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课堂教学中那些“巧解”

收藏本文 2024-01-15 点赞:3099 浏览:8123 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:捕捉课堂教学中学生灵光一闪的瞬间,给出合理、恰当的解析,既是教师的基本功底,又是对学生的最好尊重,同时,也是培养学生数学学习的积极性,进而提高教学效益. 简洁,必有其合理的一面;“巧解”,未必全是正确,直观的判定需要理性分析,更需要教师积极保护与支持.
关键词:巧解;溯源;分析
巧解与通性通法是相互对立统一的辩证关系,与通性通法对比而来. 在数学学习过程中,始终贯穿其中. 捕捉学生“思维火花”的瞬间,对于激发学生学习的兴趣,解决学生认知中的疑惑,梳理知识脉络,注重方法间的关联,激发学生学习数学的与动力起到重要的作用. 知其然,更要知其所以然,坚持以学生为中心的课堂教学中,不仅仅是告知对还是错,更应探求为什么错,错哪儿?让学生在掌握基础知识、基本技能的同时学会学习,学会探求,培养数学的思维与应用能力,形成基本的数学素养.
“巧解”溯源可以验证方法的“真”“伪”. 去伪存真,培养学生的辩证思维,在反思中不断进步. 学生巧解是课堂生成,不是预设.
例1连结空间四边形ABCD的两条对角线,最多可以有()直角三角形.
A. 一个B. 二个
C. 三个?摇?摇?摇?摇 D. 四个
学生巧解:学生到黑板画个图,注明长度关系(如图1),由图选D. 即AC=BD=5,AB=CD=4,BC=AD=3.
溯源与评析:学生甲构造一个非常特殊的“几何体”,△ABC,△ABD,△BCD,△ACD均是全等的直角三角形,
即AB⊥BC,BC⊥CD,CD⊥AD,AD⊥AB.
把底面补成平行四边形如图2,AB⊥BC,BC//DE?圯AB⊥DE,又AD⊥AB?圯AB⊥面ADE. 同理,CD⊥面ADE?圯AB//CD. 与已知矛盾,故这样的空间四边形不存在.
图2
事实上,这样构造的空间四边形是一个矩形,为平面图形. 反思是形成思维的重要组成部分,通过反思提高思维的质量,提升思维的品质,使学生的学习更加成熟、有效.
“巧解”溯源是从“特殊”追溯到“一般”思维衔接,知其然,更要知其所以然.这是对学生良好直观判断的褒奖,是使其继续努力学习的源动力.
例2(2010江苏卷13)在锐角三角形ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,+=6cosC,则+的值是__________?摇.
学生巧解:令b=a,cosC=,得tanC=2,tan=?圯tanA=tanB==?圯+=4.
教师分析,常见解法:+=6cosC?圯6abcosC=a2+b2……①
6ab?=a2+b2?圯a2+b2=……②
+=?=?=?=?,
把①②依次代入,得:上式===4.
溯源与评析:从一般入手求解的过程复杂,运算量比较大,且费时. 为何“巧解”合理正确呢?关键在于本题中a,b符合轮换对称的特点,即符合条件②的三角形中蕴涵一种等腰三角形(a=b)的情形,把符合条件的图形特殊化处理找出其不变量,是处理填空题的一种上佳策略.
例3简化北京奥运会主体育场“鸟巢”的钢结构俯视图如图3所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆,外层椭圆顶点向内层椭圆引切线AC,BD. 设内层椭圆方程为+=1(a>b>0),则外层椭圆方程可设+=1(a>b>0,m>1). 若AC与BD的斜率之积为-,则椭圆的离心率为()
A. B.
C. ?摇?摇?摇D.
图3
学生巧解:AB为内椭圆的切线,由对称性,此时有:
kBD?kAC=?-=-,-= -,易得e=,选A.
教师分析:设D(x1,y1),C(x2,y2),则经过点D的切线方程:+-1=0,经过点B,得y1=,又+=1,且x1<0,x1=-.
同理x2=,y2=,
可得kBD?kAC=-,即e=.
溯源与评析:巧解的合理性在哪里?事实上,内外椭圆是同离心率的两个椭圆,外层椭圆是随m(m>1)的变化而不断变化,必存在一个m0的值恰好使AB为内椭圆的切线. 由上解答可知,经过点D的切线为:-x+-1=0,又经过(-ma,0),可得m=.
“巧解”溯源是“特殊”追溯到“特殊”的思维衔接,也是发展创造性思维的重要方法,“怪异”的解法或许是“神来之笔”!
例4 (2008浙江卷8)若cosa+2sina= -,则tana等于()
A.B. 2 C. - D. -2
学生巧解:把cosa+2sina=-两边求导得-sina+2cosa=0?圯tana=2,选B.
溯源与评析:求解的合理性在哪里?也就是求导的背景是什么?为什么可以求导呢?其实,cosa+2sina=m(m∈[-,])两边不一定能求导;求导的几何含义是求切线的斜率,两边斜率均为0,原来仅限于m=±时等式求导成立. 因此,巧解是抓住m=-时的极端情形求解,自然能够求出答案. 看似不可思议,实质上是作为解答的最好方法!解答过程无懈可击,只是此方法不具一般性,仅适合特殊构造的题型.
“巧解”溯源是对非等价转化数学思维的合理解释,非等价转化更能培养严谨治学的态度,一丝不苟的精神.
例5

源于:毕业生论文www.udooo.com

(2011浙江卷22)设函数f(x)=(x-a)2lnx,a∈R.
(Ⅰ)若x=e为y=f(x)的极值点,求实数a;
(Ⅱ)求实数a的取值范围,使得对任意的x∈(0,3e],恒有f(x)≤4e2成立.
注:为自然对数的底数.
学生巧解:(Ⅰ)解答a=e或a=3e. 过程略.
(Ⅱ)由题意,有
f(3e)=(3e-a)2ln(3e)≤4e2,f(e)=(e-a)2lne≤4e2,
解得3e-≤a≤3e.?摇
溯源与评析:因为当x∈(0,1]时,对a∈R不等式恒成立,
当x∈(1,3e]时,lnx>0,故可转化为:x-≤a≤x+对x∈(1,3e]恒成立,
则考察函数g(x)=x-(1因为g(x)是增函数,所以g(x)max=g(3e)=3e-.
对函数h(x)进行求导,h′(x)=. 令h′(x)=0,得x=e. 当x∈(1,e)时,h′(x)<0,h(x)递减;当x∈(e,3e]时,h′(x)>0,h(x)递增,因此h(x)min=h(e)=3e. 因此,a的取值范围为3e-≤a≤3e.
可见,学生的巧就巧在两个赋值恰好在最大值及最小值上,直接找到答案的取值范围. 巧解是怎么想到的呢?第一小步的提示为第二步做好了铺垫,是产生巧解的功不可没的因素!对于恒成立问题的求解,赋值是常用的基本技能,仅是已知的必要条件,其充分性怎么体现,不是为求答案而给答案. “授之以鱼,不如授之以渔”,这种非等价转化有利于培养思维的广阔性、批判性,思考问题的周密性.
溯源本身就是创造性的思维过程,解题方法的溯源,有利于数学基础知识的深入理解,基本技能的形成,掌握方法运用的特点. 抓住课堂中学生灵感顿显,思路的直觉判断,可以激发学生数学学习的内驱力,调动学习的积极性,肯定学生良好的直观直觉,感受数学无限魅力,进而优化学生的知识结构,形成有效的知识提取与运用系统. 解题方法的溯源,有利于养成思维的批判性,拓展知识的深度与广度;有利于培养学生个体的广阔眼光,发展学生的创造性思维等.

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