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在解题教学中培养学生反思能力的方法思考

2014-09-11毛晓燕

教育教学论坛 2014年13期
关键词:反思能力解题教学数学

毛晓燕

摘要:反思是数学思维活动的核心。一般心理能力是顺利完成各种活动任务所必备的基本心理能力,如注意力、记忆力、想象力和思维力等。数学反思能力却是一种特殊的心理能力,它属于较高层次的能力——元认知能力。本文结合教学实例,分析了在解题教学过程中培养学生反思能力的具体方法。

关键词:数学;解题教学;反思能力;方法

中图分类号:G632.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2014)13-0100-03

《普通高中数学新课程标准(实验)》明确把“反思”这一教学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,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含的数学模式进行思考和做出判断”。美籍数学教育家波利亚也说,“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”。在解题过程中注重培养学生的反思能力,能够有效优化思维品质,提高思维能力,进而促进学生的全面发展。

一、反思题目的数学模型,深思求源

高中数学的基本内容有限,但题目却灵活多变。同一个数学模型,命题者可以从不同的角度、不同的层次,以不同的题型进行命题。面对新题型、新情境问题,学生往往会觉得很难,不知从何处下手。因此在平时的教学中要引导学生掌握一些常见的数学模型,要学会进行有效的转化,让学生通过解题后的反思真正做到“以点带面”,达到对某些知识的强化和知识结构的优化,使得思维更加敏捷、有序、合理。

例1:(1)8个同样的小球,随机放入3个盒内,求:①有多少种不同的放法?②每盒内至少有1球的放法。(2)求方程x1+x2+x3+x4=7的正整数解的组数。(3)△ABC的三个内角都是■的整数倍,且三内角不全相等,这样的三角形有多少种?

上述3题,虽然形式和内容不同,但是通过分析、类比,不难发现,对于(2),可将整数7看成7个相同的小球,变量x1、x2、x3、x4看成4个盒子,那么7球入4盒且无空盒的不同放法种数就是方程正整数解的组数。对于(3),三角形内角之和是π,它是■的12倍,将这12个■的角分配到三个内角内,其不同的分配法(除去正三角形一种),就是所求的三角形的个数。这样,三个问题都“化归”为“小球入盒”的模型:将n个同样的小球随机放入m(m≤n)个盒子内的不同放法有mn种;若要求m个盒内均有球,则不同的放法有c■■种。这样,不难求出各个问题的答案。

二、反思解题的过程,深思求准

学生解题结束以后,教师应该要求学生对解题过程进行反思,目的是查找自己是否审清题意,能否理清题干之间的内在联系,能否快速找到解题突破口,存在哪些错误,思维偏差及障碍在哪里,这些困难及错误是如何一一克服的。通过这些反思使之内化为自身的知识结构,从而完成“二次思维”。

三、反思解题的本质,深思求同

在平时教学中,对例题、习题的学习应引导学生深入研究,揭示通性、通法,从而激发学生的求知欲由浅入深,水到渠成完成一类问题,达到螺旋式上升。

例2:已知椭圆:■+■=1的上、下顶点分别为A、B,P为椭圆上不同于A、B的任意一点,求证:直线PA、PB的斜率之积为定值。

该题难度不大,学生按题意翻译就可得到答案,讲完该题,做出如下几个设计:(1)A,B坐标改为■,-■,-■,■结果如何?(2)A,B坐标满足什么条件,结论不变,并给出证明。

通过特殊点展示通法,类比到一般情况,便于学生思考与掌握。利用这一结论可以快速完成2011江苏高考题18题的第三问:

(江苏18)如图,在平面直角坐标系xoy中,M、N分别是椭圆:■+■=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k.

(1)当直线PA平分线段MN,求k的值。

(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d。

(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB。

四、反思题目的结构,深思求变

在教学中,设计合理的变式教学,将一题变一串,拓宽思路,提高应变能力。

例3:已知函数f(x)=ex-1,g(x)=-x2+4x-3,若有f(a)=g(b),则b的取值范围为

变式1:求a的取值范围。

变式2:求b·f(a)的取值范围。

变式3:若有f(a)=g(b)=g(c),(b≠c)求a+b+c的取值范围。

通过四小题归纳反思变中有同有不同,不要思维定式,让学生的思维在解题后继续飞翔。

五、反思解题的角度,深思求异

教师应启发学生在掌握基本解法的基础上再思考其他方法,多角度观察联想,寻找最佳解题方案,以利于提高思维的广阔性和发散性。

例4:如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:■+■=1,若点A,B分别是椭圆的E左、右顶点,直线l经过点B且垂直于x轴,点P是椭圆上异于A,B的任意一点,直线AP交l于点M,设直线OM的斜率为K1,直线BP的斜率为K2,求证:K1·K2为定值.

