在《怎樣解題》中表示第一階段的理解問題是解題思維活動(dòng)的開始。如何利用“啟發(fā)性提示語(yǔ)”來理解題意,需明白,深究是對(duì)題意的深究,轉(zhuǎn)換是將形式轉(zhuǎn)換。然后思考如何深究、如何轉(zhuǎn)換。對(duì)“它”進(jìn)行思考,從而真正明確“它”的本質(zhì)意義。
【案例1】已知A,B是橢圓 + =1上兩點(diǎn),F(xiàn)2是左焦點(diǎn),AB中點(diǎn)到準(zhǔn)線距離為 ,若AF2+BF2= ……①,求橢圓的方程。
【分析】
(1)它是什么問題?求什么?
解析幾何問題,求橢圓方程。
(2)有哪些材料?已知①中的兩點(diǎn)在橢圓上,A,B怎么表示?
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)。
橢圓的基本量是什么?
橢圓方程帶參數(shù)a,半長(zhǎng)軸為a,b= a,c= a,e= 。
AF2+BF2表示什么?
A,B到左焦點(diǎn)的距離之和。
線段AB中點(diǎn)怎么表示?還能怎么表示?
設(shè)M(x0,y0);x0= ,y0= ……②
左準(zhǔn)線怎么表示?M到左準(zhǔn)線的距離怎么表示?
左準(zhǔn)線方程:x= = ……③
M到左準(zhǔn)線的距離為x0+ = ……④
(3)有哪些工具?怎么運(yùn)用這些工具?
橢圓的第一定義:AF1+AF2=2a,BF1+BF2=2a……⑤
橢圓的第二定義:
=e= 化簡(jiǎn)得AF1= x1+a……⑥
=e= 化簡(jiǎn)得BF1= x2+a……⑦
(4)這些工具之間有什么關(guān)系?如何利用?
中點(diǎn)M的橫坐標(biāo)x0有②④兩種表示,因此可以聯(lián)列得x1+x2=3- ……⑧
由①⑤得AF1+BF1= ……⑨;
由⑥⑦得AF1+BF1= (x1+x2)+2a……⑩;
再由⑧⑨⑩可得 = (3- )+2a,解得a=1?!鄼E圓方程為x2+ =1。
【反思】利用啟發(fā)性提示語(yǔ)仔細(xì)地對(duì)問題中涉及的所有對(duì)象逐個(gè)理解、表示、整理、尋找聯(lián)系,包括過程中出現(xiàn)的新對(duì)象,要在理解題意的同時(shí),基本得到問題解法。當(dāng)然對(duì)提示語(yǔ)的掌握也有一個(gè)從不會(huì)到會(huì)、從不熟悉到熟悉的過程,只要堅(jiān)持不斷領(lǐng)悟,就能產(chǎn)生顯著的效果。
二、“啟發(fā)性提示語(yǔ)”在擬訂和實(shí)施計(jì)劃中的應(yīng)用
波利亞在《怎樣解題》的第二階段中的轉(zhuǎn)換問題是解題思維活動(dòng)的核心,是探索解題方向和途徑的積極嘗試,是思維策略的選擇和調(diào)整過程;第三階段的計(jì)劃實(shí)施是解決問題過程的實(shí)現(xiàn),它包含著一系列基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的靈活運(yùn)用和思維過程的具體表達(dá),是解題思維活動(dòng)的重要組成部分。筆者認(rèn)為在理解題意的過程中一定要弄清楚其中元素的關(guān)系。深入地分析并思考題目敘述中的每一個(gè)符號(hào)、術(shù)語(yǔ)的含義,從中找出習(xí)題的重要元素,在圖中標(biāo)出(用直觀符號(hào))已知元素和未知元素,并試著改變一下題目中(或圖中)各元素的位置或表達(dá)形式,看看能否有重要發(fā)現(xiàn)。盡可能從整體上理解題目的條件,找出它的特點(diǎn),聯(lián)想以前是否遇到過類似題目。仔細(xì)考慮題意是否有其他不同理解,認(rèn)真研究題目提出的目標(biāo)。通過目標(biāo)找出哪些法則同題目或其他元素有聯(lián)系。如果在解題中發(fā)現(xiàn)有你熟悉的一般數(shù)學(xué)方法,就盡可能用這種方法的語(yǔ)言表示題目的元素,便于解題思路的展開。
【案例2】(2011年江蘇高考題)已知1=a1≤a2≤a3≤a4≤a5≤a6≤a7,a1,a3,a5,a7成等比數(shù)列,公比為q,a2,a4,a6成等差數(shù)列,公差為1,則q的最小值為 ?
