☉江蘇省南通市教育科學研究中心 符永平(特級教師)
☉江蘇省海安縣李堡鎮(zhèn)初級中學 劉東升
近期讀了一些中學數(shù)學教育教學期刊,發(fā)現(xiàn)命題研究始終是熱點欄目,各級教研員、一線教師無不對命題有著濃厚的興趣,在相應的數(shù)學教師交流的QQ群中,交流得最多的也是解題研究、命題研究,這種現(xiàn)象在每年中考、高考前夕更為突出.但是,不論是期刊發(fā)文研討命題,還是群里交流探討命題,大家關(guān)心的焦點總是集中在試題的難易度、新穎度、原創(chuàng)性、解法的探討等角度,技術(shù)性探討較多,但很少有對試題做出進一步的“數(shù)學”追問,即試題考查的數(shù)學知識在數(shù)學學段、學科發(fā)展中有怎樣的地位?試題對后續(xù)數(shù)學學習有何價值?試題對數(shù)學的學習與研究有沒有方法上的指導作用?試題背后是不是能融入一點數(shù)學史(文化)的背景?本文結(jié)合一些試題嘗試從上述角度做一些探討,與有命題興趣的同行研討.
命題時首先要追問試題背后的“數(shù)學地位”,是指命題者心中要清楚該題在測試范圍中的地位、在整個年級中的地位、在整個學段中的地位、在數(shù)學學科中的地位.現(xiàn)在結(jié)合兩道例題說明.
例1(原創(chuàng))以下四個有理數(shù):
請觀察并思考,數(shù)______與其他三個不同,理由是______.
命題意圖:這是我們?yōu)槟畴s志原創(chuàng)題欄目命制的有理數(shù)單元練習.答案不唯一,只要理由正確即可.本題的立意之一,作為有理數(shù)單元練習,引導學生關(guān)注有理數(shù)概念,學會區(qū)別不同的有理數(shù),是關(guān)注數(shù)學上的核心概念.立意之二,取自史寧中教授的名著《數(shù)學思想概論》(第4輯),史教授特別重視類比,認為“對于數(shù)學的研究和教學,分類問題都是重要的.如果希望清晰地分類,除了要了解類中事物的共同特征和性質(zhì)之外,還應當進行類與類之間的比較……”[1]可見,我們讓學生比較不同的有理數(shù)形式,正是想訓練學生這種比較、區(qū)別的眼力.
例2(2011年江蘇南京卷第27題)
問題情境:
已知矩形的面積為a(a為常數(shù),a>0),當該矩形的長為多少時,它的周長最???最小值是多少?
數(shù)學模型:
探索研究:
①填寫下表,畫出函數(shù)的圖像;
images/BZ_137_1319_1807_2320_1997.png
②觀察圖像,寫出該函數(shù)兩條不同類型的性質(zhì);
解決問題:
⑵用上述方法解決“問題情境”中的問題,直接寫出答案.
“故事”分享:
“故事二”:在一次中考復習課上,研究者曾選用這道題作為例題,學生小蘇、小譚利用配方法給出如下的解法:
在這種思路的引導下,他們對最后一問的配方如下:
對這道題來說,這樣的求解是可以的,他們是從分式通分的角度出發(fā),再配方,結(jié)合分子、分母來思考,也獲得了問題的處理.
后來,把同學們圍繞這道題的解題教學案例整理在相關(guān)QQ群里與很多老師交流,大家都能接受上述不同解法,還有老師提及這道題融進了高中數(shù)學“均值不等式”的影子.
章建躍教授在文[2]中認為真正的數(shù)學題“應該滿足一些基本條件,例如:反映數(shù)學本質(zhì),與重要的數(shù)學概念和性質(zhì)相關(guān),不糾纏于細枝末節(jié),體現(xiàn)基礎(chǔ)知識的聯(lián)系性,解題方法自然、多樣,具有發(fā)展性,表述形式簡潔、流暢且好懂等.”像上面的例2就是一道具有發(fā)展性的好題,她指向高中函數(shù)、均值不等式多內(nèi)容,這里,筆者結(jié)合一次課堂生成,也改編一道試題如下:
例3(原創(chuàng))場景再現(xiàn):
變式拓展:
“故事”講述:
小戴同學在課后的反思文章中這樣寫道:這道題使我想起了小鷹學飛中的那句話“孩子,你向上看”.
簡評:本題的命題立意有兩點,一引導學生重視課堂聽講,這里是引導善于傾聽、理解,并深入思考問題可能演進的方向或角度,像本題這樣的追問,本質(zhì)上還指向了高中數(shù)學的參數(shù)方程.體現(xiàn)了試題較好的發(fā)展性.
數(shù)學的學習與研究應該有一定的“基本套路”[3],讓學生明確一些“基本套路”是有意義的.作為試題的命制,也應該追求滲透“基本套路”的命題取向.
例4 閱讀理解:
小方同學的數(shù)學寫作片斷:
聯(lián)想類比:
(1)在你的數(shù)學學習中,你能否找到類似的數(shù)學知識填一個“三級臺階”(如圖2);
圖2
(2)你能否構(gòu)思一種形式(可以是框圖、臺階、集合圖等),將有理數(shù)進行歸類.
命題意圖:本題答案開放,只要有符合題意均可.
例5(改編自2009年江蘇卷第8題)下面是按一定規(guī)律排列且形式相似的一列數(shù):
…
(1)試寫出第n個數(shù)的式子:____________.
(2)試猜想第2012個數(shù)、第2013個數(shù)的大小,并寫一寫你是怎么想的.
