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高中数学反思性教学的探讨

2014-08-21杨春传

中学教学参考·理科版 2014年6期
关键词:切点动点变式

杨春传

一、问题的提出

在数学教学中,我经常被一些问题所困惑:课堂上,教师讲解概念及解题过程,学生能听懂,但学生在作业和考试时常出现这样的情境:许多题目明明知道教师在课堂上反复讲解过,即使明白题目的意思也感到无从下手;有些学生学习数学时间花不少,精力投入较多,学习刻苦认真,但收效甚微;对许多学习上的易错问题,尽管教师反复地讲评和剖析,事后学生仍“旧病复发”,找不出问题的症结.这些问题表明学生缺乏反思意识或反思意识比较差.

究其原因大致为:学生没有反思的意识或不知道如何反思;学生由于被大量的作业压得喘不过气来,没有时间进行反思.其本质原因是教师在教学中只注重知识的传授与讲解,忽视对学生反思能力的培养;或教师反思意识不强,不知道在教学中如何培养学生的反思能力.

二、高中学生应该进行反思性学习

基于上述问题,且不论新课程突出强调创新精神和实践能力的培养,教师应将反思性教学应视为高中教学的新型教学方式,加强反思性教学,使学生真正从学习中获得能力.

(一)概念教学的反思活动

概念是最基本的思维形式,数学中的命题都是由概念构成的;数学中的推理和证明,又是命题构成的.因此,正确地理解数学概念,是掌握数学知识的前提.数学概念的理解包括概念的内涵和外延,即牢固掌握概念和灵活运用概念两个方面.学生理解和掌握数学概念的过程是一个认识的过程,必须遵循认识的规律,以唯物辩证法作指导.抓住事物的本质,对概念作辩证的分析.并注意在实践中运用概念,在运用中加深对概念的理解.

【例1】 与圆C:x2+(y+5)2=3相切,且在x、y轴上截距相等的直线有( ).

A.2条 B.3条 C.4条 D.6条

错解:A或D;正解:C.

本题错解的关键在学生对“截距”概念的理解不透彻.选(A)以为“截距”不能为零;选(D)以为“截距”为距离.实际上直线在x、y轴上的截距即为原点到直线与x、y轴的交点的有向线段的数量.

可见,在进行概念教学时,要引导学生多次反思,挖掘概念的本质,研究概念形成的条件和形成的过程,这样才能使学生更深刻理解概念,更准确地掌握概念、运用概念.同时也培养了学生的反思意识,提高了学生的反思能力.

(二)解题教学的反思活动

1.解题方法上的反思

在解题过程中,不同的题存在着不同的解题方法或者存在相同的解题策略.

(1)指导学生反思一题多解的差异性.

【例2】 在一张节目表上原有6个节目,如果保持这些节目的相对顺序不变,再添加进去3个节目,求共有多少种安排方法?

解法一:添加的3个节目有三类办法排进去:①3个节目连排,有C17A33种方法;②3个节目互不相邻,有A37种方法;③有且仅有两个节目连排,有C13C17C16A22种方法.根据分类计数原理共有C17A33+A37+C13C17C16A22=504种.

解法二:从结果考虑,排好的节目表中有9个位置,先排入3个添加节目有A39种方法,余下的六个位置上按6个节目的原有顺序排入只有一种方法.故所求排法为A39=504种.

解法三:(消去顺序)A99A66=504.

这里应做三法优化的反思,法一可视为分组插入法(将三个不同元素分成1组或2组或3组,再插入7个空隙),可取.法二抓住整体中的不变性和可变性,但思维要求较高;法三视为相同元素排列法,具有一般性,可取.

(2)指导学生反思多题一解的共通性.

【例3】 ①6个人并排站成一排,B站在A的右边,C站在B的右边,则不同的排法总数为多少种?

②书架上原有5本书,再放上2本,但要求原有书本的相对顺序不变,则不同的放法有多少种?

③有一名同学在书写英文单词“error”时,只是记不清字母的顺序,那么他写错这个单词的概率为 .

以上几个例子实际上应用例2的法一和法三的解题思路就可以解答!

2.解题思维过程的反思

即思考在问题解决的过程中,自己是否很好地理解了题意?是否弄清了题干和设问之间的内在联系?是否较快地找到了解题的突破口?在解题过程中以前曾走过的弯路,犯过的错误,以及所获得的感悟,此时能否得到较好的联想?

【例4】 (2005年浙江卷,理)已知函数f(x)和g(x)的图像关于原点对称,且f(x)=x2+2x.