角度1:按题目阅读的顺序知,有了P点坐标,就可求出M点坐标,从而就有K1·K2的表达式,表达式中利用P点满足椭圆方程进行消元,得出结论,故而引入变量为P点坐标。

角度2:改变一下顺序,若有了M点坐标就可有直线AP方程,再联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为M点坐标。

角度3:若直线AP定了,联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,联立直线AP与l直线方程得到M点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为直线AP的斜率k。

归纳:角度1中P点坐标在椭圆上起到了消元作用,角度2、3中P点坐标通过联立直线与椭圆方程得到,哪种角度考虑最为简洁,一目了然。引导学生多角度反思,引入“谁”作变量。

仿照该角度就可轻松解决一类题:(2013苏锡常镇一模)已知椭圆E:■+y2=1的左、右顶点分别为A,B,圆x2+y2=4上有一动点P,P在x轴上方,直线PA交椭圆E于点D,连结DC,PB,设直线PB,DC的斜率存在,且分别为k1,k2,若k1=λk2,求λ的取值范围。

六、反思解题的结果,深思求真

解题后的验证过程是确保答案准确无误的一种有效做法。鉴于数学问题的特点,对解题结果的反思,一方面能确保答案准确无误,另一方面考查了学生审题的严密规范,能逐步养成良好的思维习惯,培养思维的严密性和批判性。

总之,解题反思是教学中的一个重要环节,教师在教学中要通过自己的示范、引导,对自己的教学内容、教学过程、教学重难点的把握进行反思,才能与学生形成师生间的积极互动,使学生在反思中优化数学认知结构,提高学习效率,不断优化思维品质,提升数学能力。endprint

摘要:反思是数学思维活动的核心。一般心理能力是顺利完成各种活动任务所必备的基本心理能力,如注意力、记忆力、想象力和思维力等。数学反思能力却是一种特殊的心理能力,它属于较高层次的能力——元认知能力。本文结合教学实例,分析了在解题教学过程中培养学生反思能力的具体方法。

关键词:数学;解题教学;反思能力;方法

中图分类号:G632.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2014)13-0100-03

《普通高中数学新课程标准(实验)》明确把“反思”这一教学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,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含的数学模式进行思考和做出判断”。美籍数学教育家波利亚也说,“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”。在解题过程中注重培养学生的反思能力,能够有效优化思维品质,提高思维能力,进而促进学生的全面发展。

一、反思题目的数学模型,深思求源

高中数学的基本内容有限,但题目却灵活多变。同一个数学模型,命题者可以从不同的角度、不同的层次,以不同的题型进行命题。面对新题型、新情境问题,学生往往会觉得很难,不知从何处下手。因此在平时的教学中要引导学生掌握一些常见的数学模型,要学会进行有效的转化,让学生通过解题后的反思真正做到“以点带面”,达到对某些知识的强化和知识结构的优化,使得思维更加敏捷、有序、合理。

例1:(1)8个同样的小球,随机放入3个盒内,求:①有多少种不同的放法?②每盒内至少有1球的放法。(2)求方程x1+x2+x3+x4=7的正整数解的组数。(3)△ABC的三个内角都是■的整数倍,且三内角不全相等,这样的三角形有多少种?

上述3题,虽然形式和内容不同,但是通过分析、类比,不难发现,对于(2),可将整数7看成7个相同的小球,变量x1、x2、x3、x4看成4个盒子,那么7球入4盒且无空盒的不同放法种数就是方程正整数解的组数。对于(3),三角形内角之和是π,它是■的12倍,将这12个■的角分配到三个内角内,其不同的分配法(除去正三角形一种),就是所求的三角形的个数。这样,三个问题都“化归”为“小球入盒”的模型:将n个同样的小球随机放入m(m≤n)个盒子内的不同放法有mn种;若要求m个盒内均有球,则不同的放法有c■■种。这样,不难求出各个问题的答案。

二、反思解题的过程,深思求准

学生解题结束以后,教师应该要求学生对解题过程进行反思,目的是查找自己是否审清题意,能否理清题干之间的内在联系,能否快速找到解题突破口,存在哪些错误,思维偏差及障碍在哪里,这些困难及错误是如何一一克服的。通过这些反思使之内化为自身的知识结构,从而完成“二次思维”。

三、反思解题的本质,深思求同

在平时教学中,对例题、习题的学习应引导学生深入研究,揭示通性、通法,从而激发学生的求知欲由浅入深,水到渠成完成一类问题,达到螺旋式上升。

例2:已知椭圆:■+■=1的上、下顶点分别为A、B,P为椭圆上不同于A、B的任意一点,求证:直线PA、PB的斜率之积为定值。

该题难度不大,学生按题意翻译就可得到答案,讲完该题,做出如下几个设计:(1)A,B坐标改为■,-■,-■,■结果如何?(2)A,B坐标满足什么条件,结论不变,并给出证明。

通过特殊点展示通法,类比到一般情况,便于学生思考与掌握。利用这一结论可以快速完成2011江苏高考题18题的第三问:

(江苏18)如图,在平面直角坐标系xoy中,M、N分别是椭圆:■+■=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k.