(2)第2012個數(shù)大.理由可以是:
簡評:這兩道題立意都是想給學生一些學法指導.例4示范了自主建構(gòu)圖式建構(gòu)概念;像例5這樣的規(guī)律性探究問題是小學、初中、高中都一以貫之重視的熱點問題,其在數(shù)學學科中的價值也很大,可以數(shù)形結(jié)合,可以發(fā)展到通式,可以訓練學生的歸納推理、發(fā)現(xiàn)發(fā)明意識,各地月考、期中、期末、中考都是必考題型,重視這類問題“從簡單出發(fā)”的求解策略有積極的意義.
一段時間以來,華東師大汪曉勤教授在數(shù)學史融入中學數(shù)學教育教學的研究(即HPM)上用力較多,成果頻出,并且與一線教師合作了不少HPM的教學案例,給我們帶來有益的啟示.另一方面,各種版本的教材上也有不少數(shù)學史料上的引入、介紹、習題編制.但是,作為倍受關(guān)注的中考來說,把數(shù)學史(或數(shù)學文化)作為一種元素融入試題命制的立意卻并不多見,研究者以為,這是值得關(guān)注的一種現(xiàn)象.下面研究者給出三道原創(chuàng)題.
例6 我們很早就和數(shù)字相識……數(shù)的世界,看似簡單平常,卻又會奇妙無比.像153就是一個奇妙的數(shù),比如153=1+2+3+…+17;153還有一個奇妙的特性:153=13+(______)3+33.
命題意圖:水仙花數(shù)153=13+53+33.考查開立方,立方根,解方程的技能.這其實是“水仙花數(shù)”或“圣經(jīng)數(shù)”等稱謂.
命題意圖:該題考查了勾股數(shù)組,關(guān)注了數(shù)形結(jié)合能力,又有數(shù)學史的有效融入.同時從多元方程自然可以引發(fā)出多條深入研究的路徑,方程次數(shù)與元數(shù)的變化導致了數(shù)學研究分支的出更,提示相關(guān)的研究方向,可以體會數(shù)學的發(fā)展動力.
例8(引自文[5])圖形分割是令人困惑而有趣的.比如將一個正方形分割成若干個銳角三角形,要求分割的銳角三角形的個數(shù)盡可能少就是讓人感興趣的問題.圖3-圖6即是將正方形分割成11個、10個、9個、8個銳角三角形的圖形.
圖3
圖4
圖5
圖6
其中圖6將正方形分割成8個銳角三角形,不僅是一種巧妙的方法,而且圖6還是一個軸對稱圖形.請找一找圖6中全等三角形有( )組.
A.3 B.4 C.5 D.6
命題意圖:本題選自《數(shù)學美拾趣》(第二版)[6]“巧妙的圖形分割”下的一個案例.開發(fā)成一道選擇題的意義在于,考查學生閱讀理解能力,善于排除無關(guān)信息干擾,直抵問題的真正指向即圖6作為一個軸對稱圖形,有幾組全等三角形的發(fā)現(xiàn).這道題背后體現(xiàn)了數(shù)學文化、人文取向是有積極意義的.也許有學生對圖形分割很感興趣,他可能會繼續(xù)深入探究正方形分割問題,事實上,該題中展示的正方形分割成8個銳角三角形已是最少的一種分法.
命題與課堂教學一樣,是一門藝術(shù),而且也是一門遺憾的藝術(shù).作為更具厲害關(guān)系的、關(guān)注面更廣的中考命題來說,命題組使命光榮、責任重大,這需要長期的學習、積累與涵養(yǎng).對于平時的階段測試、期中、期末測試或者是地區(qū)的學業(yè)水平測試來說,有機會命題的老師,同樣也應該珍惜機會,精心預設(shè)、苦心經(jīng)營,因為一份考卷既是考查區(qū)分、學情反饋,同時更重要的還在于發(fā)展師生、引領(lǐng)教學.研究者以為,無論從哪一個角度,命題都應該首先追問“數(shù)學”,這與章建躍教授提出數(shù)學教學的“三個理解”(即文[7]中指出的:理解數(shù)學,理解學生,理解教學)中的“理解數(shù)學”是一致的.事實上,如果嚴格比照追問“數(shù)學”的角度,當前有很多中考試題都存在著陳題簡單改編、人為堆砌、煩瑣疊加現(xiàn)象,題目的呈現(xiàn)、生成與發(fā)展不自然、不簡潔,沒有求解價值的現(xiàn)象還很普遍,并不符合“好的數(shù)學題目”的標準,限于篇幅和其他原因,本文不作列舉,與大家一起反思,也期待我們這些命題人都能為開發(fā)“好的數(shù)學題目”做出一些切實的努力.
1.史寧中.數(shù)學思想概論(第4輯)[M].長春:東北師范大學出版社,2010.
2.章建躍.發(fā)揮數(shù)學的內(nèi)在力量,為學生謀取長期利益[J].數(shù)學通報,2013(2).
3.章建躍.注重“基本套路”才是好數(shù)學教學[J].中小學數(shù)學,2012(3).
4.崔萍.為這樣的小題“叫好”[J].中學數(shù)學(下半月),2013(5).
5.夏盛亮.一次縣級期末調(diào)研測試的命題與思考[J].中學數(shù)學(下半月),2013(3).
6.易南軒.數(shù)學美拾趣(第二版)[M].北京:科學出版社,2004.
7.章建躍.數(shù)學概念的理解與教學[J].中學數(shù)學教學參考(上旬),2010(11).