晏鴻
在人教A版高中選擇性必修第二冊(cè)第5頁(yè)例2的第(2)小問(wèn)中有這樣一道題:根據(jù)數(shù)列an的前4項(xiàng)2,0,2,0,…,寫(xiě)出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式.題不難,但很典型,教材編者希望通過(guò)這道題回歸數(shù)學(xué)概念本質(zhì),強(qiáng)化對(duì)“數(shù)列”和“通項(xiàng)公式”定義的理解,就看能不能挖掘它的深層價(jià)值,這也是命題的切入點(diǎn).筆者進(jìn)行了嘗試,期待拋磚引玉.
一、命題歷程
思路一 命制合格性學(xué)業(yè)水平考試難度試題
例1 已知數(shù)列an前4項(xiàng)為3,1,3,1,…,則an=.(寫(xiě)出符合要求的一個(gè)答案即可).
立意分析:合格性學(xué)業(yè)水平考試是高中學(xué)生畢業(yè)或同等學(xué)力認(rèn)定的依據(jù),試題難度都不大,絕大多數(shù)都屬于模仿改編題.對(duì)于教材上的例題,很容易得到一個(gè)通項(xiàng)公式an=(-1)n+1+1. 在命題時(shí),可以在這道例題上進(jìn)行各種變式,如在這個(gè)數(shù)列各項(xiàng)上進(jìn)行簡(jiǎn)單加1,就得到了本題的一個(gè)通項(xiàng)公式an=(-1)n+1+2.
在試題評(píng)析的過(guò)程中,還可以再進(jìn)行追問(wèn)和引導(dǎo),讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)列有兩個(gè)特點(diǎn):一是所有的奇數(shù)項(xiàng)和所有的偶數(shù)項(xiàng)都相同;二是每?jī)蓚€(gè)數(shù)字一循環(huán).于是就產(chǎn)生了兩個(gè)探究的方向,即分類(lèi)討論的方向與周期性方向.由于數(shù)列是特殊的函數(shù),這兩個(gè)方向?qū)嶋H上都是研究數(shù)列問(wèn)題時(shí)常用的思維視角,同時(shí)也得到另外兩個(gè)通項(xiàng)公式.
(1)由于數(shù)列an的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)都相同.所以通項(xiàng)公式可以寫(xiě)成分段函數(shù)式,即an=3(n為奇數(shù)),
1(n為偶數(shù)).
(2)由于數(shù)列an具有周期性,可以利用三角函數(shù)的周期性,又能得到兩個(gè)通項(xiàng)公式:①an=2-cosnπ;②an=tan(2n-1)π/4+2. 通過(guò)這道題強(qiáng)調(diào)對(duì)于同一個(gè)數(shù)列,通項(xiàng)公式不一定是唯一的.
思路二 命制高考難度試題
例2 已知數(shù)列an前6項(xiàng)為2,-2,-2,2,-2,-2,…,則an=.(寫(xiě)出符合要求的一個(gè)答案即可).
立意分析:命制高考難度的試題時(shí),可以有一定數(shù)量的開(kāi)放性問(wèn)題,問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)應(yīng)自然、合理,重點(diǎn)體現(xiàn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用. 本題實(shí)質(zhì)是由1,-1,-1,1,-1,-1,…這樣一個(gè)數(shù)列演化而成,于是得到兩個(gè)通項(xiàng)公式an=2·(-1)n2-n/2或an=22cos(2n-1)π/4. 同時(shí)這個(gè)數(shù)列也可以看成(-1)0,(-1)1,(-1)-1,(-1)0,(-1)1,(-1)-1,…,各項(xiàng)乘以2得到,再聯(lián)想到正弦函數(shù)性質(zhì),從而得到另一個(gè)通項(xiàng)公式an=2·(-1)-23/3sin(2n+1)π/3.
