江蘇省太倉高級中學 (郵編:215411)
安徽省馬鞍山市第二中學 盧建軍 (郵編:243000)
近日,筆者對一道市級高三模擬考試題展開解法探究與教學思考,以期對高三習題教學有所啟發.
試題(2019年馬鞍山市高三模擬考理科第16題)在△ABC中,∠BAC=60°,點D在線段BC上,且BC=3BD,AD=2,則△ABC面積的最大值為.
這是一個三角形面積的最值問題,試題平和樸實、內涵深刻,給人以“題在書外,根在書內”的感覺,并自然地將等與不等、消元思想、數形結合思想等融為一體,考查學生綜合運用解三角形的相關知識和方法,以及平面向量、不等式、平面幾何的相關知識和分析問題、解決問題的能力,較好地檢測考生的數學素養與學習潛能.

圖1

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評析該解法屬解三角形問題的通性通法,激活余弦定理和基本不等式的相關知識,教學中關鍵要引導學生“由已知看可知,再由未知看需知”.針對多變量代數式的處理體現了消元的思想,解法自然,學生易于想到.最后關注取等條件,同時激活了角平分線定理等知識.

9AD2=4AB2+AC2+4AB·ACcos60°≥4AB·AC+2AB·AC,即6AB·AC≤36,即bc≤6. 下同解法一.


由2S△ABD=S△ACD可得,
③
④

解析該解法激活了三角函數的相關知識,用角α來表示邊b,c,最終將面積表示成關于α的三角函數式,進而求出最值,體現了利用函數思想求最值.
解法四由斯特瓦爾特定理可知,AB2·CD+AC2·BD-AD2·BC=BC·CD·BD,


解析該解法激活了平面幾何等相關知識,其本質同解法一,只不過建立三邊關系式的途徑不同而已.

圖2

解析從本質上看解三角形也是平面幾何的知識,我們知道像這一類動態三角形的問題都有著幾何背景,通過平面幾何知識將該問題轉化為一個基本問題:已知三角形中的一邊及其對角,求面積的最大值. 巧用外接圓,妙解三角形. 體現了化歸與轉化的思想,讓學生感受到任何一道難題都可以轉化為我們曾經熟悉的問題.
對試題進行一般化的推廣探究,是學習解題的重要法寶之一.通過一般化探究,去除問題中非本質屬性,執問題的牛耳.

當且僅當AD為∠BAC(或其外角)平分線時取得最大值.

圖3




當λ<0或λ>1時,


題1 (2014年高考全國1卷理科第16題)已知a、b、c分別為△ABC的三個內角A、B、C的對邊,a=2,且(2+b)(sinA-sinB)=(c-b)sinC,則△ABC面積的最大值為.
題2 (2018年高考江蘇卷第13題)在△ABC中,角A、B、C所對的邊分別為a、b、c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC與點D,且BD=1,則4a+c的最小值為.
題3 在△ABC中,∠BAC=30°,點D在線段BC上,且BC=3CD,BC=3,則AD的最大值為.
題4 在△ABC中,角A、B、C所對的邊分別為a、b、c,若a2+2b2+3c2=1,求△ABC面積的最大值.
上述三點可以看作是習題教學中教師備課的內容,從典型例題的選擇,到解法的探究與推廣,再到后期提供給學生的變式訓練,經歷了“選題——講題——練題”三步曲.
作為教師,我們在試題研究中做到以上幾點,對錘煉自身內功是大有裨益的,而且唯有課前深入備課,方能課中精彩演繹.一題多解就是在挖掘每個數學問題的“營養價值”,不能“入寶山而空返”,看似在講解一道題,殊不知以及豐富聯想、激活串講了多個知識點,如此達到“以少勝多”、“舉一反三”、“融會貫通”的功效,學生的能力素養在潛移默化中得到提升.
我們也經常聽到這樣的質疑聲:課堂上如果這樣玩一題多解,會不會耽誤教學進度,有的解法需要教給學生嗎,需要給學生講授一般化推廣嗎?這些思考與質疑不無道理,如果我們拋開學生,孤芳自賞,展示解法,那就好比“一個壯漢在秀肌肉”,其教學效果可見一斑.但我們也不能“因噎廢食”,誠然,不是所有的題目都適合一題多解,也不是所有學生都適合一題多解,最根本的是要因材施教,以學定教,多關注學生的表現和感受,講解習題時做到“關注學情、充滿激情”.
不同學生,不同時期,我們所教的知識側重點應有所區別,尤其在高三后期的習題教學中,學生在已經掌握通性通法的階段,我們要盡可能多地傳遞解題思路、滲透思想方法、揭示問題本質.讓我們的課堂“少一點套路,多一些理性”,讓我們的學生擁有更多的問題視角,突破思維定勢,從容自如地應對各種新問題,成為一個善于思考、獨具個性的學習者,而不是知識的容器,這就是教育成功的最大收獲.