鄭燕平 張曜光
近日筆者有幸參加了本市教研室組織的第二屆說題比賽,比賽分為三個環(huán)節(jié):第一環(huán)節(jié)參賽教師自擬一個試題,并就該題的原創(chuàng)度、解法、背景、教學價值、引申與拓展等形成word電子文本;第二環(huán)節(jié):提交“說題”書面稿一式10份(允許在一輪基礎(chǔ)上有所修改,但不得換題,有修改的電子稿賽前重郵),就參賽教師自擬的試題,向評委解讀并簡要回答評委問題,時間每人15分鐘;第三環(huán)節(jié):先從現(xiàn)場抽取題目,封閉準備40分鐘后,向評委解讀并簡要回答評委問題.通過比賽讓人受益匪淺,說課作為一種時髦的校本教研活動,對于教育觀念,教學方式的變革,對于教育理論的理解和掌握,對于教學的研究和反思無疑都是一種可取的有效途徑.
說題的理解
“問題是數(shù)學的心臟”,這是美國當代數(shù)學家哈爾斯的話.沒有好的問題就沒有異彩紛呈的數(shù)學,沒有好老師用好問題引領(lǐng)學生去學,就沒有數(shù)學課堂的精彩.教師教的“有效”要通過“好題”的深入淺出,落實于學生學的“有效”上.
教師說題不能停留在“從解題角度看說題”這種淺表的意義上.從建構(gòu)主義的學習理論上對說題給三條淺說陋見:一是從建構(gòu)主義知識觀的角度上看“說題”,你對題目所給出的答案不是該問題的最終答案,它必將隨著學生認識程度的深入而不斷變革、升華或改寫,進而在學生的頭腦中產(chǎn)生新的解釋和假說;二是從建構(gòu)主義的學習觀角度上看“說題”,學習不是教師把知識簡單傳遞給學生的過程,而是學生自己建構(gòu)知識的過程,這里有“被動”和“主動”的重大差異.即便是你用所謂的“好題”做傳輸帶,但你僅僅關(guān)注了自己的經(jīng)驗,而忽略了學生的經(jīng)驗,學生從你的傳輸帶上也沒啥東西可拿.因此,我們呈現(xiàn)的題目不應(yīng)該是接力中的棒子,你的題目給的是“力”,學生接的是“力”,而非“接力棒”本身!三是從建構(gòu)主義的教學觀上看“說題”,我們選擇的“好題”必須切中學生原有的知識經(jīng)驗,刺激學生把原有的知識經(jīng)驗作為新知識的生長點,進而形成新的知識經(jīng)驗.說題說到點兒上,這個點兒是度,即貼近學生的“最近發(fā)展區(qū)”.“說題”的內(nèi)核不是“拿嘴拿題來說”,而是“用心用題去教”.
命題的背景分析
近三年(2012-2014)浙江省高考理科數(shù)學的壓軸題都是考查函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的綜合題,有非常明顯的特征:函數(shù)表達式都是純粹的三次函數(shù),含參數(shù)含絕對值,重點考查分類討論與轉(zhuǎn)化化歸的思想.從2015年高考開始導(dǎo)數(shù)放入IB模塊內(nèi)容,壓軸題怎么考?版本很多,以下的三種猜測可能性比較大:一、將圓錐曲線提到壓軸題上;二、走2004—2008年的老路,數(shù)列與不等式的綜合題“重出江湖”作為壓軸題;三、撇開導(dǎo)數(shù)依舊走函數(shù)路線.
以上三種猜測,本人還是比較傾向于第三種,因為函數(shù)是高中數(shù)學的主線,二次函數(shù)又是主線的核心,從近三年的壓軸題來看,很多時候?qū)?shù)也只是“跑龍?zhí)住钡模怀霈F(xiàn)在三次函數(shù)的求導(dǎo)中之后就是二次函數(shù)的問題了,命題者完全可以不用三次函數(shù)直接用二次函數(shù),或者也可以繼續(xù)用三次函數(shù)但不用導(dǎo)數(shù),可以利用代數(shù)基本定理等工具將其轉(zhuǎn)化.二次函數(shù)問題是初中內(nèi)容在高中的延伸,也是高中函數(shù)最重要的內(nèi)容,試題變化多樣,如即使考導(dǎo)數(shù),也很多化為二次,還有解析中也有化為二次的.下面是我編擬的題目:
題目已知a>0,b∈R,函數(shù)f(x)=4ax2-2bx-a+b.
