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(學(xué)軍中學(xué),浙江 杭州 310012)
2018年11月8日,為期半天的教師說(shuō)題團(tuán)體賽在浙江省杭州第十四中學(xué)舉行.本次比賽共有23支隊(duì)伍參加角逐,一共分為6個(gè)小組.本次團(tuán)體賽說(shuō)題題目自擬,人數(shù)不多于3人,說(shuō)題的時(shí)間在19~21分鐘為有效.筆者有幸擔(dān)任了本次比賽A小組的評(píng)委,該小組共有4支比賽隊(duì)伍,這4支隊(duì)伍的說(shuō)題展示方式也各有不同.筆者就本次比賽中這4支隊(duì)伍的表現(xiàn),談?wù)勔淮纬晒Φ恼f(shuō)題要注意哪些事項(xiàng).
說(shuō)題的形式一般可分為個(gè)人說(shuō)題和團(tuán)體說(shuō)題.個(gè)人說(shuō)題是指由一位教師獨(dú)立完成說(shuō)題的過(guò)程;而團(tuán)體說(shuō)題,筆者認(rèn)為,應(yīng)該由團(tuán)隊(duì)中所有的成員一起來(lái)完成說(shuō)題,也就是說(shuō)團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)成員都要參與說(shuō)題.另外從準(zhǔn)備階段的時(shí)間長(zhǎng)短上來(lái)看,筆者認(rèn)為可分為限時(shí)說(shuō)題和不限時(shí)說(shuō)題.限時(shí)說(shuō)題是指說(shuō)題準(zhǔn)備的時(shí)間較短,比如題目事先不知道,通過(guò)抽簽來(lái)決定要說(shuō)的題目;不限時(shí)說(shuō)題是指說(shuō)題準(zhǔn)備的時(shí)間較長(zhǎng),比如題目自選,然后通過(guò)一段時(shí)間的準(zhǔn)備參加說(shuō)題.本次比賽屬于不限時(shí)的團(tuán)體說(shuō)題.
那什么是說(shuō)題?說(shuō)題不同于解題,解題只需要把解決問(wèn)題的思路找出來(lái),把解決問(wèn)題的過(guò)程講清楚,說(shuō)題還需要說(shuō)這個(gè)題目的其他很多方面,例如來(lái)源、解法、拓展等等[1],也就是說(shuō),說(shuō)題要盡可能把跟這個(gè)題目有關(guān)的其他方面都說(shuō)清楚.
解題是說(shuō)題的前提,只有順利解決了這個(gè)問(wèn)題,才能順利地進(jìn)行說(shuō)題.說(shuō)題是解題的升華,需要說(shuō)題者把握住問(wèn)題所考查的數(shù)學(xué)本質(zhì),以及所用的數(shù)學(xué)思想方法,要求說(shuō)題者能夠站在一個(gè)較高的角度來(lái)審視這個(gè)問(wèn)題.說(shuō)題還考查了說(shuō)題者改編、拓展問(wèn)題的能力,從多個(gè)角度考查了教師的基本功,因此通過(guò)說(shuō)題來(lái)鍛煉教師是一條很好的途徑.由于說(shuō)題活動(dòng)最終還是要服務(wù)于教學(xué)[2],因此說(shuō)題不僅能夠幫助教師提高自身的基本功,還能幫助教師改進(jìn)習(xí)題課、作業(yè)講評(píng)等解題教學(xué),這也是最近幾年各地說(shuō)題比賽舉辦越來(lái)越多的原因之一.
那么說(shuō)題要說(shuō)些什么呢?筆者認(rèn)為,應(yīng)該包括下面幾個(gè)環(huán)節(jié).
1)說(shuō)出處:即說(shuō)明題目是哪里來(lái)的,是原創(chuàng)還是改編,又或者是哪一次考試的原題.
2)說(shuō)背景:筆者認(rèn)為題目的背景有4種,即教材背景、高等數(shù)學(xué)背景、模型背景、生活背景.教材背景指的是該問(wèn)題和教材中的哪一塊有聯(lián)系或由此改編而成.高等數(shù)學(xué)背景指的是該問(wèn)題蘊(yùn)含了什么樣的高等數(shù)學(xué)結(jié)果.模型背景指的是此問(wèn)題和哪個(gè)模型有聯(lián)系.生活背景指的是該問(wèn)題可以和什么樣的生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)系,或者是什么樣的生活經(jīng)驗(yàn)可以抽象出這樣的問(wèn)題.
3)說(shuō)題目:即說(shuō)清題目的已知、所求.
