鲍建春
摘 要:数学综合题题型多数是多个知识点的串联与组合,知识点覆盖面广,导向性十分明确,对学生数学解题的综合能力有极高的要求.其在中考卷中所占的比重很高,故其得分高低,往往是中考决胜的关键.要想在综合题中获得高分,必须要有一定的解题策略,分步骤、有针对性地解决问题:先对综合题涉及的各个要素进行归类分解;再对分解出的小问题进行切分解答;最后理清思路,完整书写,总结反思,以做到贯穿融合.
关键词:初中数学;数学综合题;解题策略
初中数学综合题在中考卷中所占的比重很高,浙江省各地的试卷中一般分布在选择题第10题、填空题第16题以及最后两道压轴题,特别是最后的压轴题成为学生中考决战成败的关键。数学综合题题型多数是多个知识点的串联与组合,知识点覆盖面广,导向性十分明确,对学生数学解题的综合能力有极高的要求.近几年来,中考几何与代数综合题主要涉及的题型有:开放性探索问题、动态变化问题、是否存在问题、含有字母参数的二次函数综合问题等.所涉及的数学思想方法有:分类讨论、数学建模、转化化归等.学生要想在综合题中获得高分,必须要有一定的解题策略,分步骤、有针对性地解决问题.
笔者从寓言故事“庖丁解牛”中延伸出数学综合题的解题三步法,即破、解、立,并在多年的实践中证明,它可以帮助学生形成有效的解题思路,使其对综合题不再有畏难情绪.下面以二次函数与相似三角形综合题[1]的解题教学为例详细分析.题目如下:
设抛物线y=ax2+bx-2 与x轴交于两个不同的点A(-1,0),B(m,0),与y轴交于点C,且∠ACB=90°(如图1).
(1)求m的值和抛物线的解析式;(2)已知点D(1,n)在抛物线上,过点A的直线y=x+1交抛物线于另一点E.若点P在x轴上,以点P,B,D为顶点的三角形与△AEB相似,求点P的坐标.
一、破题:目无全牛,各个击破
数学思想是解决初中数学综合题的灵魂,学生要善于挖掘综合题中所隐含的条件,运用转化、数形结合、分类讨论、方程(不等式)、函数与方程的建模等思想,把综合题涉及的各个要素进行归类分解,并与相关的章节知识进行对接.这是做到破题的关键.
(一)化繁为简,化未知为已知
此类题就是化未知为已知、化繁为简、用数字替代字母,使复杂的问题简单化,将未学习的知识转化为已知的知识点[2].对每一个涉及的知识点要素,都要进行分解.
本例图形很复杂,但仍有规可循:从∠ACB=90°联想到有直角三角形,引导学生联系直角三角形的有关知识点。
问题1:关于Rt△ABC,你知道哪些知识?
学生回答并分解相关知识要素:①两锐角互余;②三角函数;③30度特殊角边关系;④勾股定理.
实际操作中可将未知解法或难以解决的问题,通过比较、观察、迁移、联想等思维重构的过程,转化化归为已学过的内容和知识,如:分式方程转化为整式方程,空间图形转化为平面图形,多元转化为一元,函数转化为方程等.
(二)化动为静,化抽象为具体
数学综合题中的动态问题是近年来中考出题的热点,而且涉及的知识面很广,往往结合函数与方程、分类讨论思想等.解决这类问题必须要有化动为静的思路,可以根据题意把动态图形分为几个阶段和范围进行步骤分解,画出静态图形,运用化归思想将题目分解,寻找其中的数量关系,从而将抽象的概念转化为具体的图形.
本例中P点在x轴上,是一个动点,可先引导学生画出大致图形,如图2,作出两个静态
图形,再根据图形直观比较对应三角形相似进行解题.
(三)分类突破,化整为零
分类讨论的情况在数学综合题中经常出现,特别是之前提到的动态问题在等腰三角形、四边形、圆中出现更多.分类讨论时要将问题的所有可能性全部罗列出来,依据要素分解分类,做到不重复不遗漏,问题结论要做到完美.
对于本例第二个问题,可以引导学生猜想、发现P点的位置分为两种情况,分别在B点的左边与右边.探究一:连接DB,点P有否可能在点B右侧?探究二:在x轴上点B左侧是否存在点P?解析:由90°<∠EBA<135°可知,点P只能在点B的左侧,有以下兩种情况:①若△DBP1∽△EAB;②若△DBP2∽△EAB.此即分类讨论思想的运用.
综合题的破题,要重点分析题中关键的量或者关键词,要能联想到与每个量相关联的知识点.对于不完整的图形,教师要引导学生添加辅助线补全图形.如对上题是否存在相似三角形这一问题,先要分类探究P点所在的位置,再根据位置分解作出相似三角形的图形进行解题.
二、解题:牛刀小试,分而解之
根据题意破题后,就可以小试“牛刀”进行解题.解题过程中,教师要始终关注解题的方向和核心,让学生把题中分解出的小问题进行切分解答,体验成功的喜悦.
(一)减小难度,重拾信心
综合题一般题目容量大,学生往往会产生惧怕心理.教师要教会学生分解综合题的方法,即如何分解题干;还要注重基础题的训练,让学生体验成功的快乐.这样,才能提高学生解综合题的信心.
