郑燕平 张曜光
近日笔者有幸参加了本市教研室组织的第二届说题比赛,比赛分为三个环节:第一环节参赛教师自拟一个试题,并就该题的原创度、解法、背景、教学价值、引申与拓展等形成word电子文本;第二环节:提交“说题”书面稿一式10份(允许在一轮基础上有所修改,但不得换题,有修改的电子稿赛前重邮),就参赛教师自拟的试题,向评委解读并简要回答评委问题,时间每人15分钟;第三环节:先从现场抽取题目,封闭准备40分钟后,向评委解读并简要回答评委问题.通过比赛让人受益匪浅,说课作为一种时髦的校本教研活动,对于教育观念,教学方式的变革,对于教育理论的理解和掌握,对于教学的研究和反思无疑都是一种可取的有效途径.
说题的理解
“问题是数学的心脏”,这是美国当代数学家哈尔斯的话.没有好的问题就没有异彩纷呈的数学,没有好老师用好问题引领学生去学,就没有数学课堂的精彩.教师教的“有效”要通过“好题”的深入浅出,落实于学生学的“有效”上.
教师说题不能停留在“从解题角度看说题”这种浅表的意义上.从建构主义的学习理论上对说题给三条浅说陋见:一是从建构主义知识观的角度上看“说题”,你对题目所给出的答案不是该问题的最终答案,它必将随着学生认识程度的深入而不断变革、升华或改写,进而在学生的头脑中产生新的解释和假说;二是从建构主义的学习观角度上看“说题”,学习不是教师把知识简单传递给学生的过程,而是学生自己建构知识的过程,这里有“被动”和“主动”的重大差异.即便是你用所谓的“好题”做传输带,但你仅仅关注了自己的经验,而忽略了学生的经验,学生从你的传输带上也没啥东西可拿.因此,我们呈现的题目不应该是接力中的棒子,你的题目给的是“力”,学生接的是“力”,而非“接力棒”本身!三是从建构主义的教学观上看“说题”,我们选择的“好题”必须切中学生原有的知识经验,刺激学生把原有的知识经验作为新知识的生长点,进而形成新的知识经验.说题说到点儿上,这个点儿是度,即贴近学生的“最近发展区”.“说题”的内核不是“拿嘴拿题来说”,而是“用心用题去教”.
命题的背景分析
近三年(2012-2014)浙江省高考理科数学的压轴题都是考查函数与导数的综合题,有非常明显的特征:函数表达式都是纯粹的三次函数,含参数含绝对值,重点考查分类讨论与转化化归的思想.从2015年高考开始导数放入IB模块内容,压轴题怎么考?版本很多,以下的三种猜测可能性比较大:一、将圆锥曲线提到压轴题上;二、走2004—2008年的老路,数列与不等式的综合题“重出江湖”作为压轴题;三、撇开导数依旧走函数路线.
以上三种猜测,本人还是比较倾向于第三种,因为函数是高中数学的主线,二次函数又是主线的核心,从近三年的压轴题来看,很多时候导数也只是“跑龙套”的,只出现在三次函数的求导中之后就是二次函数的问题了,命题者完全可以不用三次函数直接用二次函数,或者也可以继续用三次函数但不用导数,可以利用代数基本定理等工具将其转化.二次函数问题是初中内容在高中的延伸,也是高中函数最重要的内容,试题变化多样,如即使考导数,也很多化为二次,还有解析中也有化为二次的.下面是我编拟的题目:
题目已知a>0,b∈R,函数f(x)=4ax2-2bx-a+b.
(1)证明:当0≤x≤1时,(ⅰ)函数f(x)的最大值为|2a-b|+a;
(ⅱ)f(x)+|2a-b|+a≥0;
(2)若-1≤f(x)≤1对任意x∈[0,1]恒成立,求a+b的取值范围.
说题目立意
该题题干是含两个参数的二次函数形式,第一问有两小问,第一小问求二次函数在给定区间上的最大值,第二小问证明函数不等式.第二问是恒成立问题求参数的取值范围,主要考查分类讨论,数形结合,转化化归的思想方法;重在考查二次函数的最值讨论,按定义分类去绝对值,构造函数证明不等式,线性规划等高中数学核心知识要点.
说试题解法
(1)第一小题第一小问
(ⅰ)解法1因为a>0,b∈R,所以二次函数f(x)=4ax2-2bx-a+b开口向上,对称轴为x=b4a,当b4a≤12即b≤2a时,f(x)max=f(1)=3a-b;
当b4a>12即b>2a时,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因为a>0,b∈R,所以二次函数f(x)=4ax2-2bx-a+b开口向上,f(x)max=max{f(0),f(1)}=max{-a+b,3a-b}=3a-b,b≤2a
-a+b,b>2a=|2a-b|+a.
归纳小结本题中二次函数在给定区间上的最值问题,二次函数的开口定,对称轴不定,解法1按对称轴与区间的中点分类讨论,解法2按最大值肯定在区间端点取到的情形进行分类,此问只要审题清楚,条件a>0不疏忽,应该不难解决.
第一小题第二小问
(ⅱ)解法1按定义去绝对值:当b≤2a时,
令g(x)=f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2a,
(Ⅰ)当b≤0时,此时对称轴x=b4a≤0,,g(x)min=g(0)=2a>0;
(Ⅱ)当00.
当b>2a时,
令F(x)=f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2b-2a.
(Ⅰ)当2a
F(x)min=g(b4a)=2b-2a-b24a=-14a[(b-4a)2-8a2],因为2a0.
(Ⅱ)当b>4a时,此时对称轴b4a>1,F(x)min=F(1)=2a>0.
综上:f(x)+|2a-b|+a≥0.
解法2(ⅱ)当b≤2a时,
f(x)+|2a-b|+a=4ax2-2bx+2a≥4ax2-4ax+2a=2a(2x2-2x+1);
当b>2a时,
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.
归纳小结解法1是按对称轴与区间关系分类讨论求二次函数的最小值,思路比较简单,但分类比较麻烦,解法2是先通过放缩,转化为同一个函数的判断正负问题,过程比较简单但放缩技巧有一定难度.无论是解法1还是解法2,解题中都体现了将不等式证明问题化归为函数最值的化归思想.由f(x)+|2a-b|+a≥0是否意味着f(x)的最小值是-|2a-b|-a,从证明过程看,-|2a-b|-a一定取不到.
第二小题:
(2)解法1由(ⅰ)知,当0≤x≤1,f(x)max=|2a-b|+a,所以|2a-b|+a≤1.
若|2a-b|+a≤1,则由(ⅱ)知f(x)≥-(|2a-b|+a)≥-1.
所以-1≤f(x)≤1对任意0≤x≤1恒成立的充要条件是|2a-b|+a≤1,
a>0,即2a-b≥0,
3a-b≤1,
a>0,或2a-b<0,
b-a≤1,
a>0.(*)