[摘? 要] 在新課改的背景下,高中數(shù)學(xué)教學(xué)越來(lái)越關(guān)注學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本思想方法的理解與應(yīng)用,這就要求在解題教學(xué)中應(yīng)重視通法的強(qiáng)化訓(xùn)練,以此培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣. 當(dāng)然,巧解也有其無(wú)法替代的價(jià)值,在教學(xué)中應(yīng)協(xié)調(diào)好兩者的關(guān)系,使其相互促進(jìn),助力解題能力全面提升.
[關(guān)鍵詞] 通法;巧解;解題能力
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,部分學(xué)生片面地認(rèn)為“巧解”是提高解題效率的唯一有效途徑,為此在日常學(xué)習(xí)中常常沉迷于解題技巧,忽視了對(duì)通法的探究,最終影響了解題效果. 要知道,通法更具普適性,更能凸顯問(wèn)題的本質(zhì)特征,因此在解題教學(xué)中應(yīng)重視通法,淡化特殊技巧,從而達(dá)到“會(huì)一題、通一類(lèi)”的效果. 不過(guò),通法與巧解相比,其解題步驟和運(yùn)算過(guò)程可能更為煩瑣,操作也比較機(jī)械,因此教學(xué)時(shí)要處理好通法與巧解的關(guān)系,以便學(xué)生能找到最優(yōu)解決方案,以此提高解題效率.
筆者結(jié)合具體案例談幾點(diǎn)對(duì)通法和巧解的認(rèn)識(shí),以期在日常教學(xué)中師生能夠處理好兩者的關(guān)系,相互促進(jìn),協(xié)同發(fā)展.
認(rèn)識(shí)巧解與通法的差異
1. 巧解靈活但存在局限
巧解因其有助于簡(jiǎn)化解題過(guò)程,提高解題效率而受到了廣大師生的愛(ài)戴,不過(guò)并不是所有的問(wèn)題都能巧解,其具有一定的局限性,若在學(xué)習(xí)過(guò)程中過(guò)度地追求巧解,容易陷入誤區(qū),最終影響解題效果.
例1 設(shè)f(x)=x(ex+ae-x)(x∈R)是偶函數(shù),則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______.
對(duì)于例1,其大致有兩種普遍的解題方法:解法1為定義法,即利用偶函數(shù)的定義f(-x)=f(x),通過(guò)等式變形求實(shí)數(shù)a的值;解法2為特值法,如利用f(-1)=f(1)直接通過(guò)解方程求實(shí)數(shù)a的值. 相信解題時(shí)大多數(shù)學(xué)生會(huì)選擇解法2,教師也提倡學(xué)生應(yīng)用解法2解題,甚至有的教師講授例1時(shí)僅僅給出特值法,從而讓學(xué)生認(rèn)為特值法是解決此類(lèi)問(wèn)題唯一的有效途徑. 對(duì)于本題利用特值法真的高效嗎?要知道,f(-1)=f(1)并不能確保函數(shù)f(x)一定是偶函數(shù),那么學(xué)生解得a值后需要代入驗(yàn)證,看看其是否滿(mǎn)足f(-x)=f(x),這樣加入驗(yàn)證的過(guò)程與解法1的運(yùn)算過(guò)程幾乎是相同的,可見(jiàn),巧解并沒(méi)有真正地簡(jiǎn)化解題過(guò)程. 另外,應(yīng)用特值法時(shí),部分學(xué)生常常忽視代入驗(yàn)證的過(guò)程,盲目地認(rèn)為f(-1)=f(1)是判斷函數(shù)f(x)為偶函數(shù)的充要條件,這樣就增加了錯(cuò)解的風(fēng)險(xiǎn). 可見(jiàn),巧解并不一定是最優(yōu)解題方案.
例2 已知等差數(shù)列{a}中,a+a=16,a=1,求a的值.
本題的解法比較靈活,但是大多數(shù)學(xué)生都由a+a=16先算出a=8,然后根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì),得到a,a,a為等差數(shù)列,這樣直接求出a的值是15. 根據(jù)“a,a,a為等差數(shù)列”這一條件求解,屬于巧解. 那么如果改變題目中的任意下標(biāo),此題是否還可以應(yīng)用以上方法求解呢?答案是否定的. 巧解具有一定的局限性,在教學(xué)中僅強(qiáng)調(diào)巧解是不夠的,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生找到解決問(wèn)題的一般方法,這樣學(xué)生才能擁有以不變應(yīng)萬(wàn)變的能力.