4)說(shuō)解法:筆者認(rèn)為說(shuō)題應(yīng)該要有一題多解,但是不能太過(guò)糾結(jié)于一題多解,畢竟這只是說(shuō)題的一部分內(nèi)容.因此,筆者認(rèn)為有3種解法就可以了,不宜過(guò)多,最好不要超過(guò)5種解法.而且問(wèn)題的各種解法應(yīng)該是要反映不同思路的,而不是在處理某一步的時(shí)候,把不同的處理方法當(dāng)作兩種解法.
5)說(shuō)思想方法和考查的知識(shí)點(diǎn):即該問(wèn)題考查了什么內(nèi)容,解決問(wèn)題時(shí)用到了什么數(shù)學(xué)思想方法.
6)說(shuō)拓展、變式和聯(lián)系:即該問(wèn)題和之前哪些問(wèn)題有聯(lián)系、和哪些問(wèn)題類似.另外該問(wèn)題可以推廣到什么樣的問(wèn)題,即為拓展(拓展可以是結(jié)果在維度上的拓展,也可以是推導(dǎo)出更為一般的性質(zhì)或結(jié)論);還能變成什么樣的問(wèn)題,即為變式.
7)說(shuō)教法:即這個(gè)問(wèn)題怎么跟學(xué)生說(shuō)清楚,使用什么樣的教學(xué)方法,需要向?qū)W生展示哪些重要的解法和思想方法.
8)說(shuō)編題:即根據(jù)此問(wèn)題的本質(zhì),編擬一道試題,筆者認(rèn)為該環(huán)節(jié)應(yīng)該是一個(gè)加分環(huán)節(jié),而不應(yīng)該是一個(gè)必要環(huán)節(jié).
比賽開(kāi)始后,筆者統(tǒng)計(jì)了每支隊(duì)伍在10個(gè)環(huán)節(jié)中的得分,總分為100.將4支參賽隊(duì)伍分別記為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào),其中1號(hào)隊(duì)伍選擇的是一道不等式最大值問(wèn)題,2號(hào)隊(duì)伍選擇的是2015年浙江省數(shù)學(xué)高考理科試題第8題,3號(hào)隊(duì)伍選擇的是2018年浙江省數(shù)學(xué)高考試題第9題,4號(hào)隊(duì)伍選擇的是2016年浙江省數(shù)學(xué)高考理科試題第22題.
1)說(shuō)出處(5分):由于題目是自選的,因此該環(huán)節(jié)4支隊(duì)伍都完成得較好,均為5分.
2)說(shuō)背景(5分):2號(hào)隊(duì)伍說(shuō)出了該問(wèn)題的教材背景,4號(hào)隊(duì)伍說(shuō)出了該問(wèn)題的生活背景,1號(hào)和3號(hào)隊(duì)伍沒(méi)有對(duì)此說(shuō)明,故4支隊(duì)伍得分依次為:3,5,3,5.
3)說(shuō)題目(10分):這一環(huán)節(jié)只有3號(hào)和4號(hào)隊(duì)伍進(jìn)行了闡述,1號(hào)和2號(hào)隊(duì)伍沒(méi)有進(jìn)行闡述.在這一環(huán)節(jié)中,3號(hào)隊(duì)伍的闡述很明確,4號(hào)隊(duì)伍感覺(jué)并不清楚要,但在說(shuō)題的其他環(huán)節(jié)中有順帶的闡述.故此環(huán)節(jié)4支隊(duì)伍得分依次為:7,7,10,8.
4)說(shuō)解法(35分):此環(huán)節(jié)各個(gè)隊(duì)伍都表現(xiàn)得很不錯(cuò),解法很多.1號(hào)隊(duì)伍給出了10種解法,2號(hào)隊(duì)伍給出了4種解法,3號(hào)隊(duì)伍給出了8種解法,4號(hào)隊(duì)伍也給出了3種解法.但是1號(hào)隊(duì)伍自始至終沒(méi)有說(shuō)明等號(hào)成立的條件,即什么時(shí)候取到最大值,扣2分.此外1號(hào)和3號(hào)隊(duì)伍,解法過(guò)多,扣1分.故4支隊(duì)伍得分依次為32,35,34,35.
5)說(shuō)思想方法和考查的知識(shí)點(diǎn)(10分):此環(huán)節(jié)1號(hào)和4號(hào)隊(duì)伍沒(méi)有闡述,2號(hào)和3號(hào)隊(duì)伍都進(jìn)行了闡述,故4支隊(duì)伍得分依次為:7,10,10,7.
