☉江蘇省宿遷市沭陽(yáng)如東實(shí)驗(yàn)學(xué)校 王春梅
近讀《中學(xué)數(shù)學(xué)(初中版)》“試題研究”欄目,有多篇最新考題研究的文章不滿足于解法探討,有對(duì)原有解法的改進(jìn)與優(yōu)化,還有針對(duì)考題跟進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)或教學(xué)微設(shè)計(jì).這些考題研究的視角對(duì)筆者較有啟發(fā).本文也結(jié)合一道考題及網(wǎng)上傳播的繁雜解法,給出自己的商榷意見(jiàn)和教學(xué)建議,供研討.
考題:(2018年江蘇鎮(zhèn)江卷,第28題,有刪減)如圖1,二次函數(shù)y=x2-3x的圖像經(jīng)過(guò)O(0,0)、A(4,4)、B(3,0)三點(diǎn),以點(diǎn)O為位似中心,在y軸的右側(cè)將△OAB按相似比2∶1放大,得到△OA′B′.二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像經(jīng)過(guò)O、A′、B′三點(diǎn).點(diǎn)P(m,n)在二次函數(shù)y=x2-3x的圖像上,m≠0,直線OP與二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像交于點(diǎn)Q(異于點(diǎn)O).
(1)連接AP,若2AP>OQ,求m的取值范圍.
(2)當(dāng)點(diǎn)Q在第一象限內(nèi)時(shí),過(guò)點(diǎn)Q作QQ′平行于x軸,與二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像交于另一點(diǎn)Q′,與二次函數(shù)y=x2-3x的圖像交于點(diǎn)M、N(M在N的左側(cè)),直線OQ′與二次函數(shù)y=x2-3x的圖像交于點(diǎn)P′.若△Q′P′M△QB′N,求線段NQ的長(zhǎng).
“網(wǎng)傳解答”:先概述網(wǎng)上傳播的一種解題思路.
(1)構(gòu)造圖1分析,由位似性質(zhì)得出A′(8,8)、B′(6,0),將O(0,0)、A′(8,8)、B′(6,0)代入y=ax2+bx+c,利用待定系數(shù)法求解,即可得y=x2-3x.
圖1
由P(m,n)在拋物線y=x2-3x上,可設(shè)點(diǎn)P(m,m2-3m).根據(jù)待定系數(shù)法,易求得直線OP的解析式為y=(m-3)x,繼而可求得Q(2m,2m2-6m).過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,過(guò)點(diǎn)Q作QD⊥x軸于點(diǎn)D,可證出△OCP △ODQ,可得OQ=2OP,然后根據(jù)2AP>OQ,可得AP>OP.再用含m的式子表示出列 出 關(guān) 于 m 的 不 等 式,化簡(jiǎn)得m2-2m-4<0,解得1-<m<1+.另,由題意知點(diǎn)Q與原點(diǎn)O不重合,所以m≠0.
(2)根據(jù)題意,構(gòu)造圖2分析.
圖2
同樣設(shè)P(m,m2-3m),根據(jù)(1)中已有進(jìn)展或經(jīng)驗(yàn),可得出Q(2m,2m2-6m).結(jié)合點(diǎn)Q在第一象限,可得m>3.
根據(jù)直線QQ′平行于x軸,則點(diǎn)Q、Q′所在直線的縱坐標(biāo)都是2m2-6m.
解法商榷:上述解法雖然也獲得了思路的貫通,但是解題過(guò)程中,涉及很多“超標(biāo)”方程與不等式的求解,這都是影響問(wèn)題進(jìn)展的關(guān)鍵步驟(比如,第(1)問(wèn)的求解進(jìn)程中涉及關(guān)于m的不等式;第(2)問(wèn)中涉及關(guān)于m的方程即使少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生選擇上述解法,也很有可能會(huì)造成“隱性失分”的處境,即雖然這兩個(gè)小問(wèn)解決或部分解決,但是考試用時(shí)(時(shí)間成本)太多,造成其余試題的“會(huì)而不對(duì)”或“對(duì)而不全”,也就是造成“隱性失分”.以下就給出其他解法,供研討.
解:(1)盯住條件“2AP>OQ”,結(jié)合“位似”的性質(zhì)先分析出OQ=2OP,于是條件“2AP>OQ”轉(zhuǎn)化為“AP>OP”.先找出它們相等的情形,即先分析出“AP=OP”時(shí)對(duì)應(yīng)的m的值,再數(shù)形結(jié)合地分析出m的取值范圍.這樣只要作出線段OA的垂直平分線(先求出它的解析式為y=-x+4).將y=-x+4與拋物線的解析式y(tǒng)=x2-3x聯(lián)立,解出m=1-或m=1+,于是1-<m<1+,且m≠0.
