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笔者发现,很多学生缺少必要的解题思维意识,表现在解题中或无从下手,或频频出错,或过程繁冗.在高三复习过程中,笔者从强化思维意识这个角度入手,取得了较好的效果.本文结合教学实践,通过梳理学生在解题中最易忽略的几种思维意识,谈些个人的粗浅体会.
1.定义域意识
定义域意识也即范围意识,变量范围是变量存在或不存在的前提,应时时不忘变量范围对变量的限制.而学生在解题过程中,由于范围考虑不慎,出现错解的现象比比皆是,实在令人痛惜!为了避免因范围引起的错误,必须强化“定义域意识”.
例1 已知f(x)=2+log3x,x∈[1,9],则y=f2(x)+f(x2)的最大值为.
误解 易得y=log23x+6log3x+6,令log3x=t.
∵x∈[1,9],∴t∈[0,2].
从而,y=t2+6t+6=(t+3)2-3,故当t=2时,ymax=22.
说明 该例是高三一轮复习函数专题里常见的一道题目,笔者曾在整个高三年级作过统计,错误率竟高达86%.错误的根源就是“定义域意识”的缺失.也只有少部分同学考虑到了:对于函数y=f2(x)+f(x2),因为x∈[1,9]且x2∈[1,9],所以其定义域为[1,3],从而,令log3x=t换元后,t∈[0,1],故当t=1时,ymax=13.
体会 对概念、公式、定理等存在的前提(常常涉及范围)进行全面而深刻的分析,解题中保持变量范围的等价性(如“换元”后立即写出“新元”范围),重视从条件中挖掘隐含范围,准确区分和限制多变量问题中的变量范围,善于构造不等式或运用函数思想求解变量的范围等,均是强化定义域意识的重要渠道.
2.审题意识
审题过程是一个严谨的思维活动过程,而且审题又是正确、迅速解题的基础和前提,但不少学生常常对此掉以轻心,致使解题失误或陷入繁冗之中.
例2 设集合P={y|y=x2,x∈R},Q={y|y=2-|x|,x∈R},求P∩Q.
误解 由y=x2y=2-|x|x=1,y=1或x=-1,y=1,
∴P∩Q={(1,1),(-1,1)}.
分析 以上误解正是由于审题不细致引起的,有些同学总意识不到“抓代表元素的属性”是认清集合本质的关键.实际上集合P,Q皆为数集(它们都是函数的值域),化简可得P={y|y≥0},Q={y|y≤2},∴P∩Q={y|0≤y≤2}.
体会 平时的教学过程中,应训练学生养成善于认清已知、明确所求、抓好关键词、挖掘隐含条件等良好的审题意识、审题习惯.这对于成功解题至关重要,而这些也恰恰是相当一部分同学的薄弱环节.
3.求简意识
从教学实践和各种检测可以看出,目前中学生的“求简意识”普遍不强,而求简意识又是正确、迅速解题的需要和保证,忽略了求简意识的解题往往过程繁琐,甚至导致错解.
例3 设定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m) 分析 学生拿到此题,常选择如下思路:根据题意,画出图形,然后对变量1-m与m所在区间讨论(一不小心还会出现讨论“遗漏”情形),致使解题陷入冗繁之中.本题求简的关键是:利用f(x)是偶函数,结合f(x)在区间[0,2]上递减,从而f(x)在区间[-2,0]上递增,这样条件“f(1-m)|m|.这样的脱“f”过程,就避免了不必要的分类讨论.当然还不应忽略定义域[-2,2]对两变量“1-m”与“m”的限制.故由|1-m|>|m|,-2≤1-m≤2,-2≤m≤2-1≤m<12.
体会 要让学生具备求简意识,一方面,教师应不失时机地引导学生“求简”,及时总结、反思、领悟;另一方面,学生应充分主动地进行灵活扎实的思维训练和解题实践.
4.估算意识
许多选择题都有一定的运算量,需要进行一些运算方能获解,但是往往又可以通过深层次的思维减小运算量,只需进行一些简单的估算即可判断出结果.
例4 (1999年高考第10题)如图,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF∥AB,EF=32,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积为().
A.92
B.5
C.6
D.152
分析 求该不规则多面体(楔体)的体积按常规思路,采用分割法或补形法,转化为规则几何体,虽可以获解,但需要一定的运算量.若连BE,CEVABCDEF=VE-ABCD+VE-BCF,而VE-ABCD=13•h•SABCD=13×2×32=6,故可由局部估算出整体VABCDEF>6,选D.
