数学教学的一个重要任务是提高学生的解题能力。实际上,老师们在教解题上花费了大量的时间,但是效果总是不那么如意。因此,怎样培养学生的解题能力是一个不可忽视的话题。老师们都知道要培养学生的解题能力,然而许多教师老是在激发学生的解题兴趣上做文章,这无可厚非。不过,不论有无兴趣,作为学生,总归要养成一定的解题能力。因此,笔者认为,以下三点,应该才是培养学生解题能力的重要手段。 一、展示教师自身的解题过程 学生形成解题能力是从模仿解题开始的。模仿到一定程度后,方有自己的解题感觉。因此,教师的示范作用就显得非常重要。然而,在学生眼里,教师解题总是有如神来之笔,一下笔,题目的方法就出来了。学生对此除了羡慕外,剩下的感觉就是突兀。 正如波利亚所说的,教师要告诉学生“是怎样想到这个解法的?”“是什么促使你这样想、这样做的?”也就是说,教师要向学生展示自己的解题过程,这样学生才有模仿的可能。 19世纪末,德国有位天才的数学家叫闵可夫斯基,他曾是爱因斯坦的老师。一天,闵可夫斯基刚走进教室,一名学生就递给他一张纸条,上面写着:“如果把地图上有共同边界的国家涂成不同颜色,那么只需要四种颜色就足够了,您能解释其中的道理吗?” 闵可夫斯基微微一笑,对学生们说:“这个问题叫四色问题,是一个著名的数学难题。其实,它之所以一直没有得到解决,仅仅是由于没有第一流的数学家来解决它。” 为证明纸条上写的不是一道大餐,而是小菜一碟,闵可夫斯基决定“当堂掌勺”,问题就会变成定理…… 下课铃响了,可“菜”还是生的。一连好几天,他都挂了黑板。后来有一天,闵可夫斯基走进教室时,忽然雷声大作,他借此自嘲道:“哎,上帝在责备我狂妄自大呢,我解决不了这个问题。” 尽管闵可夫斯基没有解答出问题,然而,他的解题方式和思维,在学生头脑中留存了一辈子。 对于现今的教师来说,尽管无法做到闵可夫斯基那样,但我们可以通过一连串的问句进行质疑启发,向学生展示解题的思维活动过程。 例1 若函数y=f(x)(x∈R)的图像关于直线x=a与x=b(a≠b)都对称,求证:y=f(x)是周期函数且2(b-a)是它的一个周期。 教师可设置一组问句启发引导: ①本题的条件是什么?条件中的关键词语是什么? ②本题的结论是什么?问题解决的落脚点在哪里?落脚点有何表达形式? ③条件可进行怎样的转化?转化后的条件与结论有怎样的距离?缩短距离的方法是什么?(探索解题思路) 至此,本题的解题思路基本畅通,但思维活动没有结束,否则,真可谓“进宝山而空返”了。待学生整理完解题过程后,教师可继续设问: ④本题使用了哪些知识点及思想方法? ⑤由本题可产生哪些猜想?怎样证明猜想? 同学们兴趣盎然,积极讨论,最后师生共同归纳出相并列的两命题: (1)函数y=f(x)(x∈R)的图像关于点(a,c)和(b,c)(b≠a)成中心对称,则y=f(x)为周期函数,且2(b-a)是它的一个周期; (2)若函数y=f(x)(x∈R)的图像关于直线x=b对称及关于点(a,c)(b≠a)成中心对称,则f(x)是周期函数且4(a-b)是它的一个周期。 通过对本题的探索研究,学生不但对函数的对称性、周期性有了深刻的理解,而且通过解决问题的思维过程的展示,有效地训练了思维能力,提高了学生发现问题、分析问题并解决问题的能力。 二、帮助学生反思解题的结论 一类数学问题,其解法往往是有规律可循的。要想减轻学生负担,让学生从题海中解脱出来,必须教会学生从解题中及时归纳总结基本的解题规律,以达到举一反三、触类旁通的目的。教学中,教师应经常启发、引导学生在解题后反思这类数学问题的基本解题规律,对方法进行归类。这对提高解题能力尤其重要。 例2 已知f(x)=kx3-x2+■kx-16在R上单调递增,则k的取值范围是( )。 A. k>1 B. k≥1 C. |k|>1 D. |k|≥1 错解: f ′(x)=3kx2-2x+■k,依题意,对一切x ∈R,f ′(x)>0,选A。 正解:依题意,对一切x∈R,f ′(x)≥0,应选B。 我们知道,对一切x∈R,f ′(x)>0是f(x)在R上单调递增的充分不必要条件。该题中,f(x)在R上单调递增的充要条件是:对一切x∈R,f ′(x)≥0。值得提醒的是,并不是对一切函数f(x),f(x)在R上单调递增的充要条件都是:对一切x∈R,f ′(x)≥0。f ′(x)=0所对应的情形应特别加以考虑。这些解题的小规律,通过解题后的反思,学生可以透过问题表层,充分挖掘其内在因素,掌握问题元素间的深层关系,优化自身知识结构。 三、帮助学生积累解题技巧 学生的解题能力自然包含会解难题的能力。一些难度中上的题目,一般需要一些处理过程才可应用书本的有关知识解决。也就是说,一些问题有其特殊的解题技巧,学生若不理解并熟记一些解题技巧,即使概念定理、公式学得再熟,也难以用得上。这些技巧需要教师帮助学生归纳提炼。 例3 数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=(1+cos2■)an +sin2■,n=1,2,3,…。 (1)求a3,a4,并求数列{an}的通项公式。 (2)设bn=■,Sn=b1+b2+…+bn,证明:当n≥6时,Sn-2<■。 解:因为a1=1,a2=2,所以a3=(1+cos2■)a1+sin2■ =a1+1=2,a4=(1+cos2?仔)a2+sin2?仔=2a2=4。 一般地,当n = 2 k - 1(k∈N*)时, a 2k+1 =1+cos2■a2 k - 1+sin2■?仔=a2 k - 1+1,即a2 k + 1- a2k-1=1。 所以数列{a2k-1}是首项为1,公差为1的等差数列,于是有a2k-1=k。 当n = 2 k(k∈N *)时,a2k+2 =( 1 + cos2■) a2k + sin2■=2a2k。 所以数列{a2k}是首项为2,公比为2的等比数列,于是有a2k=2k。 故数列{an}的通项公式为 an=■,n=2k-1,(k∈N*)■,n=2k。(k∈N*) 对于这道题,由解题过程可知,如果不知道n=2k -1(k∈N*)时,a2k+1=1+cos2■a2k-1+sin2■?仔 =a2k-1+1,即a2k+1-a2k-1=1这个处理技巧,那么将难以 解答。 实际上,许多数学难题都是由于有好的技巧才能顺利解决。比如,当年欧几里得证明素数有无限多个,采用的就是反面假设的处理技巧。■是无理数的证明,更是堪称经典。这些技巧,学生有必要掌握,才能在解题时做到得心应手,进而真正提高解题能力。 (作者单位:常德市朗州高级中学)