(Ⅰ)求函数g(x)的解析式;(Ⅱ)解不等式g(x)≥f(x)-|x-1|.

分析:由图像关于原点对称联想到点关于原点对称;含有一个绝对值联想分段;函数值大小比较联想函数图像的上方或下方等,这些是否于本题解决有助呢?

进行解题思维的反思,能达到提高学生学习效果、发展学生数学能力的目的.所以我们在教学中应坚持让学生独立思考,培养学生在解题后对思维过程进行反思的学习习惯.

3.解题结果的反思

(1)指导学生反思答案的正确性和最佳性

【例5】 从圆(x-1)2+(y-1)2=1外一点P(2,3),向该圆引切线PA、PB,切点为A、B,求直线AB的方程.

方法一:根据圆心到切线的距离等于半径,求得切线方程为x=2和3x-4y+6=0.再将切线方程与圆方程联立求得切点A(2,1),B

(25,95)

.再由两点式求得直线AB的方程为x+2y-4=0.

此法易被学生采用,但求切点运算量较大,由此引导学生反思:如何求切点更简捷?

方法二:设已知圆的圆心为C(1,1),根据平面几何知识可知,切点是以PC为直径的圆与圆C的交点,以PC为直径的圆方程为

(x-32)2+(y-2)2=54

①,

又(x-1)2+(y-1)2=1②,由①-②得x+2y-4=0③,将③代入②,求得切点为A(1,2),B(25,95).再由两点式可得直线AB的方程为x+2y-4=0.

此法充分运用平面几何性质,减少了运算层次,简化了解题过程.是否仍有改进之处?

方法三:设切点坐标为(x,y),由方法二知,切点坐标满足方程①和②,则也满足③,这说明方程③即为过切点A,B的直线方程.

此法避免了求切点的过程,过程更简捷,值得关注.通过上述不同角度的探讨,学生开阔了视野,使学生的思维逐渐朝着灵活、广阔的方向发展,这有利于提高学生灵活解题的能力.

(2)指导学生反思错误答案

【例6】 过点(1,2)总可作两条直线与圆x2+y2+kx+2y+k2-15=0相切,则实数k的取值范围是( ).

A.k>2

B.-3

C.k<-3或k>2D.都不对

错解:C;正解:D.

反思:当二元二次方程中含参数时首先必须对参数予以关注.关键语句:“过点(1,2)总可作圆的切线”意味着点(1,2)恒在圆上或圆外.这样对错解的“错”就释然了.

4.立意的反思

通过完成解题,可否对题目进行全方位审视?题目立意的目的是什么?它是否具有现实性或普遍性?比如对下列的演变可否作为对题目立意的反思的诠释?

【例7】 点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求定点A(0,2)到动点P的距离|AP|的最大值.

变式1:将求|AP|的最大值改为求|AP|的最小值.(变结论)

变式2:将椭圆改为双曲线x2-y2=1,结论改为求|AP|的最小值.(条件、结论均变)

变式3:已知点P在椭圆2x2+y2=1上运动,定点A(0,a)(a>0),求|AP|的最大值.(变条件,且具一般性)

变式4:动点Q在圆x2+y2-4y+3=0上运动,动点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求|PQ|的最大值.(将点A以隐藏的方式给出)

(将圆方程化为x2+(y-2)2=1,则圆心A(0,2),问题就转化为原题了.)

变式5:设椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且离心率e=12,点P在椭圆上运动,若定点A(0,2)到动点P的距离的最大值是45,求椭圆方程.并求|AP|取最大值时,点P的坐标.

(三)作业(或试卷)评讲教学的反思活动

作业(或试卷)评讲的结束,并非以题目评讲的终结为标志,应利用这一契机,引导学生从以下几方面进行反思.

(1)学生应依据教师提出的教学目标,结合自己实际达成的目标进行反思.这是测试后的反思的前提条件.

(2)学会正视自己.特别要正视自己在学习上存在的问题,全面分析自己的现状与自定目标之间的差距.这是一种科学的学习态度,是进行测试后的反思的思想基础.

(3)对每一次测试,首先是反思失分多寡之原因.计算自己在试卷中有哪些是不应有的失分.如,笔误、计算错误、看错题目、当时的遗忘等.其次是分类分析.高中数学考卷的题型一般分为①填空题、②选择题、③解答题三类.对于填空选择题,如有失误往往是源于对基本概念理解上的偏差.学生要做的是在反思时,细读概念、定理以及相关的变式与图形,理解老师总结出的常见结论.解答题中综合题、探究题是让学生感到头痛的题型,反思的重点就是设法掌握解决此类问题的步骤:①扫清障碍,先做好简单的问题并得出一些有用的结论;②定性分析与定量分析相结合;③反思各类答题的经验和技巧.

