融于核心素养,科学备战中考
——以“二元一次方程”为例

2019-11-02 09:20江苏省仪征市实验中学余叶军
中学数学杂志 2019年20期
关键词:韦达一元二次方程中点

☉江苏省仪征市实验中学 余叶军

在中考前,学校要求在近一周的时间内,每位初三一线的教师上一节高标准、高质量的专题研讨课,以作为中考临阵前的一次有力冲锋.备课组教师精心分工,紧密合作,将备考专题进行了分解,笔者所讲授的是一节关于“二元一次方程”专题内容的研讨课.在任务下达之后,笔者认真分析了2018年江苏省各地中考试题,同时翻阅了省外其他地区的试卷,从中寻觅挖掘出一些解题策略,在课堂上采用学生自主探究的方法将这部分知识进行了认知消化、归纳总结.

一、典例引领,让学生在思考中潜移默化

中考数学备考的风向标是什么样的?这是值得每位初三一线教师深思的问题.教师在备考中引导的不仅仅是知识与能力,更应该是一种学科核心素养,一种将知识与能力融为一体的学科体系,能逐步形成学生综合运用知识的能力,内化为学生情感、态度、价值观及数学思想等方面的均衡成长.基于此,笔者的课堂设计是这样的:

1.情境导入,激发学生探究兴趣

首先用电子白板给出一道2019年南京市的中考试题:设x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的两个根,且x1+x2=-1,则x1=_____,x2=_____.

让学生从一元二次方程的基础思考,教师在课堂上巡视,留心学生得出的结果,将不同的方法进行展示.预设结果是:

(1)因为x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的两个根,所以可以得到:

这就成了解含有二次方的方程组,难度较大.

(2)因为x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的两个根,所以可以写出(x-x1)(x-x2)=x2-mx-6=0.

即x2-(x1+x2)x+x1x2=x2-mx-6=0.

看出m=x1+x2=-1,x1x2=-6,再进行求解.

(3)学生可以直接利用韦达定理,根据“两根之和为一次项系数的相反数,两根之积为常数项”得出再求解.

创设目的:从基础抓起,让学生再次认识一元二次方程的求解过程.通过(2)和(3)两种方法的展示,学生会再次通过一元二次方程的基础知识理解韦达定理,韦达定理其实就是利用一元二次方程的两根推断的,让学生再次对一元二次方程进行建模,形成数学学科素养.

2.趁热打铁,构建学生知识体系

俗话说“百炼成钢”,中考备考的目的在于让学生能够在最短时间内完成答题,练习是最有效的抓手.在课堂上,选用2018年内江市中考试题.

(电子白板展示)已知关于x的方程ax2+bx+1=0的两根为x1=1,x2=2,则方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的两根之和为______.

让学生在前面掌握了一元二次方程的基础上思考,得出结果,将不同的方法展示出来.预设结果是:

(1)设方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的两根分别是x3、x4.

根据韦达定理,可以得出:

则a=0.5,b=-1.5.

代入a(x+1)2+b(x+1)+1=0,化简得到x2-x=0.

得出x3=0,x4=1,即x3+x4=1.

(2)与(1)的前半部分方法相同,得出x2-x=0后,再次用韦达定理得出x3+x4=1.

(3)采用参数方法.

设方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的两根分别是x3、x4.

令x+1=m,方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0化为am2+bm+1=0.

由方程ax2+bx+1=0的两根为x1=1,x2=2,可知m1=1,m2=2.

得出m1+m2=3,即(x3+1)+(x4+1)=3,故x3+x4=1.

创设目的:独立思考是中考重点考核的素养,学生在回归旧知的基础上进行思考与拓展,在思考中让学科知识系统化,让应用能力最佳化,从而达到举一反三的目的.学生学会应用数学模型是课堂教学的根本宗旨,也是初中数学的核心素养之一,因此,通过课堂练习可以有效巩固知识、拓展能力,形成学科素养.

二、小组交流,让学生在融合中启迪智慧

当代的课堂应该是知识、生活和生命的融合和演绎,为了不忽视和不逃避课堂现场的问题和意外,既要针对学生的学启发他们去合作,让学生的思维和学习在交流中引向更深、更高的境地,同时要激发学生自主学习的积极性.在不同的智慧融合中启迪心智,在不同思维的碰撞中迸发潜能.

