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诊评错解与教学跟进:值得修炼的专业基本功
——从学生错解的订正说起

2019-11-02江苏省常熟市尚湖中学胡建中

中学数学杂志 2019年20期
关键词:平分线考题思路

☉江苏省常熟市尚湖中学 胡建中

《中学数学》(下)近年来有多篇文章关注学生错误解法的诊评与教学跟进,对我们深入研究相关考题有很好的启示作用.笔者近期也深入诊评过学生的一些错误解法,有了一些认识和思考,本文从一个学生的错误解法说起,深入剖析这道考题的解法与结构,并提出一些相关思考,供研讨.

一、从学生的错误解法说起

考题:(2018年江苏徐州,第28题)如图1,平面直角坐标系中,O为原点,点A、B分别在y轴、x轴的正半轴上.△AOB的两条外角平分线交于点P,点P在反比例函数y=的图像上.PA的延长线交x轴于点C,PB的延长线交y轴于点D,连接CD.

(1)求∠P的度数及点P的坐标.

(2)求△OCD的面积.

(3)△AOB的面积是否存在最大值?若存在,求出最大面积;若不存在,请说明理由.

图1

图2

学生解法:(1)由AP、BP是△AOB的两条外角平分线,得

由∠OAB+∠OBA=90°,得∠BAy+∠ABx=135°.则∠P=45°.

如图2,过点P作PM⊥y轴于点M,PN⊥x轴于点N,PH⊥AB于点H.

则∠PMA=∠PHA=90°.

在△APM 和△APH 中,∠PMA=∠PHA,∠PAM=∠PAH,PA=PA,则,则PM=PH.

同理,PH=PN.

则PM=PN.

(2)设OA=a,OB=b,则AM=AH=3-a,BN=BH=3-b,则AB=6-a-b.又AB2=OA2+OB2,则a2+b2=(6-a-b)2,可得ab=18-6a-6b.①

(3)设OA=a,OB=b,则AM=AH=3-a,BN=BH=3-b,则AB=6-a-b.

在直角三角形AOB中,a2+b2=(6-a-b)2,整理得a=

解法诊评:(诊评顺序就依据学生解法展开)

对于第(1)问,虽然答案正确,但是解法步骤中有思维回路,主要是处理“PM=PH”时用的是全等法,可以直接使用“角平分线上的点到角的两边距离相等”简化推理,数学解法需要求优、求简.

第(2)问思路方向、解题路径都是正确的,但是在关键步骤的演算变形上出错,即上面步骤“①”出现错误,应该订正为“ab=6a+6b-18”,在步骤③中,代入运算出现错漏,把面积计算公式的系数漏掉,也是另一处错误.订正上述两个错漏之后,演算就得到了正确答案9.

需要指出的是,上述思路好理解,但是需要扎实的数式、方程、函数最值分析的运算基本功,这就是设出点A(0,a)、B(b,0),并进一步利用直角三角形AOB沟通a、b之间的关系式,代入△AOB的面积表达式中,从而“消参”得出只含一个参数a或b的式子,这里再利用根的判别式对分式最值进行分析就可以了.然而,“望断天涯路”之后,是“衣带渐宽终不悔”的运算和最值分析,也是多数初中生难以达到的分析层次.

二、对考题解法的进一步探究

图3

我们先给出第(2)问的不同思路,因为求解的关键是OC·OD,接着把问题中无关线段删减后简化为图3.连接OP,借助45°的条件,可证∠PCO=∠DPO,∠CPO=∠PDO,可得△PCO△DPO,则则OC·OD=OP2=18,则

顺便指出,如果着眼于直线PA、PB的解析式,并表示出点C、D的坐标,再代入面积关系式进行运算,也可以获得进展,只是“含参”运算的量会稍大一些.对于本题来说,也可以贯通思路.相比上面的几何思路来看,“算法简单的方法往往要付出逻辑思维的代价”.

再看第(3)问,设OA=a,OB=b,则AM=AH=3-a,BN=BH=3-b,可得AB=6-a-b,推出OA+OB+AB=6,可得a+b+,利用“基本不等式”(高中将系统学习,这里作为拓展提升,也可基于配方、变形引导学生理解)即可解决问题.

因为初中阶段并没有系统研究基本不等式,学生对基本不等式是“陌生的”.如果觉得使用“基本不等式”比较突然,要用这个思路方法,也可先带领学生验证一下“基本不等式”从何而来,其实只要使用配方法、完全平方式为非负式就可解释清楚.如,展开、移项并整理得a+b≥在此基础上续解问题a+b+,则△AOB的面积的最大值为

三、命题商榷

解后反思这道压轴题会发现,这道考题以反比例函数的图像(曲线)为背景命制,给人感觉貌似一道函数图像的综合题,然而,解后大家都能看到曲线的价值在第(1)问求出点P的坐标之后就提前“枯萎、死去”,后续两问与曲线及函数性质“毫不相关”,这是典型的“函数图像搭台,平面几何唱戏”,而且第(2)、(3)问之间缺少关联呼应,甚至第(3)问的本质

是以下一个“经典问题”:如图4,正方形ABCD中,点E、F分别在 边AD、CD上,且∠EBF=45°,则△DEF的周长为定值(正方形ABCD边长的两倍);△DEF的面积存在最大值(当DE=DF,即点E、F关于BD对称时取得).

图4

四、围绕考题的教学建议

1.理解考题结构,明辨难点本质

围绕考题开展解题教学之前,需要先深刻理解考题结构,并且基于学情明辨难点、关键步骤、易错点,以便追求对考题的深刻理解,为后续教学设计提供必要准备.比如,我们在上面给出图4,就是洞察问题的本质,想清这些对于讲评会有较好的作用.因为当学生有困惑不能排除干扰突出关键步骤时,我们可以进行无关线条的删减,转化和凸显关键图形的问题.

2.预设铺垫问题,跟进同类再练

在具体开展解题教学设计时,对于一些较难问题,要预设铺垫式问题,以帮助学生获得思路启示.比如,考题第(2)问的求解思路较多,可以考虑在不同思路启示之前设计一些简单的问题背景,让学生由这些简单的问题拾级而上,获得进展.在讲评之后,较难问题需要跟进同类问题或变式再练,以加深学生对相关问题的深刻理解.

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