数学解题在数学教学过程中占重要地位,是实现教育教学目的不可缺少的手段,通过解题活动获取知识,培养良好的思维品质,不断提高数学逻辑思维能力,从而进一步培养解决问题的能力;可是,在解答数学问题的过程中,可能是成功的发现,也可能是失败的尝试,需要去伪存真,经受解题实践的检验,如果某种探索被否定了,还可根据题目的实际情况对解题策略进行调控,修正解题途径,甚至重新构思解题方案;平时教育学生学习知识要知其然,更要知其所以然,但在学生的解题过程中笔者认为,此时教师应做的是让学生知其所以错,如何去纠正错误,将“纠错”这一环节充分地融入到教学过程中去,即“错解”教学法。在“错解”教学法过程中,能较全面地使学生理解和掌握知识,更好地把握问题实质,纠正学生平时做题的一些习惯性错误;可以使学生在原有认识的基础上来一次再认识,从另一侧面加深对知识的理解和运用,增强和提高学生能力。本文结合教学实践谈谈“错解”教学法对培养学生能力的一点粗浅体会。
一、培养分析问题的能力
例1.一种产品的成本原来是a元,在今后m年内,计划使成本每年比上一年降低p%,写出成本随年数变化的函数关系式。
通过学生思考、演练、发现有如下几种解答情形:
(1)设m年后的产量为y,则y=a(1-p%)m
(2)设第m年的产量为y,则y=a(1-p%)m
(3)设第x年产量为y,则y=a(1-p%)x()
分析:对解法(1),题意理解不清,实际需写m年内的任某一年的函数关系,而假设是指m年后的产量,与题意不符。对解法(2),①题设中m为某一确定常数,而假设中m为变量;②、式y=a(1-p%)m中m为自变量,由题意知m≤m(今后m年内),定义域不知为何;③、显然,自变量知m可取无限个数,这与现实不符,因计划只能定义在有限多少年内。对解法(3),有如下推导:原来的年产量为a,则第一年产量为y1=a(1-p%)、第二年产量为y2=a(1-p%)2…、第n年产量yn=a(1-p%)n,它构成一个等比数列,首项为y1=a(1-p%),公比为q=1-p%,由此可得函数关系式为y=a(1-p%)x()。
反思:造成上述解法错误或不完整的原因
(1)指数m与m年内两概念混淆;前m指自变量,后m指某一确定常数。
(2)不知建模或不知如何建模,仅凭感觉。
(3)对题意理解不透,没有探索只是相当然。
(4)对函数概念本质不甚理解。
通过错解纠错,概念简述,弄清问题实质。
二、培养学生的发散思维能力
例2、已知函数,当x取何值时,函数有量小值并求出最小值。
作变形,得,稍作提示得到如下多种结果:
(1)设A(-2、-4)、B(3、-2)、P(X、0),则y=|PA|+|PB|由图易知,且X=4/3
(2)设z1=(x+2)+4i、z2=(3-x)+2i,y=|z1|+|z2|≥|z1+z2|=|5+6i|=,有最小值,此时x=4/3。
(3)设z1=(x+2)+4i,z2=(3-x)-2i,则y=|z1|+|z2|≥|z1+z2|=|5+2i|=,即函数有最小值,此时x=8。
(4)设z1=(x+2)+4i,z2=(x-3)-2i,则y=|z1|+|z2|≥|z1-z2|=|5+6i|=,此时x=4/3
(5)设z1=(x+2)+4i,z2=(x-3)+2i则y=|z1|+|z2|≥|z1-z2|=|5+2i|=,此时x=8,
分析:明确肯定(1)正确,却对(2)、(3)、(4)、(5)、学生就感到惊讶,模棱两可,认为思路相同,方式一致,找不出存在的问题。
发散一:(一)(2)、(3)、(4)、(5)形式一致,本质是否相同?(二)(2)与(3)、(4)与(5)的假设略有不同,是否为问题的症结?(三)|z1|+|z2|≥|z1+z2|,|z1|+|z2|≥|z1-z2|中等号成立的条件各是什么?解法是否与其相符?学生恍然大悟,得出|z1|+|z2|≥|z1+z2|等号成立的条件是向量z1与z2共线且同向,即存在实数a>0使得z1=az2;|z1|+|z2|≥|z1-z2|等号成立的条件是向量z1与z2共线且反向,即存在实数a<0使得z1=az2。通过上述发散,思路已较为清晰,已能确定哪些解法正确。
发散二:假设中的复数本身的实部与虚部能否互换?到此,问题已充分支解,前途一片光明。
三、提高观察,创新思维能力。
教学过程中,不但要引导启发学生正面接受知识,解答问题,而且还要针对实际,结合学生认知的“漏洞”和思维的“盲区”,对学生易于出现的错误,及时展示给学生,让学生在讨论中探究错解出现的原因,从而做到调动学生学习的积极性,克服依赖性,从而提高学生的观察、创新思维能力。
例3、已知双曲线3x2-y2=3,过点P(1、1)能否作一直线L与所给的双曲线交于两点A、B,且使P恰好为线段AB的中点?
先让学生思考,最后启发提问,学生不难说出本题的两种解题思路,然后教师可展示出两种解法。
法一、设直线L的斜率为K,则直线L的方程为y-1=k(x-1),将其与双曲线方程联立,消去y得(3-k2)x2+(2k2-2k)x-(1-k)2-3=0,(x1+x2)/2=(k-k2)/(3-k2)=1,解得k=3
∴所求直线L的方程为y=3x-2
法二、设A(x1,y1),B(x2,y2),则有3x12-y12=33x22-y22=3
两式相减,得3(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0
又x1+x2=2,y1+y2=2
∴(y1-y2)(x1-x2)=3
∴kAB=3,从而得直线L的方程为y=3x-2
(师):这两法都很好!它是处理直线和二次曲线相交弦有关问题的常规方法,法一巧妙地利用了韦达定理,法二通过分离斜率,简捷明快,但请大家注意观察这两种解法是否还存在缺陷呢?(学生演算或发表议论,有学生站起发表看法)
(生1):所得直线y=3x-2与已知双曲线没有交点,所以所求不对。(教师以赞赏的表情给予肯定)
(生2)将x=1代入已知双曲线方程得y=0,即坐标为(1、0)的点在双曲线上,且为右顶点,所以点P(1、1)在双曲线的外部,所以以P为中点的弦不存在。
(师):既然以P为中点的弦不存在,那为什么又确切地求出了直线L的方程呢?(学生议论)
(生3):在解1中,得到的关于x的一元二次方程,还需考虑判别式△>0,从而得出K的范围,而K=3不在其范围之内;对于解法二,只是“设”而不求,不知A、B两点是否存在,应联立所得直线与双曲线方程,判断是否有交点。
(师):同学们回答得很好!两种解法出错的根源在于忽视了题设的存在性,忽略了某些环节。那么点P与双曲线的位置关系如何时,才能存在所求直线?
(生4):点P只有在双曲线内部时才存在所求直线。
(师):大家想一想,这种方法还适用于直线与哪些二次曲线相交的问题(讨论)
(生5):这种方法对圆、椭圆、抛物线都适用。(教师给予肯定)。
(师):(总结)对存在性问题可先假设其存在,对直线二次曲线相交的中点弦问题一般均可“设”而不求,用分离斜率的方法或利用韦达定理求解,但要关注或验证假设的可靠性。从而从“错解”中寻求得出正确结论,此题通过验证或采用数形结合思想可知,这样的直线L不存在。
来源:233网校论文中心,作者:曾正云
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