(4)学生在平常的学习、练习中是否做了笔记修正错误?订正错题时不仅要写出正确的解题过程,同时要反思错因及解题中自己的感受和启发,并注明.

反思能力的培养不是一朝一夕可以完成的.在数学教学中蕴藏着很多让学生进行反思的机会,只要教师善于捕捉挖掘,持之以恒地引导学生进行反思,一定能使学生由无意识的、被动的反思进入主动的、自觉的反思,从而使学生的反思能力得以提高.

(责任编辑 黄桂坚)

(x-32)2+(y-2)2=54

①,

又(x-1)2+(y-1)2=1②,由①-②得x+2y-4=0③,将③代入②,求得切点为A(1,2),B(25,95).再由两点式可得直线AB的方程为x+2y-4=0.

此法充分运用平面几何性质,减少了运算层次,简化了解题过程.是否仍有改进之处?

方法三:设切点坐标为(x,y),由方法二知,切点坐标满足方程①和②,则也满足③,这说明方程③即为过切点A,B的直线方程.

此法避免了求切点的过程,过程更简捷,值得关注.通过上述不同角度的探讨,学生开阔了视野,使学生的思维逐渐朝着灵活、广阔的方向发展,这有利于提高学生灵活解题的能力.

(2)指导学生反思错误答案

【例6】 过点(1,2)总可作两条直线与圆x2+y2+kx+2y+k2-15=0相切,则实数k的取值范围是( ).

A.k>2

B.-3

C.k<-3或k>2D.都不对

错解:C;正解:D.

反思:当二元二次方程中含参数时首先必须对参数予以关注.关键语句:“过点(1,2)总可作圆的切线”意味着点(1,2)恒在圆上或圆外.这样对错解的“错”就释然了.

4.立意的反思

通过完成解题,可否对题目进行全方位审视?题目立意的目的是什么?它是否具有现实性或普遍性?比如对下列的演变可否作为对题目立意的反思的诠释?

【例7】 点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求定点A(0,2)到动点P的距离|AP|的最大值.

变式1:将求|AP|的最大值改为求|AP|的最小值.(变结论)

变式2:将椭圆改为双曲线x2-y2=1,结论改为求|AP|的最小值.(条件、结论均变)

变式3:已知点P在椭圆2x2+y2=1上运动,定点A(0,a)(a>0),求|AP|的最大值.(变条件,且具一般性)

变式4:动点Q在圆x2+y2-4y+3=0上运动,动点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求|PQ|的最大值.(将点A以隐藏的方式给出)

(将圆方程化为x2+(y-2)2=1,则圆心A(0,2),问题就转化为原题了.)

变式5:设椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且离心率e=12,点P在椭圆上运动,若定点A(0,2)到动点P的距离的最大值是45,求椭圆方程.并求|AP|取最大值时,点P的坐标.

(三)作业(或试卷)评讲教学的反思活动

作业(或试卷)评讲的结束,并非以题目评讲的终结为标志,应利用这一契机,引导学生从以下几方面进行反思.

(1)学生应依据教师提出的教学目标,结合自己实际达成的目标进行反思.这是测试后的反思的前提条件.

(2)学会正视自己.特别要正视自己在学习上存在的问题,全面分析自己的现状与自定目标之间的差距.这是一种科学的学习态度,是进行测试后的反思的思想基础.

(3)对每一次测试,首先是反思失分多寡之原因.计算自己在试卷中有哪些是不应有的失分.如,笔误、计算错误、看错题目、当时的遗忘等.其次是分类分析.高中数学考卷的题型一般分为①填空题、②选择题、③解答题三类.对于填空选择题,如有失误往往是源于对基本概念理解上的偏差.学生要做的是在反思时,细读概念、定理以及相关的变式与图形,理解老师总结出的常见结论.解答题中综合题、探究题是让学生感到头痛的题型,反思的重点就是设法掌握解决此类问题的步骤:①扫清障碍,先做好简单的问题并得出一些有用的结论;②定性分析与定量分析相结合;③反思各类答题的经验和技巧.

(4)学生在平常的学习、练习中是否做了笔记修正错误?订正错题时不仅要写出正确的解题过程,同时要反思错因及解题中自己的感受和启发,并注明.