6)說(shuō)拓展、變式和聯(lián)系(10分):此環(huán)節(jié)4支隊(duì)伍都有闡述,但是各有側(cè)重.1號(hào)隊(duì)伍對(duì)變式進(jìn)行了闡述;2號(hào)隊(duì)伍說(shuō)明了和其他試題的聯(lián)系,沒(méi)有進(jìn)行拓展和變式,只是給出了幾個(gè)歷年的高考試題作為練習(xí);3號(hào)隊(duì)伍闡述了變式和拓展;4號(hào)隊(duì)伍只作了有關(guān)拓展的闡述.因此相比較之下,此環(huán)節(jié)3號(hào)隊(duì)伍是表現(xiàn)最好的.最后4支隊(duì)伍得分情況為:7,7,9,7.
7)說(shuō)教法(5分):2號(hào)和4號(hào)隊(duì)伍沒(méi)有闡述這一環(huán)節(jié),只有1號(hào)和3號(hào)隊(duì)伍作了闡述.故此環(huán)節(jié)得分為:5,3,5,3.
8)教態(tài)和語(yǔ)言(10分):1號(hào)隊(duì)伍選手說(shuō)題時(shí),語(yǔ)速較快,感覺(jué)太激動(dòng);2號(hào)隊(duì)伍有一位選手,似乎只專注說(shuō)題,跟評(píng)委的目光交流很少;3號(hào)隊(duì)伍的選手教態(tài)自然,說(shuō)題過(guò)程流暢;4號(hào)隊(duì)伍的選手說(shuō)題過(guò)程也比較自然.故此環(huán)節(jié)得分為:8,8,10,9.
9)時(shí)間(10分):1號(hào)隊(duì)伍說(shuō)題時(shí)間明顯不夠,只有15分鐘;另外3支隊(duì)伍的說(shuō)題時(shí)間都在規(guī)定范圍內(nèi),故此環(huán)節(jié)得分為:7,10,10,10.
10)編題:此環(huán)節(jié)沒(méi)有一支隊(duì)伍作闡述,故沒(méi)有隊(duì)伍得分.
下面筆者以本次比賽中的一道題目為例,圍繞說(shuō)題的8個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)闡述應(yīng)該如何說(shuō)題,給讀者一個(gè)參照,也希望借此拋磚引玉,若有不當(dāng)之處,還請(qǐng)各位同行批評(píng)指正.
例1已知函數(shù)f(x)=x-1-alnx,若f(x)≥0,求a的值.
1)說(shuō)出處:本題是2017年全國(guó)數(shù)學(xué)高考卷Ⅲ理科試題第21題的第1)小題.
2)說(shuō)題目:已知函數(shù)f(x)=x-1-alnx,這是一個(gè)含參數(shù)的函數(shù),若對(duì)于定義域R+上任意一個(gè)x,都有f(x)≥0成立,求參數(shù)a的值;也就是當(dāng)函數(shù)f(x)的最小值非負(fù)時(shí),求a的范圍.
3)說(shuō)思想方法和考查的知識(shí)點(diǎn):該題考查了函數(shù)導(dǎo)數(shù)的計(jì)算,其中包括導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算和基本初等函數(shù)的求導(dǎo)公式.另外該題還考查了求函數(shù)最小值的方法或者對(duì)恒成立問(wèn)題的處理方法.在求解過(guò)程中,還需要一定的解不等式功底.該題的解答運(yùn)用了分類討論、轉(zhuǎn)化和化歸等數(shù)學(xué)思想.
4)說(shuō)解法:
若a≤0,則f(x)在R+上單調(diào)遞增,因?yàn)閒(1)=0,所以在(0,1)上函數(shù)值為負(fù),矛盾.
若a>0,則f(x)在(a,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,a)上單調(diào)遞減,從而f(a)是f(x)的最小值,即只需
f(a)=a-1-alna≥0.
(1)
lnt≥t-1.
(2)
由重要不等式t-1≥lnt,知式(2)的等號(hào)成立,即a=1.
解法2原問(wèn)題等價(jià)于當(dāng)x∈R+時(shí),不等式x-1-alnx≥0恒成立,求參數(shù)a的值.由此可以考慮參數(shù)分離,要分離參數(shù)a,需要討論x和1的大小.
若x=1,則原不等式恒成立,即a∈R.
由重要不等式t-1≥lnt,知
則
g′(x)≥0,
于是a≤1.
綜上所述,a=1.
上述解法1和解法2屬于比較基本的想法,學(xué)生都能想到.由于解法2使用了高等數(shù)學(xué)中的洛必達(dá)法則,因此解法2的后半段并不能被大部分學(xué)生所接受.根據(jù)波利亞解題原理,解完題之后,要考慮有沒(méi)有其他更好的解法.由解法1可知f(1)=0恒成立,因此從這個(gè)條件入手,經(jīng)思考得到如下解法3.