(1)当直线PA平分线段MN,求k的值。

(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d。

(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB。

四、反思题目的结构,深思求变

在教学中,设计合理的变式教学,将一题变一串,拓宽思路,提高应变能力。

例3:已知函数f(x)=ex-1,g(x)=-x2+4x-3,若有f(a)=g(b),则b的取值范围为

变式1:求a的取值范围。

变式2:求b·f(a)的取值范围。

变式3:若有f(a)=g(b)=g(c),(b≠c)求a+b+c的取值范围。

通过四小题归纳反思变中有同有不同,不要思维定式,让学生的思维在解题后继续飞翔。

五、反思解题的角度,深思求异

教师应启发学生在掌握基本解法的基础上再思考其他方法,多角度观察联想,寻找最佳解题方案,以利于提高思维的广阔性和发散性。

例4:如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:■+■=1,若点A,B分别是椭圆的E左、右顶点,直线l经过点B且垂直于x轴,点P是椭圆上异于A,B的任意一点,直线AP交l于点M,设直线OM的斜率为K1,直线BP的斜率为K2,求证:K1·K2为定值.

角度1:按题目阅读的顺序知,有了P点坐标,就可求出M点坐标,从而就有K1·K2的表达式,表达式中利用P点满足椭圆方程进行消元,得出结论,故而引入变量为P点坐标。

角度2:改变一下顺序,若有了M点坐标就可有直线AP方程,再联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为M点坐标。

角度3:若直线AP定了,联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,联立直线AP与l直线方程得到M点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为直线AP的斜率k。

归纳:角度1中P点坐标在椭圆上起到了消元作用,角度2、3中P点坐标通过联立直线与椭圆方程得到,哪种角度考虑最为简洁,一目了然。引导学生多角度反思,引入“谁”作变量。

仿照该角度就可轻松解决一类题:(2013苏锡常镇一模)已知椭圆E:■+y2=1的左、右顶点分别为A,B,圆x2+y2=4上有一动点P,P在x轴上方,直线PA交椭圆E于点D,连结DC,PB,设直线PB,DC的斜率存在,且分别为k1,k2,若k1=λk2,求λ的取值范围。

六、反思解题的结果,深思求真

解题后的验证过程是确保答案准确无误的一种有效做法。鉴于数学问题的特点,对解题结果的反思,一方面能确保答案准确无误,另一方面考查了学生审题的严密规范,能逐步养成良好的思维习惯,培养思维的严密性和批判性。

总之,解题反思是教学中的一个重要环节,教师在教学中要通过自己的示范、引导,对自己的教学内容、教学过程、教学重难点的把握进行反思,才能与学生形成师生间的积极互动,使学生在反思中优化数学认知结构,提高学习效率,不断优化思维品质,提升数学能力。endprint

摘要:反思是数学思维活动的核心。一般心理能力是顺利完成各种活动任务所必备的基本心理能力,如注意力、记忆力、想象力和思维力等。数学反思能力却是一种特殊的心理能力,它属于较高层次的能力——元认知能力。本文结合教学实例,分析了在解题教学过程中培养学生反思能力的具体方法。

关键词:数学;解题教学;反思能力;方法

中图分类号:G632.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2014)13-0100-03

《普通高中数学新课程标准(实验)》明确把“反思”这一教学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,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含的数学模式进行思考和做出判断”。美籍数学教育家波利亚也说,“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”。在解题过程中注重培养学生的反思能力,能够有效优化思维品质,提高思维能力,进而促进学生的全面发展。

一、反思题目的数学模型,深思求源

高中数学的基本内容有限,但题目却灵活多变。同一个数学模型,命题者可以从不同的角度、不同的层次,以不同的题型进行命题。面对新题型、新情境问题,学生往往会觉得很难,不知从何处下手。因此在平时的教学中要引导学生掌握一些常见的数学模型,要学会进行有效的转化,让学生通过解题后的反思真正做到“以点带面”,达到对某些知识的强化和知识结构的优化,使得思维更加敏捷、有序、合理。

例1:(1)8个同样的小球,随机放入3个盒内,求:①有多少种不同的放法?②每盒内至少有1球的放法。(2)求方程x1+x2+x3+x4=7的正整数解的组数。(3)△ABC的三个内角都是■的整数倍,且三内角不全相等,这样的三角形有多少种?

