哪种解法,更适合学生?
2020-01-06顾颖程军
顾颖 程军
近日在初三数学解题研讨活动中,备课组成员在做常州2020中考数学第27(2)时,对于市场上提供的参考答案出现了激烈争论,并提出了不同的见解和解法,到底哪种方法更适合学生?现将研讨主要过程摘录如下,以飨读者.
1 原題呈现
首先连接MN,根据两点间距离公式求出MN=25,作NE⊥MF,根据特征数含义,求出NE=10,设E(a,b),再根据两点间距离公式,把NE用a,b表示出来,在Rt△MNE,运用勾股定理结合两点间距离公式,列出方程组,下面的问题交给解方程组即可,有2组解,正好求得两个点,从而解决问题.这种方法避开了构造基本图形的难点,解题思路简洁,主要精力集中在解二元二次方程组上.
3 究竟哪种方法更适合学生
上述四种解法,其中前三种都涉及到了构建基本相似图形,说明初中数学解题教学中,建立模型十分重要,建模能力也是数学六大核心素养之一,教师应努力向学生渗透数学建模意识,培养构建基本图形的能力,模型思想有利于促进学生思维定式的正迁移.
解法四比较特别,一看就是高中的解析几何法,没有模型的影子,就是利用两点间距离公式,结合勾股定理,理解没有难点,但真正算起来,超出了初中阶段教学要求(二元二次方程组,目前初中不作要求).两点间距离公式是高中内容,其实质是勾股定理的拓展,在平面直角坐标系涉及到点点距离经常碰到,建议有条件的话可以补充.
3.1 若学生有确定性思想引导,则解法二最适合学生
解法二运用数学确定思想,知道Rt△MNH是确定的,即它的三边都已知,它的形状大小唯一确定,可求.通过构造的△MSN和△HTN全等(或相似,且相似比已知),从而可以表示两三角形对应边之间的关系,结合几何图形性质,设其中一条线段长为a,找到数量关系,列出方程,此时方程往往比较简单,运算量小,基本秒解.有了确定性思想,学生往往解题方向明了,思路清晰,直入主题.这种做法直观操作性强,有一定思维量,运算简单,但容易漏解.要多画图形,综合考虑各种情况.
3.2 从不遗漏解答情况的角度看,则解法三更适合学生
解法三与解法二最大的不同是,不漏解,虽然只研究一个图形但包含了两种情况.先设坐标F(a,0),用横坐标表示线段长,通过勾股定理和基本图形,列出方程(出现平方),这里平方包含了两种情况,避免了漏解情况,这是解法三的优势.但列出的方程3a2+26a-77=0解起来有点难.
3.3 从思维力度轻重看,解法四显得更“短平快”
解法四则完全抛开了模型构图,先设坐标,用两点间距离公式表示线段NE和运用勾股定理列出方程MN2=ME2+NE2,思维量小,重点在解方程组上,解题效果很好,不易漏解,应试效率高,在考试争分中也有一席之地.
显然解法一学生容易想到的,但最难实现,主要是涉及到分式运算繁杂,运算量大,教学时可以研究但不值得向学生推荐.解法二和三是目前课堂教学解题的主要方向,渗透了建模思想,考察了学生构建基本图形的能力,确定性思想和方程思想都是核心素养的重要内容.
4 对今后解题教学的启示
4.1 注重构建基本图形的解题模型,培养学生数学直觉和数学建模能力
“一线三等角”(“即K字型”)、“母子型”相似等是相似中的非常重要的基本图形;、“直角三角形(等腰直角三角形)”等图形都是解题常见的基本图形.基本图形具有强大生命力,经得起实践检验,往往蕴含着基本知识和基本方法,在复杂图形中,能找到或构造基本图形,可以直接获取基本图形所蕴含的结论和方法,实现思维跳跃.平时教学时引导学生熟悉图形,熟记结论,多多积累经验,培养学生观察力、联想力.心中储藏的基本图形多了,熟悉了,解题时数学直觉自然而然就产生了.解法二、三都构造了基本相似模型,图形简单,结论有用,威力无穷.
4.2 注重渗透数学确定性思想,培养学生数学逻辑推理能力
要带着确定性思想分析,树立“确定的必可求解”的意识,特别是三角形的确定性特征.在学习全等三角形时,出现了“SAS”“ASA”“AAS”“SSS”等方法,满足上述三条件,三角形形状大小就唯一确定,这就是三角形的确定性思想的体现.又如锐角α的正切值为13,尽管α不知道确切值,但要明确α角度已知.这种确定思想十分重要,如上述解法二中的直角△MNH,两边已知,它就是一个形状大小唯一确定的图形,“K字型”Rt△MSH和Rt△NHT的边之间有必然的数量关系,为下一步列出方程指明了方向.确定性思想有利于培养学生数学逻辑推理能力,优化解题策略,提高解题能力.
4.3 注重必备的运算技能,培养数学运算能力
运算能力一直是初中学生数学学习的硬伤.学生普遍计算能力弱,一算就错.数学运算是初中数学六大核心素养之一,可见基本的数学运算是学生必备素养,教学时注重提升学生的计算能力.法一涉及到分式运算和解分式方程;法三涉及到解一元二次方程(十字相乘法),法四涉及到求两点间距离,解二元二次方程组,都要运算,可以说,没有运算就没有真正的数学.运算技能越早抓越有利,并且应螺旋上升,不断提高,如基本的口算能力,有理数的运算能力,分式的运算能力等等在不同学段有不同体现.