2. 通法機(jī)械但應(yīng)用廣泛
縱觀(guān)歷屆高考題目,其所考查的都是通法,因此教學(xué)中應(yīng)淡化解題技巧,強(qiáng)化通法. 通法是一種易學(xué)的,且具有普適性的方法,雖然解題步驟和運(yùn)算過(guò)程會(huì)有一些煩瑣,但是在通法的指導(dǎo)下學(xué)生可以快速地形成解法思路,以此提高解題效率.
對(duì)于例2,其實(shí)解決等差(或等比)數(shù)列問(wèn)題時(shí),已知兩個(gè)條件,那么就可以設(shè)公差(或公比),根據(jù)已知中的兩個(gè)條件列出方程組,求出首項(xiàng)、公差(或公比). 如求解例2可以設(shè)等差數(shù)列{a}的首項(xiàng)為a,公差為d,所以a+a=a+6d+a+8d=2a+14d=16①,a=a+3d=1②,將①②聯(lián)立成方程組即可求得首項(xiàng)a=-,公差d=. 這樣無(wú)論下標(biāo)如何變化,通法都適用,因?yàn)橥ǚǜ咂者m性,思維也更加嚴(yán)謹(jǐn).
例3 如圖1所示,△ABC是邊長(zhǎng)為1的正三角形卡紙,DE∥BC,現(xiàn)沿DE將卡紙剪成兩塊,記S=,則S的最小值是________.
解:設(shè)DE的長(zhǎng)為x,則梯形的周長(zhǎng)=x+1+2(1-x)=3-x,梯形的面積=(x+1)·
(1-x)=(1-x2),則S=·(0 0, 時(shí),S′(x)<0,S(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈ ,1 時(shí),S′(x)>0,S(x)單調(diào)遞增. 故當(dāng)x=時(shí),S的最小值是. 從以上解題過(guò)程可以看出,本題求解的關(guān)鍵在于對(duì)·的處理,這個(gè)就可以用通法來(lái)解決,即利用求導(dǎo)的思路求函數(shù)的最值. 通法能為解題提供重要的思維導(dǎo)向,有助于提高解題效率. 例4 設(shè)各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{a}的前n項(xiàng)和為S,已知2a=a+a,數(shù)列{}是公差為d的等差數(shù)列. 求數(shù)列{a}的通項(xiàng)公式(用n,d表示). 解:由題設(shè)知=+(n-1)d=+(n-1)d,當(dāng)n≥2時(shí),a=S-S=(-)(+)=2d-3d2+2d2n. 由2a=a+a,得2(2d+d2)=a+2d+3d2,解得=d. 故當(dāng)n≥2時(shí),a=2nd2-d2. 又a=d2,所以數(shù)列{a}的通項(xiàng)公式為a=(2n-1)d2. 對(duì)于例4,解題的關(guān)鍵就是數(shù)列的和與項(xiàng)的轉(zhuǎn)化,即a=S-S,這步轉(zhuǎn)化即為通法,是解決所有S與a關(guān)系的通法. 利用通法解決問(wèn)題可使思維更加有序,讓學(xué)生快速找到解題的突破口,高效解決問(wèn)題. 其實(shí),無(wú)論是平時(shí)的練習(xí)題還是高考題,它們都有通法的影子,因此在日常教學(xué)中切勿盲目地追求解題技巧,應(yīng)從這些通法上下功夫,以此提高學(xué)生的基本能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng). 處理好巧解和通法 在日常教學(xué)中,部分教師為了提高教學(xué)效率,展示自己的才能,常常會(huì)刻意提出一些巧解,讓學(xué)生感嘆巧解之妙,羨慕教師之能. 這樣久而久之學(xué)生會(huì)對(duì)通法的機(jī)械、煩瑣產(chǎn)生厭煩情緒,這樣容易出現(xiàn)“重巧解,輕通法”的現(xiàn)象. 但并不是所有的題目都是有巧解的,一旦學(xué)生想不到巧解,就會(huì)感覺(jué)無(wú)所適從,很難順利解決問(wèn)題,因此在日常教學(xué)中應(yīng)重視通法的訓(xùn)練. 那么強(qiáng)調(diào)通法是不是就要完全摒棄巧解呢?答案自然是否定的. 巧解在提高解題技能、提升思維品質(zhì)、優(yōu)化解題思路、簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程等方面有著突出的作用,在學(xué)生理解和掌握通法的前提下,也應(yīng)滲透一些巧解. 其實(shí)巧解有時(shí)候本身就是一種通法,而通法中也會(huì)有巧解的過(guò)程,所以不能將兩者完全割裂開(kāi)來(lái),應(yīng)處理好兩者的關(guān)系. 在日常教學(xué)中,應(yīng)先從基本思路出發(fā),重視學(xué)生“四基”的培養(yǎng),在學(xué)生已經(jīng)熟練掌握基本思想方法的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)亟榻B一些巧妙的解題方法,以此拓寬學(xué)生的思維,開(kāi)闊學(xué)生的視野,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣. 