(1)證明:當0≤x≤1時,(?。┖瘮?shù)f(x)的最大值為|2a-b|+a;
(ⅱ)f(x)+|2a-b|+a≥0;
(2)若-1≤f(x)≤1對任意x∈[0,1]恒成立,求a+b的取值范圍.
說題目立意
該題題干是含兩個參數(shù)的二次函數(shù)形式,第一問有兩小問,第一小問求二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最大值,第二小問證明函數(shù)不等式.第二問是恒成立問題求參數(shù)的取值范圍,主要考查分類討論,數(shù)形結(jié)合,轉(zhuǎn)化化歸的思想方法;重在考查二次函數(shù)的最值討論,按定義分類去絕對值,構(gòu)造函數(shù)證明不等式,線性規(guī)劃等高中數(shù)學核心知識要點.
說試題解法
(1)第一小題第一小問
(ⅰ)解法1因為a>0,b∈R,所以二次函數(shù)f(x)=4ax2-2bx-a+b開口向上,對稱軸為x=b4a,當b4a≤12即b≤2a時,f(x)max=f(1)=3a-b;
當b4a>12即b>2a時,f(x)max=f(0)=-a+b;
所以f(x)max=3a-b,b≤2a
-a+b,b>2a=|2a-b|+a.
解法2因為a>0,b∈R,所以二次函數(shù)f(x)=4ax2-2bx-a+b開口向上,f(x)max=max{f(0),f(1)}=max{-a+b,3a-b}=3a-b,b≤2a
-a+b,b>2a=|2a-b|+a.
歸納小結(jié)本題中二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題,二次函數(shù)的開口定,對稱軸不定,解法1按對稱軸與區(qū)間的中點分類討論,解法2按最大值肯定在區(qū)間端點取到的情形進行分類,此問只要審題清楚,條件a>0不疏忽,應(yīng)該不難解決.
第一小題第二小問
(ⅱ)解法1按定義去絕對值:當b≤2a時,
令g(x)=f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2a,
(Ⅰ)當b≤0時,此時對稱軸x=b4a≤0,,g(x)min=g(0)=2a>0;
(Ⅱ)當00.
當b>2a時,
令F(x)=f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2b-2a.
(Ⅰ)當2a
F(x)min=g(b4a)=2b-2a-b24a=-14a[(b-4a)2-8a2],因為2a0.
(Ⅱ)當b>4a時,此時對稱軸b4a>1,F(xiàn)(x)min=F(1)=2a>0.
綜上:f(x)+|2a-b|+a≥0.
解法2(ⅱ)當b≤2a時,
f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2a≥4ax2-4ax+2a=2a(2x2-2x+1);
當b>2a時,
f(x)+|2a-b|+a=4ax2+2b(1-x)-2a≥4ax2+4a(1-x)-2a=2a(2x2-2x+1),令g(x)=2x2-2x+1=2(x-12)2+12>0,故f(x)+|2a-b|+a≥2a·g(x)≥0.
歸納小結(jié)解法1是按對稱軸與區(qū)間關(guān)系分類討論求二次函數(shù)的最小值,思路比較簡單,但分類比較麻煩,解法2是先通過放縮,轉(zhuǎn)化為同一個函數(shù)的判斷正負問題,過程比較簡單但放縮技巧有一定難度.無論是解法1還是解法2,解題中都體現(xiàn)了將不等式證明問題化歸為函數(shù)最值的化歸思想.由f(x)+|2a-b|+a≥0是否意味著f(x)的最小值是-|2a-b|-a,從證明過程看,-|2a-b|-a一定取不到.
第二小題:
(2)解法1由(ⅰ)知,當0≤x≤1,f(x)max=|2a-b|+a,所以|2a-b|+a≤1.
若|2a-b|+a≤1,則由(ⅱ)知f(x)≥-(|2a-b|+a)≥-1.
所以-1≤f(x)≤1對任意0≤x≤1恒成立的充要條件是|2a-b|+a≤1,
a>0,即2a-b≥0,
3a-b≤1,
a>0,或2a-b<0,
b-a≤1,
a>0.(*)