安徽省淮南市教育局中小學教研室 (郵編:232001)
《普通高中數學課程標準(2017年)》明確指出“高中數學學習活動不應只限于接受、記憶、模仿和練習,還應倡導自主探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學等學習數學的方式.”教學目標的實現要靠學生在學習過程中不斷積累基本的活動經驗,并運用已有數學知識及其所蘊含的數學思想方法去解決問題,由此在此過程中感悟數學學習的價值和作用,提高學生的數學素養.
歷年高考數學考試大綱均明確將“注重通性通法,強化特殊技巧”作為一條重要命題原則.這就是要求教師提高對所教內容的理解水平,增強辨別和判斷能力,并在數學中引導學生去分析、總結、體會哪些是“雕蟲小技”,哪些是“通性通法”,逐步提高學生的解題能力和數學素養,最終落實數學學科的育人功能.
高三教學后期(一輪已結束)盡管復習已到位,但需要對一系列相對零散知識與方法進行重組,構緯聯經,形成網絡.但正是因為如此,教師的教學組織更要彰顯“過程”與“通法”,充分調動學生的主動性.以下結合筆者聽評的一節高三復習課,以求“管中窺豹”,并向各位求教與匯報.
出示一道經典例題:

師:請問這道如何求解,請大家發表看法.

師:這個方法不錯,不妨稱之為判別式法(投影生1解題過程).

師:本題還有其它解法嗎?
生2:由生1的設法y=kx表示直線,(x-2)2+y2=1表示圓,故還可以利用直線與圓的位置關系來求解.
師:這個想法很自然,我們稱之為幾何法(投影生2的解題過程).


師:本題是否僅有此兩種解法呢?

生3:還有更簡潔解法,幾乎可以“秒殺”!
師:還有如此玄妙的解法?趕快貢獻出來與我們一同分享吧!


注意|OC|=2,|AC|=1,則∠AOC=∠BOC=30°,故
師:這個方法以形助數,借形解數,妙不可言,稱之為數形結合法.本題已有三種解法,估計差不多了吧?
生4:還有一種解法.
師:請你說說看.
生4:可利用圓的參數方程進行三角換元解決(投影生4的解法).



師:剛才大家一共找到四個辦法共同解決了一個問題,可謂“異曲同工”.那么在以后解題應該如何選取最有效的方法呢?接下來再看幾個題目,請大家思考,討論下列各題可采用什么方法?(引導學生先討論再回答)


師:為何不用幾何法?
生5:因為目前我們還不能從幾何直觀上判定直線與橢圓位置關系.
師:很好!那么“數形結合”你是如何求解呢?
生5:過原點向橢圓引切線,求出切線斜率.
師:如何求切線斜率?
生5:利用判別式.
師:那么該“數形結合法”本質上說仍是判別式法.故本題通法為“判別式法”與“三角換元法”.(解題過程略)
變式2 若實數x、y滿足x2+xy+y-3=0,試求2x+3y的最值.
生6:本題只能用判別式法.
師:請說一說你的理由.
生6:因為x2+xy+y-3=0只是一個二元二次方程,其幾何意義并不清楚.
師:很好!看來“判別式法”是一個無所不能的好辦法,應該算是我們常談的“通性通法”,那么它會不會也有“失敗”的時候呢?
變式3 若實數x、y滿足(x-2)2+y2=1,試求x2+y2+2x-4y的最值.
師:這道題可用判別式嗎?為什么?
生7:不可以,因為所求結果不是一次式,不能進行消元.
師:那么它該如何求解呢?
生7:可用三角換元(投影生7的解法)
令x=cosθ,y=sinθ,
原式=(2+cosθ)2+sin2θ+2(2+cosθ)-4sinθ=9-2(2sinθ+3cosθ)
生8:本題也可用數形結合,因為x2+y2+2x-4y=(x+1)2+(y-2)2-5,其中