上述3题,虽然形式和内容不同,但是通过分析、类比,不难发现,对于(2),可将整数7看成7个相同的小球,变量x1、x2、x3、x4看成4个盒子,那么7球入4盒且无空盒的不同放法种数就是方程正整数解的组数。对于(3),三角形内角之和是π,它是■的12倍,将这12个■的角分配到三个内角内,其不同的分配法(除去正三角形一种),就是所求的三角形的个数。这样,三个问题都“化归”为“小球入盒”的模型:将n个同样的小球随机放入m(m≤n)个盒子内的不同放法有mn种;若要求m个盒内均有球,则不同的放法有c■■种。这样,不难求出各个问题的答案。

二、反思解题的过程,深思求准

学生解题结束以后,教师应该要求学生对解题过程进行反思,目的是查找自己是否审清题意,能否理清题干之间的内在联系,能否快速找到解题突破口,存在哪些错误,思维偏差及障碍在哪里,这些困难及错误是如何一一克服的。通过这些反思使之内化为自身的知识结构,从而完成“二次思维”。

三、反思解题的本质,深思求同

在平时教学中,对例题、习题的学习应引导学生深入研究,揭示通性、通法,从而激发学生的求知欲由浅入深,水到渠成完成一类问题,达到螺旋式上升。

例2:已知椭圆:■+■=1的上、下顶点分别为A、B,P为椭圆上不同于A、B的任意一点,求证:直线PA、PB的斜率之积为定值。

该题难度不大,学生按题意翻译就可得到答案,讲完该题,做出如下几个设计:(1)A,B坐标改为■,-■,-■,■结果如何?(2)A,B坐标满足什么条件,结论不变,并给出证明。

通过特殊点展示通法,类比到一般情况,便于学生思考与掌握。利用这一结论可以快速完成2011江苏高考题18题的第三问:

(江苏18)如图,在平面直角坐标系xoy中,M、N分别是椭圆:■+■=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k.

(1)当直线PA平分线段MN,求k的值。

(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d。

(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB。

四、反思题目的结构,深思求变

在教学中,设计合理的变式教学,将一题变一串,拓宽思路,提高应变能力。

例3:已知函数f(x)=ex-1,g(x)=-x2+4x-3,若有f(a)=g(b),则b的取值范围为

变式1:求a的取值范围。

变式2:求b·f(a)的取值范围。

变式3:若有f(a)=g(b)=g(c),(b≠c)求a+b+c的取值范围。

通过四小题归纳反思变中有同有不同,不要思维定式,让学生的思维在解题后继续飞翔。

五、反思解题的角度,深思求异

教师应启发学生在掌握基本解法的基础上再思考其他方法,多角度观察联想,寻找最佳解题方案,以利于提高思维的广阔性和发散性。

例4:如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:■+■=1,若点A,B分别是椭圆的E左、右顶点,直线l经过点B且垂直于x轴,点P是椭圆上异于A,B的任意一点,直线AP交l于点M,设直线OM的斜率为K1,直线BP的斜率为K2,求证:K1·K2为定值.

角度1:按题目阅读的顺序知,有了P点坐标,就可求出M点坐标,从而就有K1·K2的表达式,表达式中利用P点满足椭圆方程进行消元,得出结论,故而引入变量为P点坐标。

角度2:改变一下顺序,若有了M点坐标就可有直线AP方程,再联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为M点坐标。

角度3:若直线AP定了,联立直线AP与椭圆方程得到P点坐标,联立直线AP与l直线方程得到M点坐标,代入K1·K2计算即得,故引入变量为直线AP的斜率k。

归纳:角度1中P点坐标在椭圆上起到了消元作用,角度2、3中P点坐标通过联立直线与椭圆方程得到,哪种角度考虑最为简洁,一目了然。引导学生多角度反思,引入“谁”作变量。

仿照该角度就可轻松解决一类题:(2013苏锡常镇一模)已知椭圆E:■+y2=1的左、右顶点分别为A,B,圆x2+y2=4上有一动点P,P在x轴上方,直线PA交椭圆E于点D,连结DC,PB,设直线PB,DC的斜率存在,且分别为k1,k2,若k1=λk2,求λ的取值范围。

六、反思解题的结果,深思求真

解题后的验证过程是确保答案准确无误的一种有效做法。鉴于数学问题的特点,对解题结果的反思,一方面能确保答案准确无误,另一方面考查了学生审题的严密规范,能逐步养成良好的思维习惯,培养思维的严密性和批判性。

总之,解题反思是教学中的一个重要环节,教师在教学中要通过自己的示范、引导,对自己的教学内容、教学过程、教学重难点的把握进行反思,才能与学生形成师生间的积极互动,使学生在反思中优化数学认知结构,提高学习效率,不断优化思维品质,提升数学能力。endprint

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