体会 数学估算的基本方法有近似计算、由特殊估算一般、由局部估算整体、由一般规律估算个体情况等.现在广泛使用的特例法(也称特值法),其实就是一种简单的估算,让学生了解估算的意义,增强估算意识,对提高处理实际问题的能力大有裨益.
5.动态思维意识
有些问题按常规思路求解,思维容易受阻或运算较繁.若能将研究的问题置于运动的情景之中,用运动变化的观点(有时还要结合极限思维考虑极端位置)来处理,则会使思路新颖、解法简捷.这就是动态思维意识.
6.正难(繁)则反意识
对于一些数学问题,当从正面思考难以奏效(或正面研究情形较繁)时,就可以尝试从反面入手.这就是正难(繁)则反意识,如常用的补集法、反证法或举反例等,其实质是一种逆向思维.
7.特殊化与一般化意识
特殊包含于一般之中,凡一般情况下具有的性质,特殊情况下也应具有;而在特殊情况下不具备的,一般情况下也必不具备.常可利用该关系将问题作“特殊化”或“一般化”处理.
(1)利用“一般情况下正确的命题,在特殊情况下也正确”这一性质来解题.
(2)利用“在特殊情况下错误的命题,在一般情况下也必错误”这一性质来解题.
8.解题后的反思意识
所谓反思,就是对问题及解决问题的思维过程从全方位、多角度、不同层次进行考察、分析和思考.教师在平时的教学中,注意引导学生对问题进行一些反思和探索.通过反思,一方面,可以使学生意识到思维过程的不足,从而能够主动去完善解题过程;另一方面,也可以提高他们发现问题的能力,训练他们思维的严密性和批判性,有利于在原有基础上建立更高层次的认知结构,有利于他们养成严谨细致的学习作风和学习习惯,是一个极其重要而又容易被忽视的环节.著名数学家波利亚说得好:“数学问题的解决仅仅只是一半,而更重要的是解题之后的回顾与反思.”
反思是一种积极的思维活动和探索行为,反思是发现的源泉,是开发解题智慧、优化思维品质的可靠途径.很多数学思想方法,数学的技能技巧,没有学生的反思、没有学生的体验和感悟是无法真正变成学生自己的,这一点是毋庸置疑的.
而从调查反馈来看,大部分中学生的“反思意识”尤为淡薄,笔者认为有两方面的原因:一是缺少教师的示范,二是学生不良的解题习惯.笔者在此强烈呼吁:作为教师一定要给学生一些特别的指导,经常鼓励学生对自己的解题活动进行自觉的反思与调控;作为学生必须重视、必须学会解题后的反思.
【参考文献】
[1][美]G.波利亚.怎样解题.阎育苏,译.北京:科学出版社,1982.
[2]任樟辉.数学思维论.南宁:广西教育出版社,1996.
[3]姜伟.强化思维意识,提高数学素养.数学教学通讯,2002(6).
1.定义域意识
定义域意识也即范围意识,变量范围是变量存在或不存在的前提,应时时不忘变量范围对变量的限制.而学生在解题过程中,由于范围考虑不慎,出现错解的现象比比皆是,实在令人痛惜!为了避免因范围引起的错误,必须强化“定义域意识”.
例1 已知f(x)=2+log3x,x∈[1,9],则y=f2(x)+f(x2)的最大值为.
误解 易得y=log23x+6log3x+6,令log3x=t.
∵x∈[1,9],∴t∈[0,2].
从而,y=t2+6t+6=(t+3)2-3,故当t=2时,ymax=22.
说明 该例是高三一轮复习函数专题里常见的一道题目,笔者曾在整个高三年级作过统计,错误率竟高达86%.错误的根源就是“定义域意识”的缺失.也只有少部分同学考虑到了:对于函数y=f2(x)+f(x2),因为x∈[1,9]且x2∈[1,9],所以其定义域为[1,3],从而,令log3x=t换元后,t∈[0,1],故当t=1时,ymax=13.
体会 对概念、公式、定理等存在的前提(常常涉及范围)进行全面而深刻的分析,解题中保持变量范围的等价性(如“换元”后立即写出“新元”范围),重视从条件中挖掘隐含范围,准确区分和限制多变量问题中的变量范围,善于构造不等式或运用函数思想求解变量的范围等,均是强化定义域意识的重要渠道.
2.审题意识
审题过程是一个严谨的思维活动过程,而且审题又是正确、迅速解题的基础和前提,但不少学生常常对此掉以轻心,致使解题失误或陷入繁冗之中.
例2 设集合P={y|y=x2,x∈R},Q={y|y=2-|x|,x∈R},求P∩Q.
误解 由y=x2y=2-|x|x=1,y=1或x=-1,y=1,
∴P∩Q={(1,1),(-1,1)}.
