基础自然得 能力天然成——对一次联考试卷讲评课的思考

2016-04-05 06:59安徽省灵璧第一中学
中学数学杂志 2016年3期
关键词:单调试卷解题

■安徽省灵璧第一中学 郑 良 谢 超



基础自然得能力天然成——对一次联考试卷讲评课的思考

■安徽省灵璧第一中学郑良谢超

一、问题提出

2016年安徽省高考将进入全国卷统考模式.学校为使教师与学生尽快适应新的考试形式,组织高三学生(于2015年11月14、15日)参加安徽省“江淮十校”2016届第二次联考(试卷由一直使用全国卷的地区负责命制,内容包括集合与简易逻辑、函数、导数、三角函数、解三角形、平面向量、复数、数列),还安排学科组进行“试卷讲评”等教研活动.笔者认真观摩并详尽记录,分析领悟受益匪浅,下面针对试卷讲评给出自己的教学思考,不足之处求教于同仁.

二、试题讲评过程呈现

限于篇幅,本文不再以师生对话的形式展示课堂教学,同时对命题组提供的答案以思路方法形式呈现,以便读者能通晓教学全貌.

针对学生按部就班采用“直译法”(先化简复数z,确定复数z后求|z|),教师给出另解后指出:准确理解识记的结论能为解题确定直觉方向,通过对比分析确定解题的切入点、理性思考选取合理的解题思路与方法.本题从“大处着眼”准确地利用复数的运算性质优化了解题的过程.

例2(第9题)已知平面向量a、b(a≠0、b≠0),满足|a|=3,且b与b-a的夹角为30°,则|b|的最大值为().

A.2B.4C.6D.8

针对少数学生利用代数法(记|b|=x>0,θ=〈a,b〉,则0°<θ<180°,得,当且仅当θ=60°等号成立,平方后开方易增解x=3cosθ-求解,引导学生从几何角度解决.

图1

教师引导学生审视条件与结论:已知三角形的一边及对角(确定三角形外接圆的半径),求另一边.从运动的观点看,当OB为三角形外接圆的直径时,|b|取得最大值6.学生自觉构建一个微专题:

链接1(第6题)已知△ABC的三个内角A、B、C所对的边分别是,则△ABC的面积的最大值为().

链接2(第18题)已知f(x)=2sinωx(0<ω<1)在上的最大值为,当把f(x)的图像上所有点向右平移个单位后,得到的函数g(x)的图像关于直线π对称.

(Ⅰ)求函数g(x)的解析式;

(Ⅱ)在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,已知函数g(x)在y轴右侧第一个零点为C,c=4,求△ABC的面积S的最大值.

图2

以第18题为例,通过对三种方法(正弦定理构建目标S的函数、余弦定理建立关于a与b的方程利用不等式放缩得ab的范围、几何背景解释)的比较,使学生透过现象看本质,明晰各种解法的优点与缺点,深切体会审题的重要性.教师强调解题要抓住变与不变的辩证与统一的关系,巧妙实施“以静制动”、“动静结合”等解题策略,并给出各种变式:如条件不变,求△ABC的面积、周长的范围等.

变式(第16题)已知直角△ABC的两直角边AB、 AC的边长分别为方程的两根,且AB<AC,斜边BC上有异于端点B、C的两点E、F,且EF= 1,设∠EAF=θ,则tanθ的取值范围为___________.

图3

很多学生反映想不出命题组提供的解题思路(以A为坐标原点,分别以AB,AC为x,y轴建立坐标系,利用合理建立坐标系并确立目标函数,不仅对接学生认知,而且使解法更简洁.

例3(第12题)设点P在曲线y=ex上,点Q在曲线y=上,则|PQ|的最小值为().

解:在同一坐标下画出函数f(x)=ex与函数的图像,如图4中的曲线C1与C2,其中曲线y=ex在点A(0,1)处的切线方程为l1:y=x+1,可证ex≥x+ 1,当且仅当x=0等号成立;曲线在点B(1,0)处的切线方程为l2:y=x-1,可证,当且仅当x=1等号成立;而直线AB与平行线l1,l2均垂直,故曲线C1与C2的距离为

图4

由y=ex联想其反函数y=lnx(其图像为曲线C3),能否用y=lnx作为y=x-1与的“隔离”函数呢?可以证明,对于任意x>0时,均为,当且仅当x=1时等号成立,故有C1与C2的距离不小于C1与C3的距离,而C1与C3的距离即为|AB|,而A,B分别在曲线C1与C2上,所以

对于教材中的结论(x-1≥lnx)的变式x-1≥lnx≥1-,你见过与它相关的题目吗?你能利用它吗?

