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融于核心素養,科學備戰中考
——以“二元一次方程”為例

2019-11-02 09:20江蘇省儀征市實驗中學余葉軍
中學數學雜志 2019年20期
關鍵詞:韋達一元二次方程中點

☉江蘇省儀征市實驗中學 余葉軍

在中考前,學校要求在近一周的時間內,每位初三一線的教師上一節高標準、高質量的專題研討課,以作為中考臨陣前的一次有力沖鋒.備課組教師精心分工,緊密合作,將備考專題進行了分解,筆者所講授的是一節關于“二元一次方程”專題內容的研討課.在任務下達之后,筆者認真分析了2018年江蘇省各地中考試題,同時翻閱了省外其他地區的試卷,從中尋覓挖掘出一些解題策略,在課堂上采用學生自主探究的方法將這部分知識進行了認知消化、歸納總結.

一、典例引領,讓學生在思考中潛移默化

中考數學備考的風向標是什么樣的?這是值得每位初三一線教師深思的問題.教師在備考中引導的不僅僅是知識與能力,更應該是一種學科核心素養,一種將知識與能力融為一體的學科體系,能逐步形成學生綜合運用知識的能力,內化為學生情感、態度、價值觀及數學思想等方面的均衡成長.基于此,筆者的課堂設計是這樣的:

1.情境導入,激發學生探究興趣

首先用電子白板給出一道2019年南京市的中考試題:設x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的兩個根,且x1+x2=-1,則x1=_____,x2=_____.

讓學生從一元二次方程的基礎思考,教師在課堂上巡視,留心學生得出的結果,將不同的方法進行展示.預設結果是:

(1)因為x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的兩個根,所以可以得到:

這就成了解含有二次方的方程組,難度較大.

(2)因為x1、x2是一元二次方程x2-mx-6=0的兩個根,所以可以寫出(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,再進行求解.

(3)學生可以直接利用韋達定理,根據“兩根之和為一次項系數的相反數,兩根之積為常數項”得出再求解.

創設目的:從基礎抓起,讓學生再次認識一元二次方程的求解過程.通過(2)和(3)兩種方法的展示,學生會再次通過一元二次方程的基礎知識理解韋達定理,韋達定理其實就是利用一元二次方程的兩根推斷的,讓學生再次對一元二次方程進行建模,形成數學學科素養.

2.趁熱打鐵,構建學生知識體系

俗話說“百煉成鋼”,中考備考的目的在于讓學生能夠在最短時間內完成答題,練習是最有效的抓手.在課堂上,選用2018年內江市中考試題.

(電子白板展示)已知關于x的方程ax2+bx+1=0的兩根為x1=1,x2=2,則方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的兩根之和為______.

讓學生在前面掌握了一元二次方程的基礎上思考,得出結果,將不同的方法展示出來.預設結果是:

(1)設方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的兩根分別是x3、x4.

根據韋達定理,可以得出:

則a=0.5,b=-1.5.

代入a(x+1)2+b(x+1)+1=0,化簡得到x2-x=0.

得出x3=0,x4=1,即x3+x4=1.

(2)與(1)的前半部分方法相同,得出x2-x=0后,再次用韋達定理得出x3+x4=1.

(3)采用參數方法.

設方程a(x+1)2+b(x+1)+1=0的兩根分別是x3、x4.

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

由方程ax2+bx+1=0的兩根為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.

創設目的:獨立思考是中考重點考核的素養,學生在回歸舊知的基礎上進行思考與拓展,在思考中讓學科知識系統化,讓應用能力最佳化,從而達到舉一反三的目的.學生學會應用數學模型是課堂教學的根本宗旨,也是初中數學的核心素養之一,因此,通過課堂練習可以有效鞏固知識、拓展能力,形成學科素養.

二、小組交流,讓學生在融合中啟迪智慧

當代的課堂應該是知識、生活和生命的融合和演繹,為了不忽視和不逃避課堂現場的問題和意外,既要針對學生的學啟發他們去合作,讓學生的思維和學習在交流中引向更深、更高的境地,同時要激發學生自主學習的積極性.在不同的智慧融合中啟迪心智,在不同思維的碰撞中迸發潛能.

