例谈数学解题的反思
2012-04-29徐月季
徐月季
解题反思是一种对解题活动的“再认识”,属于解题活动的“元认知”.它是对解题活动的深层次再思考.它不仅仅是对数学解题学习的一般性回顾或重复,而且更是探究数学解题活动中所涉及的知识、方法、思路、策略等,具有探究性、批判性、自主性。
著名数学家波利亚在《怎样解题》中将数学解题划分为4个阶段:弄清问题—拟定计划—实现计划—回顾这个过程中的“回顾”就是解题反思,是对整个解题活动的深层次思考,是再发现、再创造的过程。
美籍匈牙利数学家乔治•波利亚说过:“数学问题的解决仅仅只是一半,更重要的是解题之后的回顾”,“你能否用别的方法导出这个结果?你能不能把这个结果或方法用于其他的问题?”由此可见,解题过程中的反思不仅能巩固所学知识,而且能提高学生总结、归纳、概括、综合问题的意识和能力。因此数学教师平时应注重自己的解题反思。本文将结合具体案例浅谈教师的解题反思。
反思属元认知范畴,反思能力属元认知能力.从思维的角度看,它主要反映思维的批判性品质.一般认为,思维的深刻性品质是一切思维品质的基础,数学思维水平的差异主要地体现在思维深刻性品质的差异上.因此,发展数学能力,提高数学素养主要地就是要发展数学思维的深刻性品质.
案例一:已知实数a,b满足a2+ab+b2=1,且t=ab-a2-b2,则t的取值范围是______
解1:由a2+ab+b2=1,ab-a2-b2=t,得ab=
又(a+b)2=a2+ab+b2+ab=1+ab=≥0,
∴t≥-3,且a+b=?
于是,a,b是关于x的方程x2眡+=0的两个实数根.
∴ =-2(t+1)=-t-≥0即t≤-
综上,t的取值范围是-3≤t≤-。
反思:这一解法沿用了“据韦达定理构造方程”的解题模式.该模式的一般程序是:据条件a,b∈R.构造以a,b为根的一元二次方程x2-p(t)x+q(t)=0.则其判别式D=p2(t)-4q(t)≥0.据此即可求解。
事实上,由于p2(t)-4q(t)=(a+b)2-4ab=(a-b)2≥0。这即表明,构造方程并非实质步骤,甚至有掩盖实质的嫌疑。
基于这样的认识,我们可以用下面的方法来解答例1:
解2:由,得
再由(a眀)2=a2+b2?ab≥0(或2|ab|≤a2+b2),
得
解得t的取值范围是-3≤t≤-。
两相对比,易见“解2”更自然,更简洁,也更实质.这里,“反思”让我们不但简化了解法,而且领悟了“经典模式”的实质。
我们认为,数学思维的深刻性品质不但与个体的数学知识、数学经验(包括数学活动经验及创造性数学活动经验)及数学直觉等密切相关,而且与思维的批判性品质密切相关.特别是,对于确定的个体,其数学知识、经验、直觉等在确定的时刻是相对稳定的,此时,思维的批判性品质往往起着决定性的作用!
案例二:设二次方程anx2-an+1x+1=0.(n∈N*)有两根 和 ,且满足6 -2+6 =3
(1)试用an表示an+1;
(2)求证:数列{an-}是等比数列
解:(1)根据韦达定理,得 + =,=,由6 -2+6 =3
得:6-=3,故an+1=an+
(2)===
故{an-}为等比数列
反思:在递推公式的背景下求数列的通项,实际上是将非等差、非等比的数列转化为等差等比数列求解。而本题中,属于an+1=pan+q(p≠1或q≠0)模型。即构造数列为等比数列{an+c}为等比数列。
an+1+c=p(an+c),∴an+1=pan+pc-c,即pc-c=q,∴c=。进一步明确这模型为an+1=pan+pn,可化为=+,即数列{}为等差数列。
将此模型进一步推广到an+1=pan+qn,可化为=+,再转化为+c=(+c),即数列{+c}为等比数列。
解题反思,有助于教师能对题目进行本质的理解,只有通过对本质的理解,才能更好地将知识传授给学生。只有这样,才能提高教师的课堂掌控能力。解题反思,让我们清楚,教师不是仅仅是在解题,而是应该花更多的时间在反思上,反思一题多解,反思多种解法中的最优解,反思一题多变,反思如何从一个问题的解决到一类问题的解决,本例就是从一个问题的解决推广到一类问题解决的典型案例。
教师是学生数学活动的组织者、引导者与合作者。只有在教师在教学过程中不断反思,才能提高个人教学能力和业务水平,才可以使学生在知识的发生和发展中领会数学的真谛,让学生从有意义的数学活动中,激发其好奇心,让学生获得发展。这正是当今数学教学努力追求的较高境界,这也是我们数学教师的最终目标。
(责任编辑 若曦)