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刊名: 教育研究
       Educational Research
主办:  中国教育科学研究院
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  16开
ISSN: 1002-5731
CN:   11-1281/G4
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历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979

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中学数学分析和解决问题能力培养策略

【作者】 杨 艳

【机构】 河北省青县职教中心

【摘要】分析和解决问题的能力是指能阅读、理解对问题进行陈述的材料;能综合应用所学数学知识、思想和方法解决问题,包括解决在相关学科、生产、生活中的数学问题,并能用数学语言正确地加以表述。它是逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力等基本数学能力的综合体现。由于高考数学科的命题原则是在考查基础知识的基础上,注重对数学思想和方法的考查,注重数学能力的考查,强调了综合性。   数学教学中要十分重视解题的回顾,与学生一起对解题的结果和解法进行细致的分析,对解题的主要思想、关键因素和同一类型问题的解法进行概括,可以帮助学生从解题中总结出数学的基本思想和方法加以掌握,并将它们用到新的问题中去,成为以后分析和解决问题的有力武器。
【关键词】分析和解决问题;组成;培养;策略
【正文】 

  分析和解决问题的能力是指能阅读、理解对问题进行陈述的材料;能综合应用所学数学知识、思想和方法解决问题,包括解决在相关学科、生产、生活中的数学问题,并能用数学语言正确地加以表述。它是逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力等基本数学能力的综合体现。由于高考数学科的命题原则是在考查基础知识的基础上,注重对数学思想和方法的考查,注重数学能力的考查,强调了综合性。这就对考生分析和解决问题的能力提出了更高的要求,也使试卷的题型更新,更具有开放性。纵观近几年的高考,学生在这一方面失分的普遍存在,这就要求我们教师在平时教学中注重分析和解决问题能力的培养,以减少在这一方面的失分。我就分析和解决问题能力的组成及培养谈几点刍见。

  一、分析和解决问题能力的组成

  1.审题能力

  审题是对条件和问题进行全面认识,对与条件和问题有关的全部情况进行分析研究,它是如何分析和解决问题的前提。审题能力主要是指充分理解题意,把握住题目本质的能力;分析、发现隐含条件以及化简、转化已知和所求的能力。要快捷、准确在解决问题,掌握题目的数形特点、能对条件或所求进行转化和发现隐含条件是至关重要的。

  例1 已知sinα+sinβ=,cosα+cosβ=■的值。

  分析:怎样利用已知的二个等式?初看好象找不出条件和结论的联系。只好从未知tgαtgβ入手,当然,首先想到的是把tgα、tgβ分别求出,然后求出它们的乘积,这是个办法,但是不好求;于是可考虑tgαtgβ将写成■,转向求sinαsinβ、cosαcosβ。令x=cosαcosβ,y=sinαsinβ,于是tgαtgβ=■。

  从方程的观点看,只要有xy的二元一次方程就可求出xy。于是转向求

  x+y=cos(α-β)x-y=cos(α+β)

  这样把问题转化为下列问题:

  已知sinα+sinβ=      

  cosα+cosβ=     

  求cos(α+β)cos(α-β)的值。

  ①2+22+2cos(α-β)=,os(α-β)=■.

  ②2-2cos2α+cos2β+2cos(α+β)=■,cos(α+β)=■. 这样问题就可以解决。

  从刚才的解答过程中可以看出,解决此题的关键在于挖掘所求和条件之间的联系,这需要一定的审题能力。由此可见,审题能力应是分析和解决问题能力的一个基本组成部分。

  2、合理应用知识、思想、方法解决问题的能力

  中学数学知识包括函数、不等式、数列、三角函数、复数、立体几何、解析几何等内容;数学思想包括数形结合、函数与方程思想、分类与讨论和等价转化等;数学方法包括待定系数法、换元法、数学归纳法、反证法、配方法等基本方法。只有理解和掌握数学基本知识、思想、方法,才能解决中学数学中的一些基本问题,而合理选择和应用知识、思想、方法可以使问题解决得更迅速、顺畅。

  例2 设函数?(x)=-ax 其中a0

  (Ⅰ)解不等式?(x)1

  (Ⅱ)求a的取值范围,使函数?(x)[0,+)上是单调函数.

