如何提高高中数学的解题能力
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如何提高高中数学的解题能力
数学家哈尔莫斯认为,“数学的真正的组成部分是问题和解,掌握数学就是意味着善于解题”。解题是使学生牢固掌握数学基础知识和基本技能的必要途径,也是检验知识、运用知识的基本形式。数学学习的好与坏,集中表现在解题能力上。有效地提高数学解题能力,有助于学生独立的有创造性的认识活动,也可以促进学生数学能力的发展。
但是学生的数学解题能力并非通过传授就可以完全获得的,如何在课堂教学中提高学生的解题能力呢?结合笔者多年的教学实践,可以从以下几个方面做起:
一、用好例题习题,培养学生应变能力。
课本的例题与习题是应用课本基础知识和基本方法的典型示范,让学生熟悉并掌握例题的解题模式、思路和步骤,从而实现解题的类化。纵观近几年的高考试题,不难发现试题中有许多题是课本书中的题或是将课本书上的题经过“改装”而得的。为什么还是有许多考生在这些题上失分呢?原因之一是学生平时做题一味求多,不求甚解,忽视了对自己的解题能力的提高。在教学中对例题的讲解采用“以一变应万变”的教学方法,具体地说,就是指在解一题后,恰当改换(变)一下题目的条件或结论,让学生类比、比较后获得解题思路,从而起到了“举一反三、触类旁通”的作用,达到了培养应变能力的目的。如我在讲基本不等式的应用时讲了一道
习题:(已知,0>x 当x 取什么值时,x
x x f 1)(+= 有最小值?最小值是多少?)
讲完后,对上述习题进行变式:
变式1. 已知)1(11)(>-+=x x x x f ,求)(x f 的最小值; 变式2. )0(1)(2>++=x x
x x x f ,求)(x f 的最小值; 变式3. )0(1)(2>++=
x x x x x f ,求)(x f 的最大值; 变式4. 12
)(22++=x x x f ,求)(x f 的最小值.
由这些变式,可以培养学生的思维的灵活性,使学生掌握和理解构造使用基本不等式的条件和技巧。使学生的应变思维能力得到大大加强。 二、要充分展现解题的思维分析过程,尤其是暴露思维受阻过程或失败的探索过程,提高思考分析问题的有效性。
如我讲立体几何的一道复习题:
例2、如图,四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥底面ABCD .四边形ABCD 中,AB ⊥AD ,AB +AD =4,CD =2,∠CDA =45°.
(1)求证:平面PAB ⊥平面PAD ;
(2)设AB =AP .
(ⅰ)若直线PB 与平面PCD 所成的角为30°,求线段
AB 的长;
(ⅱ)在线段AD 上是否存在一个点G ,使得点G 到点P 、
B 、
C 、
D 的距离都相等?说明理由.
教师分析过程:
问题1:该题选用几何方法还是向量方法?为什么?(让学生进行探索) 让学生分组选一种方法,并让他们说说理由。
用几何法的同学发现:第(1)小题用几何法简单,但是在第(2)小题遇到了阻碍:(ⅰ)线面角用定义难找出来;转换成公式2
130sin ==︒PB h (其中h 是点B 到平面PCD 的距离)来求,而h 由PCD B BCD P V V --= 公式求得;但是因为
C 点位置难定,P 点的长度不定,两个三角形PC
D BCD ∆∆,的面积难求,这个思路受阻;(ⅱ)“ G 到点P 、B 、C 、D 的距离都相等”可转换成“P 、B 、
C 、
D 四点共球”问题上,这显然超出了高考考查的知识能力要求,这个思路失败。
用向量法的同学发现:第(1)小题用向量法要求两个平面的法向量,太多运算过程,浪费时间。第(2)(ⅰ)小题用向量法顺理成章,思维没有阻碍;第(2)(ⅱ)小题“ G 到点P 、B 、C 、D 的距离都相等”可转换成“GD GC GP GB ===”,思路顺利;
通过讨论,学生统一了解题方向:第(1)小题用几何方法,第(2)小题用向量方法。
问题2:在用向量法解决第(2)小题过程中,你遇到了什么样的困境? 学生继续解题,并让学生把关键步骤和数据说出来:(横线部分学生填空) ①怎么样确定关键点坐标C ( 0 , 3-a , 0 ),G ( 0 , x , 0 )? ②GB=22a x +, GP=22a x +, GC=1)3(2+-+a x , GD=2)4(-+a x 。 ③如何利用“GP= GB= GC= GD ”这个条件来探究G 点的存在性? 经过学生的尝试探索,他们反馈遇到的困境:
在“③如何利用“GP= GB= GC= GD ”这个条件来探究G 点的存在性?”这里遇到思维阻碍有两个方面:一是解决存在性问题的通法(假设G 点存在来解决)学生并不掌握;二是“GP= GB= GC= GD ”这个等量关系该如何进
行转换,使其能体现到点G 的存在。此时,要发挥教师的主导作用了: 第一步:
几何条件:GP= GB= GC= GD
⇔代数条件:
,实现几何到代数的转化; 第二步:G 点是否存在⇔关于x 方程22a x +=1)3(2+-+a x =2)4(-+a x 是否有解;
第三步:关于x 方程22a x +=1)3(2+-+a x =2)4(-+a x 怎么样解?⇔ 解不等式组2222
22)4(1)3({-+=++-+=+a x a x a x a x ⎪⎩⎪⎨⎧--=--=⇒a a x a a x 448335 第四步:
G 点存在⇔关于x 方程22a x +=1)3(2+-+a x =2)4(-+a x 有解 a
a a a --=--⇔448335有解,否则G 点不存在 第五步:方程
)40(448335<<--=--a a a a a 有解0432=+-⇔a a 有解; 而方程0432=+-a a 的判别式07414)3(2<-=⨯⨯--=∆,显然无解。 结论:方程0432=+-a a 无解⇔)40(448335<<--=--a a
a a a 无解 ⇔关于x 方程22a x +=1)3(2+-+a x =2)4(-+a x 无解⇔G 点不存在 由上述例题的展示可见,在适当时机,故意暴露自己或学生在解题过程中的思维受阻、失败的探索过程,目的是想让多数同学有正确的思路和方法,这样充分展示思维过程更容易让学生进行有效的思维,提高解决数学问题的能力。
三、解题过程中要凸现其中的 “数学思想方法”,使学生领悟课本的基本技能,转换成自己的解题能力。