思路三 命制競(jìng)賽難度試題
例3 已知數(shù)列an的前9項(xiàng)為1,1,1,2,2,2,3,3,3,…,則an=.(寫(xiě)出符合要求的一個(gè)答案即可).
立意分析:競(jìng)賽題對(duì)于鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)深度思維能力、問(wèn)題關(guān)聯(lián)能力、選拔創(chuàng)新性人才,有不可替代的作用. 如果仔細(xì)觀察聯(lián)想,利用三角函數(shù)的周期性就可以解決本題.
它可由數(shù)列1,0,0,2,0,0,3,0,0,…,其中an=2/31/2+sin(2nπ/3-π/6)·n+2/3;數(shù)列0,1,0,0,2,0,0,3,0,…,其中an=2/31/2+sin(2nπ/3-5π/6)·n+1/3;與數(shù)列0,0,1,0,0,2,0,0,3,…,其中an=2/31/2+sin(2nπ/3-3π/2)·n/3三個(gè)相加得到,故an=2/31/2+sin(2nπ/3-π/6)·n+2/3+2/31/2+sin(2nπ/3-5π/6)·n+1/3+2/31/2+sin(2nπ/3-3π/2)·n/3.
下面這幾道類(lèi)似題,供讀者賞析.
①、已知數(shù)列an的前幾項(xiàng)為0,1,0,2,0,3,…,則an=;
②、已知數(shù)列an的前幾項(xiàng)為1,1,2,2,3,3,…,則an=;
③、已知數(shù)列an的前幾項(xiàng)為2,0,0,2,0,0,2,0,0,…,則an=.
(答案:①an=1+(-1)n·n/4;②an=2n+1+(-1)n+1/4;③an=1+2sin(2n+1)π/4)
二、命題思考
基于以上的命題實(shí)踐,提煉出如下命題原則和程序.
1.命制的試題要符合科學(xué)性、規(guī)范性的原則. 試題內(nèi)容與答案要科學(xué)合理,表述準(zhǔn)確簡(jiǎn)潔,沒(méi)有歧義,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)具有可操作性. 靈活運(yùn)用符號(hào)、圖表、文字三種語(yǔ)言,使得字符圖表匹配,圖形規(guī)范優(yōu)美,語(yǔ)言通俗易懂,能緩解學(xué)生解題壓力,帶給學(xué)生信心和動(dòng)力.
2.命制的試題要有精準(zhǔn)度和有效性.精準(zhǔn)度是指試題的考查內(nèi)容、考查的思想方法、檢測(cè)的能力意識(shí)要有針對(duì)性.一般情況下,選擇題、填空題每題考查知識(shí)點(diǎn)1~3個(gè);解答題考查知識(shí)點(diǎn)3~6個(gè)、思想方法2~4個(gè)、能力意識(shí)2~3個(gè).試題的思維量、運(yùn)算量、閱讀量及解答書(shū)寫(xiě)量都要恰當(dāng).有效性是指試題具有較好的檢測(cè)功能,真正起到診斷問(wèn)題、選拔分層的作用,如試題的內(nèi)容、難度、信度、區(qū)分度跟題型、所處試卷的位置是否匹配,考查知識(shí)點(diǎn)之間搭配是否自然合理.
3.命制的試題要有思想性和公平性. 試題要體現(xiàn)新課程的理念,對(duì)關(guān)鍵能力的考查要求.既要關(guān)注經(jīng)濟(jì)社會(huì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,突顯素養(yǎng)立意,又要對(duì)城鄉(xiāng)不同地域、不同生活經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生公平合理.
4.命制試題的基本程序.應(yīng)包括立意與選材,關(guān)聯(lián)與建構(gòu),加工與調(diào)整,審核與定型四個(gè)步驟,以此確保編題質(zhì)量.
參考文獻(xiàn)
[1] 課程教材研究所,中學(xué)數(shù)學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中教科書(shū)(A版) 數(shù)學(xué)(選擇性必修第二冊(cè))[M].北京,人民教育出版社,2019.