教师就是取之不尽用之不竭的知识宝库,作为中考备考,必须做出针对性的训练,为了让学生站得高看得远,笔者是这样设计该课堂环节的:

讨论:在一元二次方程x2-2ax+b=0中,若a2-b>0,则称a是该方程的中点值.

(1)讨论方程x2-8x+3=0的中点值是多少.(自主完成)

(2)当a2-b>0时,x1、x2为方程的两个根,求证:x2-a=a-x1.(交流完成)

(3)已知x2-mx+n=0的中点值是3,其中一个根是2,求mn的值.(交流完成)

预设课堂结果:

(1)直接根据方程的中点值定义得出2a=8,求出a=4.

(2)讨论题干给定的条件a2-b>0说明了什么,没有这个条件会出现什么结论.[当判别式Δ=4(a2-b)>0时,该一元二次方程才有两个实数根,其根x1、x2在实数范围内才可以运算]

讨论一元二次方程的两个根与该方程的中点值有什么关系.(可以根据韦达定理来解决)

最终学生通过讨论,得出一元二次方程在判别式Δ>0时有两个实数根,这两个根满足韦达定理.于是可以推断x1+x2=2a,完成(2)的证明.

(3)方程x2-mx+n=0的中点值是什么?怎样建立中点值与m的关系?(中点值的定义是二次方程的一次项系数的相反数的一半,故=3,则m=6)

知道了m的值和一个根,用什么方法可以求出n?(代入法,将m和方程的根代入方程,得4-12+n=0,则n=8,可以计算出mn=48)

创设目的:备考时进行小组讨论是训练思维的常用方式.在给出题目之后,给予学生独立思考的时间来完成(1).然后进入小组讨论环节,教师不断观察、引导学生对问题进行建模,从而调控各小组的活动,步步为营,让不同的智慧融合来启迪心智,在不同思维的碰撞中迸发挑战的潜能.

三、针对训练,让学生在锤炼中茁壮成长

在现代初中数学课堂教学中,备考复习时必须依据教材内容对数学理论及数学证明进行融合,给学生以数学逻辑性与思维性,切忌忽略复习重要概念及公式的数学原型,备考时间紧,任务重,虽然无需将每个数学概念和定理都弄清楚来龙去脉,但应注重主次分明,突出重点和难点.就像课堂交流环境一样,对于课堂上已经建构过的知识,必须让学生做到将适当的实际问题进行简化,寻求变量间的相互关系,得出相应的方程.因此,课堂教学中融入的数学建模思想必须及时巩固,有针对性地训练.一般给出6道左右的训练题,让学生在锤炼中茁壮成长.题型最好是开放性的,如:

案例:阅读材料:

方法1:若x+3是x2+mx-3的一个因式,我们不难得到x2+mx-3=(x+3)(x-1),易得m=2.

方法2:观察上面的等式,可以发现当x=-3时,x2+mx-3=(x+3)(x-1)=0,即x=-1是方程x2+mx-3=0的一个根,

将x=-3代入方程x2+mx-3=0,求得m=2.

应用:(1)若x-4是x2-mx-12的一个因式,应用方法1求m的值;

(2)若x+2是2x3+x2+mx-12的一个因式,应用方法2求m的值.

解题过程和另外几题就不再赘述了.

创设目的:让学生将因式分解与方程求解融为一体,成为数学的建模.当知识发生关联时,弄清概念的本质最有效的方法就是建模,试题本身就给出了数学思想,对学生有了更高的要求,因此,设置这类题型具有挑战性和创造力,让学生在解题过程中学会建模是形成学科素养的重要途径.

总之,为了科学备考,为了在中考中旗开得胜,学校的出发点是以生为本,让每一名学生都成才.备课组的细致安排更是锦上添花,每一位教师都上一节高标准、高质量的专题研讨课,专题可以共享,备考更加精准,课堂更加高效.我相信,只要课堂上做到情境导入,激发学生探究兴趣;小组交流,让学生在融合中启迪智慧;针对训练,让学生在锤炼中茁壮成长,就一定能够培养学生良好的数学能力,提升学生的核心素养,从而在中考的战场上尽情驰骋.

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