综上所述,实数k的取值范围为(-∞,2].

方法2:上同解法1,故存在x0>1使得h(x0)=0,即函数g(x)在[1,x0]上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,而g(1)=2-k<0与x≥1时g(x)≥0恒成立矛盾.

综上所述,实数k的取值范围为(-∞,2].

方法3:记g(x)=xlnx+x+lnx+1-kx(x≥1),即当x≥1时,g(x)≥0恒成立.

当k≤3时,h(1)=3-k≥0,则g′(x)=h(x)≥0,故函数g(x)在[1,+∞)上单调递增,当x≥1时,g(x)≥0恒成立,只需g(1)=2-k≥0,解得k≤2,所以k≤2;

当k>3时,h(1)=3-k<0,函数h(x)在[1,+∞)上单调递增,且h(ek)=e-k+2>0(当x趋于正无穷大时,h(x)趋于正无穷大),故存在x0∈(1,ek)使得h(x0)=0,即函数g(x)在[1,x0]上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,所以函数g(x)在[1,+∞)上存在唯一的极小值,也是函数g(x)的最小值,因为x≥1,g′(x)>0,即函数g(x)在[1,+∞)上单调递增,又g(1)≥0,满足题意.

综上所述,实数k的取值范围为(-∞,2].

含参数的(不)等式的“恒成立”或“存在”问题,常用“分离参数法”或“函数最值法”求解.命题组提供的答案为分离参数法,由,记m(x),问题转化为求函数m(x)的最小值,这要求函数m(x)的最小值易求;若用最值法求解,直接作差构造函数较为困难,而将化分式为整式,有利于求导计算.方法1对参数k分类讨论,对于k>3通过“设而不求”确定函数g(x)的最小值g(x0),通过结论“lnx≤x-1(当且仅当x=1时等号成立)”估算g(x0);方法2利用数形结合,从函数g(x)的端点值(必要条件,否定一个命题只需一个反例)进行排除,彰显解法的灵活性;方法3通过必要性解题策略方法,通过特殊值(结论成立的必要条件)来压缩结论的取值空间,只需在相对(于条件)小的范围内确定参数k的取值范围,进而减少或避免对参数的分类讨论,提高了解题效率.

将①的左边、右边分别看成数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn,只需对任意的k∈N*都有ak≥bk(k从1到n,ak不恒等于bk)即可将ln[n(n+(此为①成立的充分条件)抽象成lnx>,此命题已在第(Ⅱ)问证实,也可由第12题的结论得到

(Ⅰ)若f(x)在区间(m,m+1)上存在极值,求实数m的取值范围;

先证明当x>1时,有(lnx+1)(x+1)>2x⇔xlnx+lnx-x+ 1>0.记故g(x)在[1,+∞)上单调递增,因此,对任意x>1,有g(x)>g(1)=0,故有

若不分离ex与lnx,难以求导确定其极值点(最终目的是确定函数单调性),尝试将ex与lnx分离成g(x)>h(x)形式,利用其加强命题[g(x)]min≥[h(x)]max(其中g(x)的最小值点与h(x)的最大值点不相同).通过观察发现,当x=1(起点)时,g(x)=h(x)=2(第21题第(Ⅱ)问边界值),猜测函数g(x)与h(x)单调性相反(函数值大(小)的函数单调递增(减)),通过单调性判断证实猜想.对于形式复杂的函数往往需要合理地拆分变形,然后利用导数判断单调性,通过中间变量传递过渡.如2014年高考全国卷Ⅰ理科第21题:设函数曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=e(x-1)+2.

(Ⅰ)求a,b;

(Ⅱ)证明:f(x)>1.

通过“题在书外,根在书中”的压轴题的求解,给学生心灵以震撼.教师继续强化教材中基本结论的威力.

例4(第20题)已知O是△ABC所在平面内一点.

图5

图6

问题的本质是确定点O的位置,方法1根据向量的系数关系利用三角形中线定理,方法2、参考答案分别两次使用三点共线的向量式,利用数乘向量的定义及重心的性质.推广更为一般的问题:已知△ABC,点O满足,求△BOC,△OCA与△OAB的面积之比.

