美国心理学家波斯纳提出的成长公式“经验+反思=成长”同样适用于解题能力的获得与提升.解题后的反思有利于激活数学认知,并生长相关数学思维.一方面,通过解题反思,探究解题错误的发生以及解法的发现过程,理清解题规律,理解解题关键,积累更多的解题经验;另一方面,对问题进行宏观上的进一步认识和理解,透过现象看本质,对问题进行必要的拓展和延伸,以使相关解题策略内化为个体后续解题自发的知识和能力.因此,拓展与延伸是发展数学解题思维的有效途径.一般来说,变换问题的提问方式、相关背景、形式结构和应用范围等是问题拓展与延伸的基本方略. 一、改变问题的提问方式,变换思维模式 对问题的拓展与延伸,首选的是改变问题的提问方式.诸如把单问改成分步设问,增加中间的设问;将结论隐蔽起来,把证明题改为探索题;等等.此外,增删已知条件、隐含条件明朗化、显性条件隐性化、直接条件间接化、抽象条件具体化和具体条件抽象化等,也都是改变问题提问方式的有效路径. 例1 已知a,b,m都是正数,且a<b,求证:
. 对于这道容易证明的不等式,我们可以改变提问的内容,逐步把思维引向深入.
事实上,这组不等式体现了函数
在区间[0,+∞)上是增函数.那么,再反过来思考:如果知道了函数
的单调性,是不是也就能够证明前面的一系列不等式?由此把不等式延伸到函数,增强了数学思维的厚度. 例2 若不等式
对任意x∈R均成立,求实数a的取值范围. 根据数形结合思想,容易求得a的取值范围.在此基础上,我们可以变换出下列几个逐级延伸的题目.
在上述四个变式中,我们依据相关概念、公式、定理及其推理规则对原问题进行了文字语言、图形语言和符号语言之间的转换与延伸,使问题的提问方式发生了改变.虽然问题的本质并没有发生根本性变化,但是对知识与能力的考查力度显然得到了加强. 二、革新问题的相关背景,激活思维张力 诚如波利亚所说,货源充足和组织良好的知识库是一个解题者的重要资本,良好的组织易于用上所提供的知识,这甚至可能比知识广泛更为重要.在解题的拓展与延伸中,从不同的问题背景出发,从知识的不同模块入手,进行重组和加工,有助于巩固所学数学知识,并盘活知识覆盖面,激活思维张力.这也是实现问题拓展与延伸的又一重要路径. 例3 已知x>0,y>0,2x+y=2,求
的最小值. 基于不同的视角和知识点,该题可以引申与推广如下. (1)在原有知识覆盖领域将条件与结论调换. 变式1:已知x>0,y>0,
,求2x+y的最小值. (2)结合对数函数进行拓展. 变式2:已知函数
的图象恒过定点A,且点A在直线mx+ny-4=0上,其中mn>0,求
的最小值. 根据题意,可知点A的坐标为(2,1).代入直线方程,得2m+n=4.该题转化为:若2m+n=4,且mn>0,求
的最小值.