问题2:如图3,在Rt△ABC中,CO⊥AB于点O,那么从相似三角形的角度出发可得到哪些结论?(△BOC∽△COA∽△BCA;对应角相等,对应边成比例)有关线段的比例式有哪些,可以化为怎样的乘积式?
这样的问题设置既达到了复习旧知识的目的,又降低了题目的难度,有助于树立学生的信心.
(二)迁移重构,提升思维
在分解出相似三角形的知识点并且解决了相关的问题后,可再结合题中的平面直角坐标系,把三角形与坐标系进行组合重构,解决二重问题.要求出解析式,须先求出各点的坐标.
在问题2中,相似三角形是得出线段成比例的关键,而把这个相似的基本图形放入坐标系,联想到两坐标轴是互相垂直的这一隐含条件,就可以将之顺利迁移到坐标系中.将已学过的知识迁移到新学习的知识,学生就能自主重构了.
问题3:如图4,以AB所在直线为x轴,以CO所在的直线为y轴,建立直角坐标系,当OA=1,OC=2时,请写出A,B,C三点的坐标.
运用迁移重构法时,要时刻思考每个题目的本质特性.教师要时刻注意引导学生自主地去类比分解综合题型的题干,以重新组合知识点,提升思维水平.比如学习了一元一次方程的解法后,再学习不等式的解法,就可以对比两种解法的异同点,让学生在比较中加深印象.
(三)重组归纳,突破思路
数学综合题往往会有几种不同模型的叠加,教师要让学生学会模型归类,特别是在章节的复习中要有意识地寻找一些精练的综合题,让学生分析不同的模型并准确地把握关键点和突破点,并在训练中培养学生的分析归纳能力,使其在解题思路上有所突破.
在完成各点坐标的求解后,可以进一步设问。
问题4:如图5,已知A(-1,0),B(m,0),与y轴交于点C,且∠ACB=90°,求m的值和抛物线的解析式.
联想到求二次函数解析式的三种形式,可以把抛物线这一要求还原到题中:
问题①:抛物线过A,B,C三点,求它的解析式.
已知三点求解析式,可以让学生再回顾相关的三种解析式的表达.在求出二次函数表达式后,再结合题中的问题,把直线AE添加到圖中:
问题②:如图6,在上题中的抛物线上存
在点D(1,n),过点A的直线y=x+1交抛物线于另一点E,求D,E坐标.
把各要素分解后,分而解决相关的小问题,即层层重组知识结构,让学生在比较单一的情境中解决常规问题,如相似三角形求线段的长、已知三点求二次函数的解析式、求一次函数与二次函数的交点坐标等,学生就可以在小试牛刀中体验到成功的喜悦,培养数学思维,提升核心素养.
三、立题:壮气吞牛,贯穿融合
在破题、解题之后,我们还要做好最后一步:立题,即要理清思路,完整书写,并总结反思,做到贯穿融合.在分析题目后,我们要把思路重新整理并书写出来,并剔除不用的知识点,保留有用的知识点.
(一)补全图形,理清思路
几何综合问题的图好比一个复杂的机器,它是由基本零件组成的,这些基本零件就相当于基本图对应的特征要素,发现基本图的要素不完整,把它添补完整,这就是添辅助线.解决问题的时候,要把机器的零件拆下来修补,即找出初始条件要素指向的基本图,补上辅助线,使基本图完整,如图7.
对常用的辅助线作法要能理解并应用,比如,对平面直角坐标系中有点的坐标,就要作x轴或y轴的垂线.还要总结归纳一些基本图形,如三垂直、A字形相似、8字形相似等.将这些常用的方法融会贯通后,学生就能够理清解综合题的思路.如本例中只要画出点P在B的左边与右边的两种图形,利用数形结合的思想找到相似三角形的对应关系,就能理清思路很好地解决问题了.
(二)整理归纳,形成思维
解析综合题,可以通过破题分解对象,将知识点重新分门别类.学生分解要素破题是第一步,针对分解后的每一个小题目进行分析解答、重新组合是第二步,最后才是对之前的做法进行整理归纳,形成思维,使解题严密.
“立题”时,对每个问题都要寻根问底,对每一步都要进行思考:多问一个为什么,或问问“这样做是否合理?有没有更简便的方法?”[3]教师要培养学生解决一般问题的科学思维习惯,使其在破题、解题之后有反思,从而顺利地把解题过程呈现出来,真正做到有破有立.
整理过程见上述步骤,此处不再赘述.
(三)思考结论,举一反三
解完一道综合题后,教师要引导学生对结论进行思考,这样能起到举一反三的作用,培育学生的数学核心素养.教师要对结论进行合理的追问,比如:还有没有分类不清楚的?还有没有答案遗漏的?解题步骤是否规范了?方程是否验根了?引导学生在解题后思考这些问题,有助于学生养成研究性学习的好习惯,有利于他们培养勇于探索的精神.此外,要达到“立题”之目的,培育学生数学学习的核心素养,教师还可以改变原题的知识元素,围绕某一问题进行变换、引申、拓展
参考文献:
[1] 盛志军.数学导入课环节诱发学生学习心向的探索[J].数学教学,2010(10):12.
[2]周兵.认清转化思想、让解题思路飞起来[J].数学大世界(教师适用),2011(10):15.
[3]陆德强.例谈初中数学几何综合问题的解题方法[J].新课程(中学),2017(3):18.