方法1:记f(a)=t,在同一坐标系下画出函数y=f(t)与y=|2t-1|的图像如图7所示,分别用粗线与细线表示,由图可知t≤1或t=2.画出函数t=f(x)的图像,如图8所示,由t≤ 1或t=2,可得

图7

图8

当0≤f(a)≤1时,2f(a)-1=2f(a)-1恒成立,即0≤f(a)≤1;

当f(a)<0时,1-2f(a)=1-2f(a)恒成立,即f(a)<0.

所以f(a)≤1或f(a)=2,以下同方法1.

方法1利用数形结合思想,从形的直观全局视角入手锁定目标,然后通过数的精准从局部角度解出结果,借助目标与条件的结构链及图中变量的“首尾相接”传递实现转化与化归;方法2根据分段函数的定义聚焦中间量f(a),灵活处理,巧妙过渡.本题若建构关于a的方程直接求解,过程相对繁杂.

例6(第19题)已知公差大于零的等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1·a6=21,a2+a5=22.

(Ⅰ)若数列{bn}满足,求数列{bn}的通项公式;

(Ⅱ)证明:对一切正整数n,有b1+b2+…+bn<1.

第(Ⅰ)问为已知数列{n2bn}的前n项和求通项公式,利用公式法求出通项公式要分类讨论,第(Ⅱ)问等价于,其放缩方式不唯一,如当n≥2时放缩幅度稍小,有放缩幅度再小一点,当n≥2时有也可由其几何意义(1·b1+1·b2+…+1·bn表示面积),利用积分求解:b1+众所周知,对于c(c为常数)的证明(少数情况为先求和再放缩)要保证同向可加性与和的有界性.本题的典型错误:b1+b2+…+,因为数列的前n项和是无界的(不收敛),又如,因为只对n=2,3,4有限项成立,尽管无穷递缩等比数列的前n项和有界,但指数函数的增长速度远远大于幂函数,无法保证加式的同向性.

三、教学感悟

试卷讲评课是一种重要的课型,尤其是复习阶段的主要课型.试卷讲评能对学生已学的知识起着矫正、巩固、充实、完善和深化的作用,是知识的再整理、再综合、再运用的过程,是师生共同探讨解题方法、寻找规律、提高解题能力的有效途径,还能促进师生反思教与学的不足,通过改进教与学的方法,提高教与学的效果.

当前试卷讲评的基本模式是“流水账”式就题论题地改错,教师不断讲,学生不停记,学生记完后反复浏览或识记正确答案甚至将笔记束之高阁,下次考试错误依旧.高耗低效现象的背后的深层原因是教师备课不到位,教师设计未能从学情(基础知识、基本经验、心理认知)出发做好“讲什么”与“怎么讲”.

1.试卷讲评内容要以学生基本经验为基础

柏拉图说:“天下本无新事.”我们要从旧中找出新,从新中辨出旧,只有如此才能学得深、理解得透.数学教学不能无视学生已有的知识经验,应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验.

(1)教师要对试卷进行细致分析.

试卷是讲评的载体,教学的基本素材,对试卷的理解与把握关乎教学的成败.教师要细致准确分析试卷类型(如单元测试、期中(末)考试、高三月考等)、考试范围(班级考试、全市统考等)、考试目的(检测、选拔等)、试卷特点(试卷结构、命题特点等)、内容结构(知识点分布与要求)、目标水平结构(考试要求水平通常为了解、理解、应用等).只有做到知己知彼才能百战不殆.如任课教师对试卷进行双向细目分析,(让学生)明晰高考对该内容的要求,避免学生不知深浅浪费宝贵的学习时间(提倡学有余力的学生拓展数学素养另当别论);试卷重视数学思想(尤其是数形结合、化归与转化)、数学思维(用数学逻辑引导思考方向)的考查等.同时教师还要对近年来高考题做到胸有成竹,将试卷试题与高考真题进行比对分析,丰富其内涵.如第21题与2014年高考陕西卷理科第21题的区别与联系.

(2)教师要对学生错误给予正确分析.

学情是教学的基点,“讲什么”取决于教师对学生真实情况的诊断.通过对学生答卷的统计,如每道题学生的错误情况,每个学生的错误情况,产生错误的原因(审题错误、计算错误、逻辑错误等),发现学生对哪部分知识掌握较好(差),针对学生错误对症下药,切实做好查漏补缺、深化知识理解、体会数学思想方法、发展数学认知及元认知水平.如第2题学生采用的“直译法”更能对接教材对学生的要求,而灵活运用复数性质则需要学生在学习时加强探究;学生在第12题、第20题第(Ⅱ)问等题目出现对教材结论识记与理解不到位情况,导致无法找到解题的起点或行之不远.很多学生在第15题出现了用充分条件(由f(f(a))=|2f(a)-1|得f(a)≤1)代替充要条件的逻辑错误.教师要对学生的错误建立“错题本”,反思教师的原因,力争后面教学避免,同时给学生积极客观的评价(教师尽可能与学生同时独立完成试卷,比对自己与学生答卷的情况).

