竞赛专题讲座01:如何探索竞赛、考研题的求解思路之如何解题
竞赛专题讲座01:如何探索竞赛、考研题的求解思路之如何解题
在数学学习中,解题能力的提升是每个学生追求的目标。本文将带你走进数学解题的世界,从审题到检验反思,系统地讲解如何探索竞赛、考研题的求解思路。
在讲座开始之前,提醒一下热心关注、支持咱号的学友们,由于是讲座,不像上课,所以不会特别注意问题的细节,讲座覆盖的内容也比较多,一般一次讲座就教材来讲,可能就覆盖有多个章节,而有些问题的求解,还可能涉及多个章节的知识点。讲座的内容主要覆盖高等数学、数学分析的主要内容和空间解析几何部分内容。
在阅读过程中,如果有些知识点、方法、公式等不是很熟悉,一定要记得去翻阅教材,及时查漏补缺!对于三门课程竞赛的主体内容,如果不希望再详细翻阅教材,也可以通过推文中的系列推文来快速了解相关题型、求解思路方法,并借助其中的典型例题与练习来加强基础训练。
今天的第一讲,一起来简单地聊一聊,拿到一个高等数学、数学分析课程相关的练习、考试题目的时候,如何来探索它的求解思路,得到问题的求解过程。也就是很多同学经常问到的:拿到一个题目该如何动笔的问题!
关于如何解题,著名数学家和数学教育家G·波利亚( 男) (George Polya,1887—1985),撰写过一部专门的书《怎样解题》。
波利亚在《怎样解题》一书中,将解题过程大致分成四个步骤:“理解题目”、“拟定方案”、“执行方案”和“检验反思”。如果我们能在平时的做题中不断实践和体会这个过程,不仅成功,而且必有收获,同时也可以或多或少地产生一种“学数学是一种乐趣!”的成就感、充实感,体会到一种不同的“我做题我快乐”的心情愉悦感!就如同我们认真学习一天,晚上躺在床上,莫名产生的那种心情舒畅的满足感、成就感和无意识的对自己行为的肯定和感觉自己会越来越好的自信!
对于这样的四个步骤到底应该如何做呢?下面,根据我的个人理解,一起来探讨一下具体每个步骤需要做的一些工作。我们重新把四个步骤给四个比较通俗的标题。
第一步 审题
审题,复述问题、理解问题. 这个步骤简要地说,就是标记,写出描述问题的关键性的字词与数学表达式,包括条件中的,也包括结论中的,并且明确条件与结论。具体实施还包括默念,并在草稿纸上重新抄一遍题目的过程!这也是平时老师在布置作业时,特别强调的,一定要抄题,抄题也是审题的一个重要环节!
在这一步,我们需要弄清楚要干什么?也就是明确结论、目标,做到有的放矢,确定思路探索的方向!方向正确,才能保证过程有效!当然也要明确已知条件,包括已知的描述、表达式、数据、图形等。并且引入适当的符号,转换文字描述为数学表达式。能够画图的一定画图,不管是几何图形,还是反映各符号、描述之间关系的图形。并以自己能够理解的,尽可能通俗地形式,重新叙述问题。
第二步 问题归类
中心思想:陌生问题熟悉化。这个步骤是探索问题解决思路的关键!改写条件、结论中的表达式为可能的各描述形式,转换、变形问题描述,对比已有知识结构中的问题类型,将问题归类为熟悉的问题!
从大的方向来讲,比如是求极限问题、还是求导问题(一元函数的全导数还是多元函数偏导数),是积分问题,还是微分方程求解;是无穷级数问题,还是向量代数与空间解析几何问题等。
归了大类,再根据条件和结论细分小类,最后归结到具体题型。对于固定题型,对于通常的练习、大类的考试来说,一般可以按照题型对应的解题思路与步骤来求解、验证得到结果。
如果这样不能一步到位解决问题,则可能就需要根据问题的归类,甚至有时候可能需要对问题从不同的角度思考,考虑对其重新归类来探索可能的求解思路。这个时候也就可能需要根据问题可能的类型,逐一尝试、探索了!