5)說(shuō)背景:本題的背景是不等式x-1≥lnx,這可以由“函數(shù)y=lnx在x=1處的泰勒展開(kāi)式”或“上凸函數(shù)y=lnx的圖像不高于其在x=1處的切線”得到.
6)說(shuō)拓展、變式和聯(lián)系:首先說(shuō)題目的變式,本題可以改變?cè)瘮?shù)的定義域,使得在解法2中可以避免使用洛必達(dá)法則,從而讓題目更有訓(xùn)練價(jià)值.
得變式1:
變式1已知函數(shù)f(x)=x-1-alnx,其中x∈(e,e2),若f(x)≥0,求a的范圍.
由于原函數(shù)的定義域?yàn)镽+,因此可得到變式2:
變式2已知函數(shù)f(x)=x2-x-axlnx,若f(x)≥0,求a的范圍.
再說(shuō)背景的引申拓展,即重要不等式的變形,這里反復(fù)使用的不等式“x-1≥lnx”有著很多重要的變形,如:
1) ex≥x+1;
3)x≥ln(x+1).
然后說(shuō)題目的聯(lián)系如下:
例2已知數(shù)列{xn},滿足x1=1,xn=xn+1+ln(xn+1+1)(其中n∈N*),證明:當(dāng)n∈N*時(shí),
1),3)略;
(2017年浙江省數(shù)學(xué)高考理科試題第22題)
分析易知原命題即證
例1和例2用的工具都是不等式x-1≥lnx及其變形,另外它們與以下例3在解法上也有相通之處.
例3已知f(x)=ex-ln(x+m),若m≤2,求證:f(x)≥0.
(2013年全國(guó)數(shù)學(xué)高考卷Ⅱ理科試題第21題)
分析因?yàn)閑x≥x+1≥ln(x+2),又f(x)≥ex-ln(x+2),所以結(jié)論得證.
例4已知函數(shù)f(x)=sinx-kx,若在[0,+∞)上,f(x)≥0恒成立,求k的最小值.
7)說(shuō)教法:首先讓學(xué)生讀題,明白已知什么、求什么,給學(xué)生思考的時(shí)間,并通過(guò)適時(shí)地引導(dǎo)讓學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)化,從而解決問(wèn)題.本題的難點(diǎn)在于解不等式a-1-alna≥0以及解法2中的洛必達(dá)法則.
筆者認(rèn)為解題教學(xué)應(yīng)該是讓學(xué)生提出想法,然后順著學(xué)生的想法給出解決方案的過(guò)程.因本題總體難度不大,故只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),學(xué)生既可以用解法1也可使用解法2.若學(xué)生使用解法2則應(yīng)給予肯定,由于解法2要使用洛必達(dá)法則,因此最后可以由教師給出解決方案.解題之后要進(jìn)行反思,提醒學(xué)生考慮有沒(méi)有其他更優(yōu)的解法,如發(fā)現(xiàn)f(1)=0,從而得到解法3或者其他解法.
8)說(shuō)編題:由重要不等式的變形x≥ln(x+1),可得以下例5:
例5若ex=1+xey,試比較x,y的大小.
例6已知函數(shù)f(x)=ex-x,若在[0,+∞)上,f(x)≥ax2+1恒成立,求a的最大值.
在本次比賽中,有些隊(duì)伍選的題目太難,比如4號(hào)隊(duì)伍的選題是2016年浙江省數(shù)學(xué)高考理科卷的壓軸題,得分率很低,因此筆者認(rèn)為將此題作為說(shuō)題的題目不是很妥.選題是說(shuō)題的關(guān)鍵,不宜選得太難,否則會(huì)影響到說(shuō)題的效果.賽后筆者和參賽選手們也作了交流,有部分參賽選手在選題時(shí),過(guò)于注重解法的多樣性,而忽視了說(shuō)題的其他環(huán)節(jié).為了追求解法的多樣性,有不少隊(duì)伍都選擇了向量或者不等式作為說(shuō)題的主題.
在說(shuō)解法這個(gè)環(huán)節(jié),筆者認(rèn)為應(yīng)該要注重通性通法,注重學(xué)生能接受、能掌握的方法,讓它們成為說(shuō)解法這一環(huán)節(jié)的主角,同時(shí)自動(dòng)忽略一些不常規(guī)的解法,對(duì)秒殺法這樣的奇思妙想下“禁令”,或者作為說(shuō)解法的一種點(diǎn)綴.最后,我們應(yīng)該對(duì)題目的變式和拓展多做些思考和題組訓(xùn)練,讓學(xué)生逐漸熟悉通性通法,內(nèi)化方法.