在具體教學(xué)中應(yīng)做到以下幾點(diǎn): 1. 對(duì)“教”而言,應(yīng)加強(qiáng)通法的訓(xùn)練 通法是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的高層次抽象和概括,是對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的理解和感悟,是高考所考查的核心. 對(duì)于教師而言,在日常教學(xué)中不僅要重視滲透這些思想方法,而且要有針對(duì)性地進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,切實(shí)地讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)思想方法的本質(zhì),只有這樣才能讓學(xué)生擁有“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的能力,才能幫助學(xué)生跳出茫?!邦}海”. 不過(guò),在日常教學(xué)中,為了“趕進(jìn)度,擴(kuò)容量,提效率”,大多數(shù)教師更側(cè)重巧解,常常會(huì)運(yùn)用一些啟發(fā)性的問(wèn)題將學(xué)生引入自己提前預(yù)設(shè)的巧解上來(lái),那么若沒(méi)有教師的啟發(fā)和引導(dǎo),學(xué)生是否能夠自己發(fā)現(xiàn)呢?要知道,教師與學(xué)生的認(rèn)知水平、知識(shí)儲(chǔ)備有著明顯的差異,教師眼中的巧解不一定是學(xué)生能夠理解和接受的. 因此,在日常教學(xué)中,教師要將重心放在通法的掌握和鞏固上,巧妙地應(yīng)用一些變式問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生理解問(wèn)題的本質(zhì),抽象出通法,切實(shí)提高解題能力. 值得注意的是,通法并不是簡(jiǎn)單地模仿和套用,其更能考查思維的靈活性和變通性,更能體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的推理性和嚴(yán)密性,因此教師應(yīng)多帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)通法的妙用,以此培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)品質(zhì). 2. 對(duì)“學(xué)”而言,應(yīng)先通法后巧解 對(duì)于學(xué)生而言,解題時(shí)不要盲目地追求巧解,應(yīng)先嘗試用通法求解,從而通過(guò)對(duì)通法的鞏固和強(qiáng)化提高“用數(shù)學(xué)”的能力. 要知道,許多問(wèn)題都能通過(guò)通法解決,但并不是所有題目都能找到巧解,因此在日常教學(xué)中應(yīng)遵循“先通法后巧解”的原則,讓學(xué)生先將基礎(chǔ)知識(shí)和基本思想方法掌握扎實(shí),這樣才能不斷優(yōu)化解題方案,提升解題效率. 3. 對(duì)“練”而言,應(yīng)讓巧解與通法同行 在平時(shí)的選擇題和填空題的練習(xí)上,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生嘗試應(yīng)用通法去解題. 周知,填空題和選擇題或多或少都帶有一些技巧性,有些還帶有一些運(yùn)氣,那么此類(lèi)問(wèn)題是否也可以用通法來(lái)解決呢?在日常教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生多思考、多嘗試、多探索,鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用不同的方法去解決問(wèn)題,以此拓寬學(xué)生的思維,提高學(xué)生的綜合能力. 總之,在日常教學(xué)中,切勿貪多求快,應(yīng)注重學(xué)生“四基”的培養(yǎng),重視通法的理解與強(qiáng)化,以此讓學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和思維能力得到持續(xù)的優(yōu)化和提升. 作者簡(jiǎn)介:詹前兵(1987—),本科學(xué)歷,中學(xué)一級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作,曾獲宜賓市普通高中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量“二等獎(jiǎng)”.
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·高中版2022年12期