聚焦题意,在解题中发展高中生数学学科素养
刘智智
摘要:解数学题是发展学生高中数学学科核心素养的重要途径。在高中数学解题过程中,教师要关注学生的思维,引导学生自主探究、思考,帮助他们读懂、分析梳理和深悟题意,根据题意来确定解题方向,形成解题思路,掌握解题方法,并在数学计算中发展数学学科素养。
关键词:高中数学解读题意学科素养
在高中数学解题中,审题是首要任务,也是重点和难点。精研题意是一种能力,更是一种素养,它需要教师在解题过程中渐进渗透。很多时候,学生忽视审题,未能正确探析题意,导致解题方向不正确,费时费力。出现的解题错误,多与学生审题不强,题意理解不清有关。面对高中数学题目,教师首先要让学生学会精研题意,把握题意内涵,为梳理、形成解题思路创造条件。为了精研题意,需要审视题设条件,把握解题方向,发展数学逻辑思维,从而总结解题方法,形成高中数学学科关键能力。
一、读懂题意,审视题设条件
在数学解题方法教学中,读懂题意是首要任务。在高中数学题目中,可能存在多个条件、多重关系,学生在审题时,就需要从这些题设条件中去梳理和把握。拿到一道题后,学生应该认真去读题,从读题中审视题设条件,哪些是明确提出的内容,哪些是隐藏的内容,哪些是可以明确的数量关系等,这些都需要通过读题来获得。学生只有通过审题,厘清题意,才能为后续的具体解题方法界定思路。具体来说,教师要指导学生提炼有效信息,从题意叙述中透视隐含信息,或者与解题相关联的其他信息,逐条审视题设条件,从题设表征信息中联系相关的概念、性质、公式、结论等知识点,探析与解题目标相关联的思路。因此,读懂题意的关键就是挖掘题意中的关键概念和特殊关系,并转化成数学符号,实现从已知走向未知的数学构建。
如某函数f(x)定义域为[2,3],求f(x2+2)的定义域。从题设条件中,f(x)的定义域已经给出,结合定义域概念表示方法,针对f(g(x))中自变量可以转换为2≤x2+2≤3的二次不等式,最后求解得到复合函数的定义域为[-1,1]。在本题中,教师首先需要激活相关信息,读懂题中之意,并运用已知信息和相关知识,确定解题思路。高中数学本身逻辑性、抽象性强,要界定解题思路,需要遵循几个关键环节。先读懂题意,了解问题内容,初步分析题目中的重点,并分析蕴含哪些解题条件,从已有的知识储备中找到类似的数学知识和数学原理,为后续的解题提供参照和帮助,也为找到最佳的解题方法埋下伏笔。
二、分析题意,把握解题方向
读题后要分析题意,将题意具体化,这是实现解读题意的关键一步。教师要指导学生学会从题意中得到条件,联系学科要点,从而为精准定位解题方法提供原理和公式。只有通过分析题意,学生才能化抽象为具体,化认知为行动。如某题中已知角θ的终边上有一点P(3a,4a)(a≠0),求sinθ是多少。分析题意得知,其所给出的信息为角θ的终边上一点P,求该角的三角函数值。根据sinθ=yx2+y2,cosθ=xx2+y2,tanθ=yx,再运用这些三角函数求值方法,让学生对照该题来探析解题思路。可知,x=3a,y=4a,则r=5a。接着,对a进行分析,当a<0时,r=-5a,则sinθ=-45,所以得到sinθ=±45。可见,只有精准分析,才能和题意的指向保持一致,并通过具体问题让题目露出其“庐山真面目”。同时,在解题时,我们也要鼓励学生大胆想象,依托数学想象,从不同角度来分析题中之意,从而发展概括性的数学逻辑和推理能力。
对数学题意的分析,还要尝试揣摩出题者的意圖,只有深入分析题意,从条件与结论的关系入手,并借助于思维导图等辅助工具,才能让解题思路更加清晰。在分析中,教师可以通过“如何设元”“有何关联”“怎样联系”等内容设问,从题目中明确解题方向,增强学生对命题意图的把握。总之,分析题意,就是要从题目中提炼有价值的信息,特别是挖掘隐含信息与关键信息,将其与学生已知相结合,如一些公式、概念、结论等,并以此为解题突破口,来弄清题意,找准解题方向。