教師就是取之不盡用之不竭的知識寶庫,作為中考備考,必須做出針對性的訓練,為了讓學生站得高看得遠,筆者是這樣設計該課堂環節的:

討論:在一元二次方程x2-2ax+b=0中,若a2-b>0,則稱a是該方程的中點值.

(1)討論方程x2-8x+3=0的中點值是多少.(自主完成)

(2)當a2-b>0時,x1、x2為方程的兩個根,求證:x2-a=a-x1.(交流完成)

(3)已知x2-mx+n=0的中點值是3,其中一個根是2,求mn的值.(交流完成)

預設課堂結果:

(1)直接根據方程的中點值定義得出2a=8,求出a=4.

(2)討論題干給定的條件a2-b>0說明了什么,沒有這個條件會出現什么結論.[當判別式Δ=4(a2-b)>0時,該一元二次方程才有兩個實數根,其根x1、x2在實數范圍內才可以運算]

討論一元二次方程的兩個根與該方程的中點值有什么關系.(可以根據韋達定理來解決)

最終學生通過討論,得出一元二次方程在判別式Δ>0時有兩個實數根,這兩個根滿足韋達定理.于是可以推斷x1+x2=2a,完成(2)的證明.

(3)方程x2-mx+n=0的中點值是什么?怎樣建立中點值與m的關系?(中點值的定義是二次方程的一次項系數的相反數的一半,故=3,則m=6)

知道了m的值和一個根,用什么方法可以求出n?(代入法,將m和方程的根代入方程,得4-12+n=0,則n=8,可以計算出mn=48)

創設目的:備考時進行小組討論是訓練思維的常用方式.在給出題目之后,給予學生獨立思考的時間來完成(1).然后進入小組討論環節,教師不斷觀察、引導學生對問題進行建模,從而調控各小組的活動,步步為營,讓不同的智慧融合來啟迪心智,在不同思維的碰撞中迸發挑戰的潛能.

三、針對訓練,讓學生在錘煉中茁壯成長

在現代初中數學課堂教學中,備考復習時必須依據教材內容對數學理論及數學證明進行融合,給學生以數學邏輯性與思維性,切忌忽略復習重要概念及公式的數學原型,備考時間緊,任務重,雖然無需將每個數學概念和定理都弄清楚來龍去脈,但應注重主次分明,突出重點和難點.就像課堂交流環境一樣,對于課堂上已經建構過的知識,必須讓學生做到將適當的實際問題進行簡化,尋求變量間的相互關系,得出相應的方程.因此,課堂教學中融入的數學建模思想必須及時鞏固,有針對性地訓練.一般給出6道左右的訓練題,讓學生在錘煉中茁壯成長.題型最好是開放性的,如:

案例:閱讀材料:

方法1:若x+3是x2+mx-3的一個因式,我們不難得到x2+mx-3=(x+3)(x-1),易得m=2.

方法2:觀察上面的等式,可以發現當x=-3時,x2+mx-3=(x+3)(x-1)=0,即x=-1是方程x2+mx-3=0的一個根,

將x=-3代入方程x2+mx-3=0,求得m=2.

應用:(1)若x-4是x2-mx-12的一個因式,應用方法1求m的值;

(2)若x+2是2x3+x2+mx-12的一個因式,應用方法2求m的值.

解題過程和另外幾題就不再贅述了.

創設目的:讓學生將因式分解與方程求解融為一體,成為數學的建模.當知識發生關聯時,弄清概念的本質最有效的方法就是建模,試題本身就給出了數學思想,對學生有了更高的要求,因此,設置這類題型具有挑戰性和創造力,讓學生在解題過程中學會建模是形成學科素養的重要途徑.

總之,為了科學備考,為了在中考中旗開得勝,學校的出發點是以生為本,讓每一名學生都成才.備課組的細致安排更是錦上添花,每一位教師都上一節高標準、高質量的專題研討課,專題可以共享,備考更加精準,課堂更加高效.我相信,只要課堂上做到情境導入,激發學生探究興趣;小組交流,讓學生在融合中啟迪智慧;針對訓練,讓學生在錘煉中茁壯成長,就一定能夠培養學生良好的數學能力,提升學生的核心素養,從而在中考的戰場上盡情馳騁.

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