【分析】
(1)這是一個(gè)什么范疇的問題?求什么?
是一個(gè)數(shù)列問題,奇數(shù)項(xiàng)成等比數(shù)列,偶數(shù)項(xiàng)成等差數(shù)列,求公比q的最小值。
(2)有哪些材料?表示什么?
1=a1≤a2≤a3≤a4≤a5≤a6≤a7,a1=1各項(xiàng)依次遞增不減。
(3)有哪些工具?a1,a3,a5,a7成等比數(shù)列,公比為q,它還能怎么表示?
a3=a1;q=q,a5=q2,a7=q3;a2,a4,a6成等差數(shù)列,公差為1,它還能怎么表示?
a2,a4=a2+1,a6=a2+2;1=a1≤a2≤a3≤a4≤a5≤a6≤a7還能怎么表示?具體化1≤a2≤q≤a2+1≤q2≤a2+2≤q3……①還缺什么?缺少a2,q。
a2有什么性質(zhì)?1=a1≤a2,q有什么性質(zhì)?怎么表示?由①1≤a2≤q,要使得q最小,則1=a2=q,將其代入①得q3≥3 q≥ ,所以公比的最小值為 。
三、“啟發(fā)性提示語(yǔ)”在解題反思中的應(yīng)用
波利亞的《怎樣解題》中第四階段的反思問題往往容易為人們所忽視,它是發(fā)展數(shù)學(xué)思維的一個(gè)重要方面,是一個(gè)思維活動(dòng)過程的結(jié)束,同時(shí)包含另一個(gè)新的思維活動(dòng)過程的開始。
【案例3】已知函數(shù)f(x)= + (a>0)是偶函數(shù),求a的值。
【分析】
(1)已知什么材料?已知條件偶函數(shù),理解題意“它”是什么?怎么表示?
(2)問題是什么?求a的值。a是什么?a是參數(shù)。f(x)是什么?與自然函數(shù)、分式有關(guān)的比較復(fù)雜的函數(shù)。
偶函數(shù)是什么?定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱且f(-x)=f(x)。
本題中, f(-x)和f(x)分別是什么?怎么表示?
f(-x)= + ,
由f(-x)=f(x) ?+ = + ?(a- )(e - )=0,
從而得出a- =0,又a>0,所以a=1。
【反思】(1)你能否檢驗(yàn)這個(gè)論證(結(jié)果)?
可以檢驗(yàn),當(dāng)a=1時(shí),f(x)=e + 滿足f(-x)=f(x),此時(shí)f(x)為偶函數(shù)。
(2)你能否用別的方法導(dǎo)出這個(gè)結(jié)果?
特殊化法,由f(x)為偶函數(shù)得f(-1)=f(1) ?+ = + ?a=1。
(3)你能不能把這個(gè)結(jié)果或方法用于其他的問題?
對(duì)于解決求含參數(shù)的問題,方法不外乎兩種:一是定義法,運(yùn)用偶函數(shù)或奇函數(shù)的定義得到一個(gè)恒成立的等式來求解;二是特殊值法。
總之,教師借助啟發(fā)性提示語(yǔ)給學(xué)生必要的提示或暗示,讓學(xué)生通過自己的思維活動(dòng)獲得提示或暗示,從而使數(shù)學(xué)思維得以發(fā)生、發(fā)展,數(shù)學(xué)知識(shí)和能力得以生長(zhǎng)。教師運(yùn)用啟發(fā)性提示語(yǔ)的最終目的在于使學(xué)生在啟發(fā)性提示語(yǔ)的引導(dǎo)下,逐步學(xué)會(huì)理解題意、學(xué)會(huì)解題,以便當(dāng)教師淡出時(shí),學(xué)生能夠自我啟發(fā)和自我提問,不斷開發(fā)學(xué)習(xí)的潛能。