分析 以上误解正是由于审题不细致引起的,有些同学总意识不到“抓代表元素的属性”是认清集合本质的关键.实际上集合P,Q皆为数集(它们都是函数的值域),化简可得P={y|y≥0},Q={y|y≤2},∴P∩Q={y|0≤y≤2}.
体会 平时的教学过程中,应训练学生养成善于认清已知、明确所求、抓好关键词、挖掘隐含条件等良好的审题意识、审题习惯.这对于成功解题至关重要,而这些也恰恰是相当一部分同学的薄弱环节.
3.求简意识
从教学实践和各种检测可以看出,目前中学生的“求简意识”普遍不强,而求简意识又是正确、迅速解题的需要和保证,忽略了求简意识的解题往往过程繁琐,甚至导致错解.
例3 设定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)
体会 要让学生具备求简意识,一方面,教师应不失时机地引导学生“求简”,及时总结、反思、领悟;另一方面,学生应充分主动地进行灵活扎实的思维训练和解题实践.
4.估算意识
许多选择题都有一定的运算量,需要进行一些运算方能获解,但是往往又可以通过深层次的思维减小运算量,只需进行一些简单的估算即可判断出结果.
例4 (1999年高考第10题)如图,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF∥AB,EF=32,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积为().
A.92
B.5
C.6
D.152
分析 求该不规则多面体(楔体)的体积按常规思路,采用分割法或补形法,转化为规则几何体,虽可以获解,但需要一定的运算量.若连BE,CEVABCDEF=VE-ABCD+VE-BCF,而VE-ABCD=13•h•SABCD=13×2×32=6,故可由局部估算出整体VABCDEF>6,选D.
体会 数学估算的基本方法有近似计算、由特殊估算一般、由局部估算整体、由一般规律估算个体情况等.现在广泛使用的特例法(也称特值法),其实就是一种简单的估算,让学生了解估算的意义,增强估算意识,对提高处理实际问题的能力大有裨益.
5.动态思维意识
有些问题按常规思路求解,思维容易受阻或运算较繁.若能将研究的问题置于运动的情景之中,用运动变化的观点(有时还要结合极限思维考虑极端位置)来处理,则会使思路新颖、解法简捷.这就是动态思维意识.
6.正难(繁)则反意识
对于一些数学问题,当从正面思考难以奏效(或正面研究情形较繁)时,就可以尝试从反面入手.这就是正难(繁)则反意识,如常用的补集法、反证法或举反例等,其实质是一种逆向思维.
7.特殊化与一般化意识
特殊包含于一般之中,凡一般情况下具有的性质,特殊情况下也应具有;而在特殊情况下不具备的,一般情况下也必不具备.常可利用该关系将问题作“特殊化”或“一般化”处理.
(1)利用“一般情况下正确的命题,在特殊情况下也正确”这一性质来解题.
(2)利用“在特殊情况下错误的命题,在一般情况下也必错误”这一性质来解题.
8.解题后的反思意识
所谓反思,就是对问题及解决问题的思维过程从全方位、多角度、不同层次进行考察、分析和思考.教师在平时的教学中,注意引导学生对问题进行一些反思和探索.通过反思,一方面,可以使学生意识到思维过程的不足,从而能够主动去完善解题过程;另一方面,也可以提高他们发现问题的能力,训练他们思维的严密性和批判性,有利于在原有基础上建立更高层次的认知结构,有利于他们养成严谨细致的学习作风和学习习惯,是一个极其重要而又容易被忽视的环节.著名数学家波利亚说得好:“数学问题的解决仅仅只是一半,而更重要的是解题之后的回顾与反思.”
反思是一种积极的思维活动和探索行为,反思是发现的源泉,是开发解题智慧、优化思维品质的可靠途径.很多数学思想方法,数学的技能技巧,没有学生的反思、没有学生的体验和感悟是无法真正变成学生自己的,这一点是毋庸置疑的.
而从调查反馈来看,大部分中学生的“反思意识”尤为淡薄,笔者认为有两方面的原因:一是缺少教师的示范,二是学生不良的解题习惯.笔者在此强烈呼吁:作为教师一定要给学生一些特别的指导,经常鼓励学生对自己的解题活动进行自觉的反思与调控;作为学生必须重视、必须学会解题后的反思.
【参考文献】
[1][美]G.波利亚.怎样解题.阎育苏,译.北京:科学出版社,1982.
[2]任樟辉.数学思维论.南宁:广西教育出版社,1996.
[3]姜伟.强化思维意识,提高数学素养.数学教学通讯,2002(6).