(2)充分利用上面圖2中對(duì)稱的性質(zhì),同樣設(shè)P(m,m2-3m),分析出Q(2m,2m2-6m),結(jié)合點(diǎn)Q′與點(diǎn)Q關(guān)于直線x=3對(duì)稱,可得點(diǎn)Q′的橫坐標(biāo)為6-2m;接著需要確認(rèn)B′Q=2P′Q′,代入相似條件帶來(lái)的比例式得出QN=2Q′M,這時(shí)兩個(gè)相似三角形的相似比為1∶2,于是可設(shè)Q′M=n,則QN=2n,于是用含m、n的式子分別表示出點(diǎn)M、N的橫坐標(biāo)依次為6-2m+n、2m-2n,這時(shí)根據(jù)點(diǎn)M、N關(guān)于直線x=對(duì)稱,可得方程(6-2m+n)+(2m-2n)=2×,解得n=3,于是QN=6,問(wèn)題獲解.
教師在面對(duì)一道新中考題(特別是本地區(qū)的中考?jí)狠S題、把關(guān)題)時(shí),不宜先看答案,因?yàn)橛行┙獯穑ㄌ貏e是網(wǎng)傳解答)往往個(gè)性化成分多,有些甚至是“超標(biāo)”的、繁雜的、有思維回路的,教師在獨(dú)立思考,獲得思路貫通之后,再去對(duì)比不同解答,比較它們的不同,追求簡(jiǎn)潔的表達(dá),更自然的解題念頭,更直觀的解法展示,讓更多的學(xué)生依賴基本數(shù)學(xué)概念、定義、重要定理就能想清、想透.
在預(yù)設(shè)解題教學(xué)時(shí),“理解學(xué)生”(即章建躍博士倡導(dǎo)的“三個(gè)理解”之一)是更重要的,如學(xué)生已有哪些解題經(jīng)驗(yàn),可以從哪些角度突破關(guān)鍵一步,哪些解題念頭對(duì)所教學(xué)生是自然的、可行的,等等.比如,上文考題中兩條拋物線關(guān)于原點(diǎn)也是位似形是一個(gè)基本背景,在教學(xué)時(shí),如果學(xué)生以前對(duì)“拋物線都是相似的”這一性質(zhì)就沒(méi)關(guān)注過(guò),就需要做適當(dāng)?shù)耐卣梗@樣學(xué)生在思路獲得、難點(diǎn)轉(zhuǎn)化時(shí)就會(huì)有較好的“題感”.再如,學(xué)生在解考題最后一問(wèn)缺少必要的思路時(shí),要啟發(fā)他們結(jié)合拋物線的對(duì)稱性質(zhì),找出對(duì)稱點(diǎn),想清哪些點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,梳理之后,往往就能獲得一些數(shù)量關(guān)系、構(gòu)造出方程求解.
較難題(像上文中的壓軸題)講評(píng)前需要想清辨明解題的主要障礙、預(yù)設(shè)學(xué)生可能的理解障礙、關(guān)鍵步驟如何更加自然獲得,這樣就可以在這些難點(diǎn)或關(guān)鍵步驟之處預(yù)設(shè)一些鋪墊式問(wèn)題,幫助學(xué)生自主獲得思路貫通.比如,第(1)問(wèn)中對(duì)于條件“2AP>OQ”的解讀就是關(guān)鍵一步,網(wǎng)傳解答運(yùn)算量過(guò)大、方法不當(dāng),也可看成對(duì)這個(gè)條件的解讀不到位,我們可以預(yù)設(shè)如下一些鋪墊式問(wèn)題:
鋪墊問(wèn)題1:根據(jù)前面的解題經(jīng)驗(yàn),OP與OQ有怎樣的數(shù)量關(guān)系?如何演算?(預(yù)設(shè)OQ=2OP,這樣就可把條件“2AP>OQ”轉(zhuǎn)化為“AP>OP”)
鋪墊問(wèn)題2:從分析“AP>OP”對(duì)應(yīng)的不等式來(lái)看,我們也可以先思考“AP=OP”時(shí)對(duì)應(yīng)的m的值,同學(xué)們思考,在什么情況下,AP=OP?(預(yù)設(shè)作出線段OA的垂直平分線,并安排學(xué)生求出它的解析式y(tǒng)=-x+4)
鋪墊問(wèn)題3:求出它的解析式為y=-x+4有什么作用?(預(yù)設(shè)學(xué)生應(yīng)該會(huì)想到將y=-x+4與拋物線的解析式y(tǒng)=x2-3x聯(lián)立,解出m=1-或1+,再數(shù)形結(jié)合地分析取值范圍)
中考?jí)狠S題的解題研究是很多老師的興趣,特別是對(duì)本地區(qū)的考題研究,我們見(jiàn)到的很多考題解答卻多是“網(wǎng)傳”“不規(guī)范”解答,很少能見(jiàn)到像 高考試卷那樣試卷與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一樣的“官方版本”,期待更多的命題專家能多多寫出這些較難題的命題設(shè)計(jì)與立意,既對(duì)解題研究有一定的導(dǎo)向,對(duì)廣大備考師生也是一種很好的教學(xué)導(dǎo)向.我們上面的思路商榷與教學(xué)建議也是個(gè)性化成分多,期待批判研討.