重视数学解题反思_ 培养数学思维能力
________ 浙江省天台平桥中学_ 娄 军
【摘_ 要】华罗庚先生曾指出:学习者有两个过程,一个是“从薄到厚”,一个是“从厚到薄”。前者是量的积累,后者是“质”的飞跃。数学学习的过程是学生数学思维的建构过程,其特征是培养、提升学生的数学思维能力。教师在平时的教学过程中引导学生在解题后进行反思,有助于学生实践所学知识从“量”的积累向“质”的飞跃,对培养、学生的思维能力起到重要作用。
【关键词】数学解题;反思;思维能力
在平时的教学实际中,经常碰到学生谈起:上课时能听懂老师的课,对老师所讲例题也能领会、理解,但做起作业来,仍会时常解决不了。平时做过的习题过了一段时间,考试时再做类似的题仍然做不出来或要做错。究其原因,还在于学生在上课时的“听”及课后的“做”,往往只是就题论题,只注重进行大量的解题训练,凭借自己有限的解题经验,进行简单重复的解题实践,缺乏对“听”过或“做”过的习题作深入的探索和反思。
如果没有了反思,他们就错过了解题的一次重要而有效益的方面,回顾所完成的解答,通过重新考虑和重新检查这个结果和得出这一结果的路子,学生们可以巩固他们的知识和发展他们的解题能力[1]。《普通高中数学课程标准》把“反思”这一理念提到了应有的高度:“人们在学习数学和运用数学解决问题时,不断地经历直观感知、……反思与建构等思维过程。这些过程是数学思维能力的具体体现,有助于学生对客观事物中蕴涵的数学模式进行思考和做出判断” [2],同时指出,“评价应关注学生能否不断反思自己的数学学习过程,并改进数学学习方法”。“教材的呈现应为引导学生自主探索留有比较充分的空间,有利于学生经历观察、实验、猜测、推理、交流、反思等过程”〔2〕。学生的解题反思其实是再学习、再创造的过程,思维能力的培养也正是在解题反思的过程得以充分的培养。
一、反思数学解题,培养数学思维的发散性
教师在讲解题目时,一般介绍该题型的通性通法,学生在解题时受思维定势的影响,往往也是先寻找最常规的解题思路。从而导致解题时有时思路狭窄、小题大做、解答过程繁杂等。在解题之后,教师可引导学生思考:这题是否还有另外的解法?更一般的解法?更特殊、简便的解法?沟通其他学科的解法?引导学生从另外的角度去观察、分析、研究,寻找不同的甚至是简捷、新颖的解题思路,使学生的思维触角伸向不同的方向,从而培养学生思维的发散性。
案例1:已知曲线的方程为,过点的直线(不与轴垂直)与曲线交于、两点,设点,与的夹角为,则的取值范围为 __ ___ _ _ __ .
解法一:设直线的方程为,与的方程联立消去后得到:
设、,则
____
在上述的解答中,由于题目中的涉及了解析几何和向量的关系,
所以很自然的想到向量中的一个夹角公式:_ (其中表示两个向量、的夹角)。要求它们的夹角,只需要求出它的余弦值即可。按照这个思路我们利用韦达定理等数学工具计算出各个数值,最后代入得解。这个解答过程比较常规,但作为一道填空题,如上述解法有小题大做之嫌。
解法二:我们观察图1, 很明显恒成立,而要使夹角最大,只要当和和抛物线相切的时候就可以了, 而根据抛物线的对称性知道此时垂直轴,且有成立,结合题意,得结论。
比较而言,解法二要比解法一简单了很多,避免了一些烦琐的计算的同时,增加了解题的准确性。
通过解题后的反思,寻求一题多解,既理解通性通法,也探求出其他的解法甚至更简便的方法。在反思过程中学生不仅加深了对问题的理解, 而且使他们的思路更加开阔, 同时使学生明白在解题过程中, 要学会变化角度思考同一个问题, 从而起到优化思维的作用。
二、反思数学解题,培养数学思维的广度
有些习题本身虽然具有特殊性,但其间蕴藏着某种内在的规律。解题后,教师若能引导学生思考:这题有什么特点?改变题目的条件或者把条件作类似变换,会得出什么结论?保留题目的条件,结论能否进一步加强?结论能否由特殊题型扩大到一般性等,就可极大地诱发学生的求知欲,使之自觉地进入思维求索的空间,挖掘出习题的潜能,总结出更一般的规律,从而培养思维的广度。
案例2:在案例1的基础上,思考①:在抛物线中,过准线和对称轴的交点作抛物线的两条切线,问:两切点的连线是不是抛物线的通径,为什么?并求出此时切线的斜率。通过探究得结论1:在抛物线中,过准线和对称轴的交点作抛物线的两条切线,则切点的连线为抛物线的通径,且切线的斜率为(如图2);思考②:这个命题对抛物线而言是成立的,那么对椭圆和双曲线是不是也有类似的性质呢?如果也有的话,那么它们的切线的斜率又是多少呢?引导学生类比结论1得到结论2:在椭圆中,过其中一条准线与长轴的交点作椭圆的两条切线,则切点的连线为椭圆上过相应焦点的通径,且切线的斜率为(如图3);结论3:在双曲线中,过其中一条准线与实轴的交点作双曲线的两条切线,则切点的连线为双曲线上过相应焦点的通径,且切线的斜率为。最后由特殊到一般归纳得:在圆锥曲线中,过一准线和对称轴(抛物线)或长轴(椭圆)或实轴(双曲线)作曲线的两条切线,则切点的连线为曲线上过相应焦点的通径,且切线的斜率为(如图4)。