三、梳理题意,发展数学思维
在把握数学解题方向时,教师要引领学生梳理题意。数学解题中蕴藏着数学思想。在平时高中数学解题教学中,常用的数学思想有函数与方程、数形结合、分类讨论、化归转化等。这些数学思想的运用,需要结合不同的题型,精心探究,合理引导,促进思想和题意的相互融合。如某题目如下:用0、1、2、3、4五个数字不重复排列,排列成不同的五位数,从小到大排列,23140是第几个数?梳理题意可以发现,需要用到排列组合算法,但对于某一个排列数字的次序,需要用到分类讨论思想来解决。从小到大的排列顺序,第一类为1××××型,其数量有24个;第二类为20×××型,其数量为6个;第三类为21×××型,其数量有6个;第四类为23×××型,其数量为6个;前三类共计36个,第四类的六个数分别为23014、23041、23104、23140、23401、23410。由此可见,23140应该是第40个数。从上例分类讨论思想的应用中,学生从中梳理出分类思想,并结合相关数学原理来解题。可见,在数学解题分析中,教师应引领学生深入探究数学题意,梳理题意的数学思想,从而引导学生大胆质疑,发展数学思维。
梳理题意也是不断否定、不断修正数学思维的过程。如,在讨论数学归纳法时,教师设置问题:今天,第一个走进校门的学生是男生,第二个走进校门的学生也是男生,第三个走进校门的学生还是男生。于是,学校的所有学生都是男生。很显然,这种推理存在“以偏概全”的错误。由此我们来反思数列中的通项公式,如果第一项为1,第二项为1,第三项还为1,则请同学们来猜测其第四项、第五项、第十项等是多少。面对这些问题,我们要鼓励学生自主质疑,对题意做精细化梳理,独立思考,亲身体验,从而激发出数学创造的意愿和思想。
四、深悟题意,发展关键能力
深悟题意,需要学生能够从解题过程中,逐渐挖掘题意内涵,领悟出题意图,从而跳出具体题目,发展高中数学学科关键能力。所谓题意内涵,就是题目所涉及的所有数学思想和数学应用能力。对于一个题目,出题的目标在于对知识点的综合运用,学生要能够从题意分析中,借助于数学知识来分析逻辑思维,揣摩题意的内涵,构建数学知识框架,总结解题方法,从而跳出题目,探明题意。如某题中已知f(x+1)=x+2x,求f(x)解析式。分析该题,由复合函数找原函数表达式,就需要对复合函数进行变形处理。由题设f(x+1)=x+2x=(x+1)2-1进行变形,令x+1=a,得到f(a)=a2-1,根据x需要满足x≥0,则x+1≥1,即a≥1。所以,原解析式f(x)=x2-1(x≥1)。可以看出,本题解题思路明确,题意领悟深刻,因为解题者准确把握了出题人的意图,有效选择和运用了数学相关公式和原理。所以,高中数学教师要指导学生跳出题目看题目,总结归类解题方法和思路,深刻领悟题中的“已知义”和“未知数”,并在推理、判断和分析中掌握解题策略,提升数学学科解题能力。教师只有指导学生深悟题意,才能真正将数学知识转化成学生的数学解题能力,培养学生的学科素养。
波利亚提出:“好问题类似于采蘑菇,采到一个后还应四处看看,也许还有更多。”高中数学教师要引导学生聚焦题意,站在高处多视角分析题意,指导学生梳理题设条件,并搭建已知与未知之间的桥梁,让学生在解题过程中发展数学思维和思想,提升数学学科关键能力。
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责任编辑:黄大灿 赵潇晗