第三步 思路探索
在问题不能按照特定题型、固定思路与步骤求解、或验证的话,我们应该根据问题类型,在脑海里搜索对应于相应题型,各种可能的求解思路与方法,逐一探索;或者重新对问题进行归类,或者将问题拆分为各类小的、熟悉的问题逐步解决。这个探索、完成求解验证的过程,其实就是一个根据目标,不断改写条件、结论表达式,构造相应求解方法的条件和需要的表达式的过程!
探索的目标可能不仅仅是最终需要得到的解题目标,还包括探索过程中可能出现的各类中间目标,也就是拆分问题为各类熟悉的小问题的过程。只有解决了小问题,才能达成最终的大目标。大的成就必定是平时小收获的积累!也就是经常听到的:成功来自点滴积累!
在这个过程中,我们应该尽可能多地改写条件、或者结论中出现的,或者在审题过程中,转换得到的各种数学表达式!在改写的过程中,还要不断探寻、对比曾经熟悉的问题类型、或者解题思路,并且组合各种改写形式,如同搭积木一样,尝试性地探索解题过程,说不定在组合过程中一不小心就得到了需要的结论!
这个过程很多时候,尤其对于综合性的问题,其实也是一个不断失败,最后走向成功的过程!对于大题,一般不要理所当然地认为,可以一步到位找到解题方法,只有在不断的尝试、探索中,才能找到真正有效的解题思路与步骤!
经常有同学问:老师,老师,这个题目的思路是怎么想到的啊?怎么想到的呢,反复尝试探索得到的,说不定就是经历了多次的失败,经历了多次回头重来的过程!失败不可怕,可怕的不敢再去尝试、尤其是不敢坚持!
这个步骤,要求我们对教材中的基本概念、基本思想、基本方法和基本的例题、练习、结论非常熟悉,理解透彻,能够想得起,用得上!教材、课堂学习与平时练习是我们探索解题思路与方向的基础。
脱离教材、课堂做题,只追求数量的刷题,这是舍本求末,不仅理解、掌握不了真正的课程内容,实现不了学习目标,对做题也无法做到融会贯通,触类旁通!同时要特别注意,为保证解题过程的正确性、有效性,一定要记得探索过程得到的每个中间表达式与过程,都要有理有据!
第四步 检验过程与反思
除了个别思路单一,或所谓的偏题,除了出题者给出解答过程之外的没有其他解题方法的问题,经过以上步骤,基本上就可以探索出可能的解题步骤。一般以上过程在草稿纸上完成,真正需要提交的解题过程需要重新整理、完善!
在完善、提交过程之前,建议重新检验一下过程,是否每步都能做到有理有据、结论是否正确,千万不要功亏一篑。对于可能有多个解题思路的问题,力争尝试多种方法!尤其平时练习的时候,争取能够一题多解。
另外,做完题目之后,要有一个思考、总结的过程。平时练习要把握一个标准:练习不在多而在精,多理解、真掌握、能延伸、会拓广,举一反三、触类旁通!缺乏思考、总结的刷题过程,是一个自己骗自己的过程,在真正独立做题时,比如考试时,就会现出原形,不知道如何动笔!
那么,以上探索解题的过程在实际解题应用中是如何贯彻的呢?如何真正借助于以上解题思想提升解题能力,做到融会贯通,举一反三呢?少而精的练习题的选题标准是什么呢?我们又该如何选取呢?
这些问题,其实在咱们推出的)的真题详细探索解析过程,在)或给出的问题求解过程中都可以找到的答案!
****今天的讲座内容就到这里,在第2讲中咱们将借助微分方程求解的一般思路和具体的例题,一起来体验一下问题求解的一般思路探索过程。