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陈永明讲评数学题——高中习题归类研讨

  • ISBN:978-7-5428-5512-1/O·804
  • 著译者:陈永明 著
  • 出版时间:2022年1月
  • 定价¥68.00
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  • 开本/字数:16开
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 内容提要

本书作者根据张景中院士的“中巧说”,即“用一个方法解出一类题目.也就是说,把数学问题分门别类,一类一类地寻求可以机械执行的方法”的思想,曾提出过“将解题经验算法化、显性化”的观点,并提出过“解题模块”和“命题联想系统”的算法化、显性化的两个具体做法.

依据这个指导思想,本书挑选了高中数学的部分内容,精心选择、精心编排例题,进行归类研究,并作精心的讲评,力图寻找解题的规律,使之有章可循.

本书凝聚了老中青三代优秀教师的智慧,特别是“抽象函数的解题策略”、“不等式恒成立问题”、“限位排列题的解题模块”、“三角比中常用的组块”、“条件求最值”、“球面距离与‘旗帜三角形’”、“三类存在问题”、“求函数解析式”、“由a2+b2=1联想到的”等文章不落俗套,匠心独运,亮点多多.

本书的对象是高中数学教师,也可供高中学生参考.本书选取的题大多属于中等或中等偏上的难度,适合高一、高二的教学和高三高考以及高校自主招生考试复习用.序

习题教学是数学教学中的重灾区,学生陷入题海,苦不堪言;教师难于应付,身心疲惫,是到了应该想想办法的时候了.造成这种现象的原因是多方面的,但教师还是可以有所作为,并且应该有所作为.

张景中院士十分关注中小学数学,并提出了“教育数学”的思想,他在谈到解题的时候,说过一段精彩的话:“练武功的上乘境界是‘无招胜有招’.但武功仍要从一招一式入门.解题也是如此……这种‘无招胜有招’的境界,就是‘大巧’吧!但是小巧固不足取,大巧也确实太难,对于大多数学子,还要重视有章可循的招式……大巧法无定法,小巧一题一法.中巧呢,则希望用一个方法解出一类题目.也就是说,把数学问题分门别类,一类一类地寻求可以机械执行的方法,即算法.”

笔者把它称为“中巧说”.笔者读了这番话之后,想法很多.

笔者自忖,自己不过是中等资质的人,因此,学习时需要总结类型.笔者从教50年,在进行教学时,也喜欢总结规律.那些大数学家,可能特别聪明,不要记忆,不要总结,仅凭灵感,就可以创造出新的理论来.现在看来并不是如此.原来像一流数学家张景中这样的院士学习解题时也是整理类型,寻找通法,在较高的起点上研究创新.从这个意义上说,通法、类型(模式)与创新是不矛盾的.

张院士的这番话,不但指出了要总结类型,而且要“寻求可以机械执行的方法,即算法”.这是数学教学的一个全新的观点,对改进数学教学意义重大.请注意,这里用了“算法”一词.

算法的特征是什么?笔者理解,或许一是,“什么情况”下该用某种方法——识别;二是当识别结果是“yes”时,解决问题的步骤是怎样的.不少教师也总结规律,但往往达不到这样的深度.

笔者和一些中青年教师曾经一起编写过一本《数学习题教学研究》陈永明名师工作室,数学习题教学研究,上海教育出版社,2010年(笔者感谢张院士为该书作序),该书就是以“中巧说”为指导思想,探索数学习题教学的一些原则和做法.

在那本书里,提出了把解题经验算法化、显性化的观点,提出了“解题模块”和“命题联想系统”两个算法化、显性化的具体做法.前者是针对“某一类型”的题,寻找它的解题程序.但中学阶段的数学题不完全都有“套路”,譬如平面几何题,这时候,“中巧”可能体现在:你看到题目条件(或定理、法则)时,能够联想到它可以推出哪些新的命题;看到题目的结论时,联想到哪些命题可以推出它——即命题联想系统.笔者认为,这也应该是“中巧”的体现.

本书实际上是《数学习题教学研究》具体化.把高中数学题中某些类型、某些经验,尽量做些规律性、甚至程序化的归纳和点拨,特别是解题模块、命题联想系统、基本图形的研究、“组块”的研究等,是本书主要的特色.

“中巧说”可能是丰富多彩的数学解题教学中的一个流派.有同志担心,这样教法,会不会把学生教呆了.有这个担心是很自然的.

落实“中巧说”是一件重要的工作,怎样促使中巧向大巧过渡,是一项更艰巨的工作,需要广大教师和专家进一步研究.