師:生8解法很有思想,數形結合,魅力無窮.
生9:剛才生7說x2+y2+2x-4y不是一次式,事實上,所求代數式可轉化成一次式求解,故還可用判別式.
師:真的嗎?說說你的發現.
生9: 由(x-2)2+y2=1,知x2+y2=4x-3,故x2+y2+2x-4y=6x-4y-3,可用判別式求解.
師:非常正確,轉化成功,這個方法老師都沒想到!讓我們為他鼓掌!(掌聲四起)
課堂小結:
本節課我們集中研究了在二次方程(一般不含xy項)限制性條件下,求代數式的最值問題.主要結論小結如下:
若被求代數式為線性(或可轉化為線性),則可用“判別式”法求解,即“判別式”法是求解該問題的“通性通法”.
若已知條件可轉化成圓或橢圓方程,則可考慮采用三角換元求解:若被求代數式又有明顯的幾何意義(斜率與距離)也可用數形結合求解.
應該說隨著課程改革的推進,教師在新授課的教學中,教師的教學觀或多或少都發生了改變,探究活動,合作學習也常見于課堂.然而在高三一輪后復習備課的教學中,課堂再次被教師獨霸,常見的教學是教師提前編寫講義,發給學生練習(或測試),教師結合學生錯誤多的地方進行重點訂正.如此簡單隨意的教學,把習題課變成訂正課,很難保證復習效率.即便在重點題型講解上,也只是在炒剩飯,突出表現在以下兩方面:一是對同一個題目采取一題多解,各種解法平行推進,以教師的講解代替學生的思維,再以類似題進行固化的訓練.然而一旦題目稍有變化,學生便感到“十八般武藝,樣樣不通”,教學的效果大打折扣.二是未能很好地將相關知識點進行“串聯”,形成有機的整體,造成學生認知上的困難,學生的能力并未真正提高.本節課從一個簡單而又不失經典的題目入手,全方位展示該題的多種解法,每一種解法都不是教師給出,而是由學生根據提議和結論,不斷進行升級與改造,充分給學生時間,做足“過程”.為了進一步讓學生逐個感悟到各解法的適用對象,課堂上將原題進行適當的變式,制造沖突,讓學生時刻處于興奮狀態,讓復習課也充滿新鮮感.
“灌輸”雖然也可以讓學生獲得知識,但失去了直覺、感悟和樂趣;而關注“過程”的教學在讓學生獲得知識的同時,卻在發展著學生的思維,感受著數學的魅力,在生命層次上體驗學習的樂趣,感悟數學的教育價值.
本節課的題目引例雖然簡單,但方法多樣,倘若不慎,會讓學生有“錢多不知如何花之感”.為此,在后續的教學安排中,不斷變化條件與問題,最終讓學生體會到“判別式法與“三角換元”作為解決此類問題的“通性通法”的威力與“魅力”!雖然問題較多,但由于問題設計條理清晰、層次清楚、設問自然,會有“忽如一夜春風來”的頓悟.
誠然,“通法”不能由教師簡單地告知,而應當讓學生去親自體驗與感悟.本節課教師似乎沒有給學生任何解題“妙招”,而只是在追問學生“你是怎樣想的”“還有什么想法”“為什么不能這樣想”“為什么可以這樣想”這些追問其實引導學生挖掘精彩背后的“通法”之源,充分暴露學生的思維過程,加深學生對知識的理解和運用,用“火熱的思考”去替代“冰冷的美麗”,從而提升學生思維的品質.
在高三復習后期(一輪復習已結束),學生對高中數學知識體系、思維方法都有了較系統的掌握.加之,他們對同一個問題思考角度不同,一定會帶來不同的解題策略與方法,正所謂“眾人拾柴火焰高”.在教學中,教師應注重對課堂最具活動的資源——學生的開發.如教師可以通過設置恰當的情境,讓學生去探索、討論、講解,對于同一個問題,引導學生從多個角度去分析探究,鼓勵一題多解;對于同一類問題,引導學生從中抽象概括出本質屬性,總結規律和方法,強化通性通法,最終提升學生的解決問題的能力.