反思能力的培养不是一朝一夕可以完成的.在数学教学中蕴藏着很多让学生进行反思的机会,只要教师善于捕捉挖掘,持之以恒地引导学生进行反思,一定能使学生由无意识的、被动的反思进入主动的、自觉的反思,从而使学生的反思能力得以提高.

(责任编辑 黄桂坚)

(x-32)2+(y-2)2=54

①,

又(x-1)2+(y-1)2=1②,由①-②得x+2y-4=0③,将③代入②,求得切点为A(1,2),B(25,95).再由两点式可得直线AB的方程为x+2y-4=0.

此法充分运用平面几何性质,减少了运算层次,简化了解题过程.是否仍有改进之处?

方法三:设切点坐标为(x,y),由方法二知,切点坐标满足方程①和②,则也满足③,这说明方程③即为过切点A,B的直线方程.

此法避免了求切点的过程,过程更简捷,值得关注.通过上述不同角度的探讨,学生开阔了视野,使学生的思维逐渐朝着灵活、广阔的方向发展,这有利于提高学生灵活解题的能力.

(2)指导学生反思错误答案

【例6】 过点(1,2)总可作两条直线与圆x2+y2+kx+2y+k2-15=0相切,则实数k的取值范围是( ).

A.k>2

B.-3

C.k<-3或k>2D.都不对

错解:C;正解:D.

反思:当二元二次方程中含参数时首先必须对参数予以关注.关键语句:“过点(1,2)总可作圆的切线”意味着点(1,2)恒在圆上或圆外.这样对错解的“错”就释然了.

4.立意的反思

通过完成解题,可否对题目进行全方位审视?题目立意的目的是什么?它是否具有现实性或普遍性?比如对下列的演变可否作为对题目立意的反思的诠释?

【例7】 点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求定点A(0,2)到动点P的距离|AP|的最大值.

变式1:将求|AP|的最大值改为求|AP|的最小值.(变结论)

变式2:将椭圆改为双曲线x2-y2=1,结论改为求|AP|的最小值.(条件、结论均变)

变式3:已知点P在椭圆2x2+y2=1上运动,定点A(0,a)(a>0),求|AP|的最大值.(变条件,且具一般性)

变式4:动点Q在圆x2+y2-4y+3=0上运动,动点P在椭圆2x2+y2=1上运动,求|PQ|的最大值.(将点A以隐藏的方式给出)

(将圆方程化为x2+(y-2)2=1,则圆心A(0,2),问题就转化为原题了.)

变式5:设椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且离心率e=12,点P在椭圆上运动,若定点A(0,2)到动点P的距离的最大值是45,求椭圆方程.并求|AP|取最大值时,点P的坐标.

(三)作业(或试卷)评讲教学的反思活动

作业(或试卷)评讲的结束,并非以题目评讲的终结为标志,应利用这一契机,引导学生从以下几方面进行反思.

(1)学生应依据教师提出的教学目标,结合自己实际达成的目标进行反思.这是测试后的反思的前提条件.

(2)学会正视自己.特别要正视自己在学习上存在的问题,全面分析自己的现状与自定目标之间的差距.这是一种科学的学习态度,是进行测试后的反思的思想基础.

(3)对每一次测试,首先是反思失分多寡之原因.计算自己在试卷中有哪些是不应有的失分.如,笔误、计算错误、看错题目、当时的遗忘等.其次是分类分析.高中数学考卷的题型一般分为①填空题、②选择题、③解答题三类.对于填空选择题,如有失误往往是源于对基本概念理解上的偏差.学生要做的是在反思时,细读概念、定理以及相关的变式与图形,理解老师总结出的常见结论.解答题中综合题、探究题是让学生感到头痛的题型,反思的重点就是设法掌握解决此类问题的步骤:①扫清障碍,先做好简单的问题并得出一些有用的结论;②定性分析与定量分析相结合;③反思各类答题的经验和技巧.

(4)学生在平常的学习、练习中是否做了笔记修正错误?订正错题时不仅要写出正确的解题过程,同时要反思错因及解题中自己的感受和启发,并注明.

反思能力的培养不是一朝一夕可以完成的.在数学教学中蕴藏着很多让学生进行反思的机会,只要教师善于捕捉挖掘,持之以恒地引导学生进行反思,一定能使学生由无意识的、被动的反思进入主动的、自觉的反思,从而使学生的反思能力得以提高.

(责任编辑 黄桂坚)

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