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回归问题本质 防止高中数学解题“一错再错”

2018-10-17王莉红

福建教育学院学报 2018年9期
关键词:小球图象变式

王莉红

(建阳第一中学,福建 建阳 354200)

在高中数学教学中,学生的“一错再错”现象总是随处可见。作为教师的我们总是认为学生学习不用心,不努力,导致屡考屡错。事实上,问题真的都出在学生身上吗?其实不然,很多时候,教师只告诉学生“这题这样做”,却未必深究“为什么这样做”,使得很多学生对问题本质模糊不清,题型稍加变换或时间一长,就又一错再错了。下面,笔者就从教师教的层面入手,就教师如何回归问题本质,防止“再错”现象,谈谈几点拙见。

一、重视学生的错题

学生的错题,恰好是教师教学的宝贵资源,因为它反映出学生在对这类知识的掌握过程中存在着不足之处,给学生提供了查缺补漏的机会。这些错题,不仅学生要去回顾反思,找到出错原因,教师也要追根溯源。在教师找到源头之后,对症下药,就可避免学生一错再错的现象发生。

值得一提的是:教师不能认为错题曾经强调过了,在再次讲评时而简单带过。因为学生错误已是先入为主、根深蒂固,只有经过反复的认知,方可加深学生对知识本质的理解,打破原有惯性思维,迫使学生产生内在“观念冲突”,才能建立新的“认知平衡”。[1]所以,教师应深入剖析问题本质,并进行有针对性的变式巩固,对一个错误变换不同的背景,不断呈现,使得学生的错误经过反复校正得到强化、固化,从而改善学生一错再错的现状。

二、备好教材,更要备好学生

在备课时,限于学生的认知水平,教师对学生解题时可能会混淆和卡壳的知识点要做到心中有数,这样在课堂上才能有的放矢,揭示问题本质,避免学生学得“云里雾里”。

例1 将标号为1,2,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子中,若每个盒子放2个小球,其中标号为1,2的小球放入同一个盒子中,则不同的放法有_______ 种。

学生对此类题型“有的时候要除以阶乘,有的时候又不要除以阶乘”感到很乱,教师若对此研究透,让学生清晰也就不是什么难题。此题因研究的主体不同,可以有两种不同的解题思路:方法1.研究的主体是“小球”,则要先分组再排,而这里的分组就是个易错的难点——平均分配问题。为讲清楚这个问题,笔者设计了下面两个问题让学生比较:

问题1:将甲、乙、丙、丁四个人平均分成A,B两组,每组2人,有多少种不同的分法?

问题2:将甲、乙、丙、丁四个人平均分成两组,每组2人,有多少种不同的分法?

这两个问题,都是平均分配问题,区别是问题1是有组名,问题2是没有组名,而“甲乙——丙丁”与“丙丁——甲乙”,对问题1来说是不同的分法,对问题2来说却是同一种分法,原因就在于问题1与顺序有关,而问题2与顺序无关,这样笔者就给学生总结出“平均分配问题,没有组名的,就要除以组数阶乘”。弄清这个问题本质后再回头做例题1就水到渠成了:1,2号的小球已经成一组,另外4个小球分成两组,这样分成3组有,再排有种,所以由分步乘法原理有方法;

另一种方法:研究的主体是“盒子”,则先选一个盒子放1,2号两个小球,有种方法;再给第二个盒子选两个小球有种方法,第三个盒子就放入剩下的最后两个小球,所以由分步乘法原理有=18种方法。

此题因研究的主体不同而分出运用不同的途径,而方法2就避开了平均分配这个难点。为了加深学生的理解,笔者又设计了三个变式题:

变式1:将7个学生分成3组,一组1人,一组2人,一组4人,有____ 不同的分法;

变式2:将7个学生分成3组,两组2人,一组3人,有____ 不同的分法;

变式3:将7个学生分成3组,两组2人,一组3人,分别去参加数学、物理、化学的研究性学习,每个学科都要有小组选,有______ 种不同的选法。

通过对比,学生对此类问题的本质就有了更深刻的认识。

知道学生解题可能会犯错的地方,教师事先就从源头上提前加以防范,使学生在脑子里烙下正确的数学概念与思想方法。为避免学生认知停留在知识的表层,教师就得再通过反复的变式、迁移与拓展,不断强化,让学生在知识的产生、发展和应用中不断地反思与总结,最终摸清这类问题的本质,运用起来便能得心应手,犯错的概率就降低了。