笔者主张寻找解题规律,但不要把规律教死,要引导学生从中巧逐步向大巧过渡,正像有的专家说的:要有套路,又要突破套路.对此我们也有一些思考.

首先我们强调师生共同总结,这样,不但能够让学生掌握某类数学题的解法或思路,而且可以大大提高学生归纳总结的能力.上海老一辈的数学教育家赵宪初先生说过“要先举三反一,才能举一反三”.因此,本书各节的编写,总是先出现一组例题,然后归纳规律(举三反一),然后再出现一些变式例题和练习(举一反三).

再有,不能把总结出来的东西变成让学生死记硬背的教条,要突出问题及其解法的本质,突出数学思想.

另外,在《数学习题教学研究》中,笔者提出分析解题思路时要“有序分析”,提出了“思考时通法优先,落笔时优法优先”,还提出了“先估后算”、“寻找巧法”等策略.再加上其他的一些行之有效的措施,如一题多解、变式训练、开放题、课题学习,等等,中巧是可以向大巧过渡的.

以上说的,是我们对数学习题教学的一些看法,我们的认识是否正确,工作是否合理,是否到位,有待于广大教师和专家的鉴定,欢迎大家批评指正.

本书没有面面俱到,只是选取了部分专题进行了探讨.

本书选取的题大多属于中等或中等偏上的难度,特别适合高一、高二的教学和高三高考复习用,对于近年来高校自主招生考试也有益处.

本书除了“解”之外,还重视“评”.“评”采取多种形式:

带总结性的议论我们标为“小结”,小一点的点拨标为“讲评”,这些评议,包括了解题模块、命题联想系统的总结,解题思路的点拨,关键点的指出,教学建议,等等.有些小经验我们用箭头在文旁指出.个别文章,还加了“主编的话”.

学习者的疑惑、错解的剖析,我们用“拓展”标注.

习题背景的分析,我们用“链接”标注.

“评”是比“解”本身难得多的工作,特别是关于解题模块和联想系统的总结,由于水平的关系,可能做得还不够.

我国是解题大国,解题经验值得认真总结.在《数学习题教学研究》的基础上,我们还在探索,本书提出的“组块”的概念,提出的“非逻辑联想”,就是一些新的心得.

笔者年事已高,虽然本书定名为《陈永明讲评数学题》,其实本人负责策划、审稿和统稿,各篇均由上海市西南位育中学的优秀中青年教师执笔(华东理工大学附中部分教师也参与了一些工作),最后由经验丰富的老专家陆云庭老师审读全部书稿.执笔者都十分认真,许多稿子都经过了五六遍的修改,才得以定稿,整个编写过程历时一年之久.编写过程中,本书副主编、中国教育数学学会理事、西南位育中学数学教研组组长阮夏丽老师做了大量的工作,还得到了西南位育中学张建中校长、华东理工大学附中童立贤校长的大力支持。在此,对我的合作者,表示感谢.


陈永明

2012年10月于上海

时年七十又二

一、代数

1.闭区间上二次函数的最值问题1

2.函数图像变换9

3.复合函数的单调性19

4.函数的值域25

5.基本图形:“耐克函数”的图像35

6.求函数解析式48

7.抽象函数题的解题策略52

8.抽象函数题的若干类型63

9.一元二次方程实根分布70

10.基本不等式及其下游命题78

11.不等式恒成立问题86

12.等差数列的下游命题96

13.数列求和的常用方法107

14.等差数列与等比数列的类比116

15.等差数列前n项和的最值121

16.由数列递推关系求通项公式128

17.共轭复数的性质及其下游命题134

18.限位排列题的解题模块138


二、三角

1.三角化简和求值143

2.三角中的“1”的联想150

3.倍角公式及其下游命题156

4.三角比中常用的“组块”165

5.基本图形:y=Asin(ωx+φ)的图像171


三、解析几何

1.基本图形:二次曲线与直线相交183

2.基本图形:焦点三角形194

3.圆锥曲线中的对称问题203

4.二次曲线中距离的最值211

5.条件求最值问题219


四、立体几何

1.空间角的求法227

2.空间向量在空间距离度量中的应用233

3.空间向量在空间角度量中的应用240

4.空间向量在线面位置关系证明中的应用248

5.立体几何中的共点、共线、共面问题255

6.球面距离和“旗帜三角形”260


五、综合

1.三类存在性问题266

2.由a2+b2=1联想到的279