  解:(Ⅰ)不等式?(x)1

  ■≤1+ax

  由此得11+ax,ax0,其中常数a0

  所以,原不等式等到价于

  x2+1(1+ax)2x0

  即

  x0(a2-1)x+2a0

  所以,当0a1时,所给不等式的解集为{x|0x≤■}

  当a1时,所给不等式的解集为{x|x0}

  (Ⅱ)在区间[0,+)上任取x1,x2,使得x1x2

  ?(x1)-?(x2)=+-a(x1-x2)

       =a(x1-x2)

       =(x1-x2)(-a)

  ()a1时,

  ∵■<1

  ∴■-a0

  又x1-x20

  ∴?(x1)-?(x2)0

  即?(x1)?(x2)

  所以,当a1时,函数?(x)在区间[0,+)上是单调递减函数。

  (ⅱ)当0a1时,在区间[0,+)上存在两点x1=0,x2=■满足?(x1)=?(x2),所以函数?(x)在区间[0,+)上不是单调函数。

  综上,当且仅当a1时,函数?(x)在区间[0,+)上是单调函数。

  在上述的解答过程中可以看出,本题主要考查不等式的解法、函数的单调性等基本知识,分类讨论的数学思想方法的运算、推理能力。

  2、数学建模能力

  近几年来,在数学试卷中,都有几道实际应用问题,这给学生的分析和解决问题的能力提出了挑战。而数学建模能力是解决实际应用问题的重要途径和核心。

  学生若没有一定的数学建模能力,正确解决解决试题不容易的。因此,建模能力是分析和解决问题能力不可或缺的一个组成部分。

  二、培养和提高分析和解决问题能力的策略

  1.重视通性通法教学,引导学生概括、领悟常见的数学思想与方法

  数学思想较之数学基础知识,有更高的层次和地位。它蕴涵在数学知识发生、发展和应用的过程中,它是一种数学意识,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决。数学方法是数学思想的具体体现,具有模式化与可操作性的特征,可以作为解题的具体手段。只有对数学思想与方法概括了,才能在分析和解决问题时得心应手;只有领悟了数学思想与方法,书本的、别人的知识技巧才会变成自已的能力。

  每一种数学思想与方法都有它们适用的特定环境和依据的基本理论,因此,在数学课堂教学中应重视通性通法,淡化特殊技巧,使学生认识一种“思想”或“方法”的个性,即认识一种数学思想或方法对于解决什么样的问题有效。从而培养和提高学生合理、正确地应用数学思想与方法分析和解决问题的能力。

  2.加强应用题的教学,提高学生的模式识别能力

  高考是注重能力的考试,特别是学生运用数学知识和方法分析问题和解决问题的能力,更是考查的重点,而高考中的应用题就着重考查这方面的能力,这从新课程版的《考试说明》与原来的《考试说明》中对能力的要求的区别可见一斑。

  数学是充满模式的,就解应用题而言,对其数学模式的识别是解决它的前提。由于高考考查的都不是原始的实际问题,命题者对生产、生活中的原始问题的设计加工使每个应用题都有其数学模型。

  3.适当进行开放题和新型题的训练,拓宽学生的知识面

  要分析和解决问题,必先理解题意,才能进一步运用数学思想和方法解决问题。近年来,随着新技术革命的飞速发展,要求数学教育培养出更高数学素质、具有更强的创造能力的人才,这一点体现在高考上就是一些新背景题、开放题的出现,更加注重了能力的考查。由于开放题的特征是题目的条件不充分,或没有确定的结论,而新背景题的背景新,这样给学生在题意的理解和解题方法的选择上制造了不少的麻烦,导致失分率较高。

  4.重视解题的回顾

  在数学解题过程中,解决问题以后,再回过头来对自己的解题活动加以回顾与探讨、分析与研究,是非常必要的一个重要环节。这是数学解题过程的最后阶段,也是对提高学生分析和解决问题能力最有意义的阶段。

  解题教学的目的并不单纯为了求得问题的结果,真正的目的是为了提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的创造精神,而这一教学目的恰恰主要通过回顾解题的教学来实现。所以,在数学教学中要十分重视解题的回顾,与学生一起对解题的结果和解法进行细致的分析,对解题的主要思想、关键因素和同一类型问题的解法进行概括,可以帮助学生从解题中总结出数学的基本思想和方法加以掌握,并将它们用到新的问题中去,成为以后分析和解决问题的有力武器。

  参考文献:

  [1]简洪权.中学数学运算能力的组成及培养策略.《中学数学教学参考》

  [2]张卫国.例谈高考应用题对能力的考查.《中学数学研究》

  [3]普通高等学校招生全国统一考试说明.