三、将问题化繁为简,化难为易

教师要不断反思解题过程,不断总结经验,随时做好心得记录,改进解题策略,将抽象化为具体,将复杂化为简单,层层抽丝拨茧,挖掘问题本质,最终将最易理解又便于记忆的方法传授给学生。

这类题型看上去抽象复杂,学生惧怕,也屡做屡错,其实实质就是不知道语言之间的转换。讲解时,笔者将此题分解为下面两个题型:

这样解释学生自然就好理解,然后笔者再迁移到例2,将上面翻译成“当时g(x)的图象上存在这整段图象下方的点”即学生便好接受了。接下来,笔者再将例2进行三次变式,以加深学生对此类问题的理解和巩固:

变式(2)将题中的“>”改为“〈”;

变式(3)将题中的“>”改为“=”。

所以,同样一题,教师怎么讲,效果却完全不同。这就要求教师在平时教学中,不仅要注重学生思维的形成和发展,还要做个有心人。题目不是讲完就可以了,还要看学生接受和掌握情况,反思教学效果,将最优方案传授给学生。教师力争让学生抓住问题的本质,自然就可以降低学生再出错的概率。

四、重结果,更要重过程

很多时候教师由于赶进度或急功近利,往往重视知识的应用,却忽视知识的生成过程,造成学生对知识“知其然而不知其所以然”,这样为学生解题的一错再错埋下隐患。

例3 (2014·四川)为了得到函数y=sin(2x+1)的图象,只需把函数y=sin2x的图象上所有的点( )

C.向左平行移动1个单位长度

D.向右平行移动1个单位长度

解此类平移问题,相当部分学生是按教师教的记忆口诀“左加右减,上加下减”来选择了C,错误的很大原因就在于教师并未揭示问题的本质。事实上,我们在变换前的函数y=f(x)图象上任意取一点P(x,y),不妨设图象向左平移h(h>0)个单位长度,向上平移k(k>0)个单位长度后得到对应的点P'(x',y'),则有即,将代入y=f(x),得y'-k=f(x'+h)即y'=f(x'+h)+K,然后将自变量和因变量改写成习惯性写法,就有y=f(x+h)+K口诀中的“左加右减,上加下减”了。学生明白了这类问题的本质,解这类题也就不会一错再错了。

五、注重通性通法,淡化特殊技巧

通性通法就是概念的基本性质及其所蕴含的数学思想方法。[2]有些教师一味追求解题技巧,忽略了解题的根本,一旦此类题型稍加改变,学生便又一错再错了。

方法一(通性通法):求函数y=f(f(x))+1的零点的个数,即求方程y=f(f(x))-1的解。由已知可得解得f(x)=-2 或 f(x)=,进而得或最后解得x=-3或x=或x=-或x=,从而零点个数为4个。

方法二(数形结合法):令f(x)=t,则由f(f(x))=-1有f(t)=-1,观察图1可知方程f(t)=-1有t1,t2两根,其中t1<-1,0<t2<1;再观察图2可知f(x)=t1(t1<-1)有两解,f(x)=t2(t2<-1)有两解,所以方程f(f(x))=-1有4个不同的解,即函数y=f(f(x))+1的零点的个数有4个。

方法一,依据分段函数定义区间的划分标准,对f(x)这个整体进行讨论,通过两次转化,顺利解出答案。此法常规,容易理解,且计算量不大,便于学生掌握。它抓住了此类题型的问题本质:整体代换、分段讨论、解方程或不等式,是通性通法;方法二是运用数形结合,逆向思维,对图象进行两次观察,快速得出答案,只是这种思维抽象,学生难于理解,也不易想到,属于技巧性方法,而技巧性方法有时无法通解一类题型。[3]所以,教师若强化通性通法,使学生能够触类旁通、举一反三,能解一题通一类,那么学生的学习效率就可得到提高,一错再错的现象也可减少。

只要教师在教材上用心钻研,对数学的概念、解题等方面“入木三分”;在教法上能够透过现象,挖掘问题本质,并积极寻求纠错策略,[3]必能促使学生回归到问题本质,从而避免“一错再错”的现象发生。

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