2.试卷讲评方式要顺应学生心理发展需求

试卷的内容及处理方式等为学生所熟悉,若教师的教学方式依旧自然难以激起学生的兴趣,效果可想而知.反之,教师利用“不愤不启,不悱不发”,把话说到学生心坎里,根据学生的困惑与需求,实施针对性的教学,学生的兴趣与能力在不知不觉中得以提升.

(1)聚焦共性现象,关注个性发展.

课堂教学面对全体学生,因此教师选取问题势必具有共性.教师找到学生的通病和典型错误,找准其思维的薄弱点,有针对性地引导学生辨析,找准错因、错源,探究正确思路,力争纠正一例,预防一类,举一反三,触类旁通.对于个别学生的特殊错误,通过专门谈话给予个别辅导.

(2)追求通性通法,兼顾特殊技巧.

试卷讲评课应重视通性通法,加强数学知识的落实和数学思想方法的教学.通过通性通法,加深学生对知识、技能的理解和记忆,强化公式、法则的运用.注重通性通法的同时,不忘特殊情况下的(变形、设元等)技巧,让学生心中有模式而不囿于模式.通过关联,提高学生审题能力的同时有效规避学生处理问题的思维定式,初步实现“既见树木又见森林”.

(3)贵在体验过程,重在引导思考.

荷兰数学教育家弗赖登塔尔说过:“数学学习是一种活动,这种活动与游泳、骑自行车一样,不经过亲身体验,仅仅看书本、听讲解、观察他人的演示是学不会的.”“学之道在于悟”,只有学生亲身体验过的,才能获得属于他们自身的经验,才能实现迁移应用.苏联教育家巴班斯基认为:“教学效率不是决定于教师打算教给学生什么东西,而是决定于学生本身在课堂教学时间里掌握了什么东西.”[1]真正的教育应该是以学生的发展为本,这应该是最核心的教育理念[2].试卷讲评不能因为时间紧,容量大就压缩学生体验、思考的空间,应尽可能发挥学生的主体作用.学生在试卷讲评前独立纠错,相互(纠)查错,课堂上学生汇报出错的原因、反思矫正策略方法及新的收获,教师相机而动,查缺补漏,引导学生构建知识网络,完善认知结构.通过学生之间的思维展示、相互补充、不断完善,使其思维的严密性、批判性、灵活性、深刻性和创造性得到大幅度的提升.

(4)适时适度拓展,归纳演练巩固.

试卷讲评往往安排在阶段复习检测之后,通过对新授课的反刍、章节的回顾、主线的梳理、试卷的诊断等,学生对知识、思想方法的理解不断向纵深发展,教师帮学生解惑、释疑、补缺的同时对相关内容进行拓展,对于出错率高的问题要及时变换角度出题,通过一题多变、一题多解、多题一解等方式使学生澄清错误认识,消除思维障碍,透过现象看本质.

教师对试卷的讲评具有针对性、层次性、新颖性、激励性,最大限度地暴露自己的思维过程,发挥教师的示范作用.但教学是一门科学,也是一门永无止境的艺术.授课教师试图通过一张“包罗万象”的试卷来包治百病是不现实的,多个看似到位的微专题致使试卷讲评的内容过多,占线过长(整张试卷评讲用三个课时),压迫式的课堂教学让“多重点”沦为“无重点”,导致后进生消化不良.

“教学活动要能拨动学生的心弦,调动学生的情感,激发学生学习的积极性.不是我教你学,也不是我启你发,而是教与学双方在教学活动中做到融洽的交流.教师引着学生走,学生反推着教师走,教师得心应手,学生如沐春风,双方都欲罢不能,其乐融融.”(刘国正语)通过优质高效的试卷讲评,定能使学生学会自主学习、合作交流、养成良好的反思习惯、发展思维能力、树立学好数学的信心,基础(知识、经验)自然获得,能力天然形成.

参考文献:

1.[苏]巴班斯基.论教学过程最优化[M].吴文侃,等,译.北京:教育科学出版社,2001.

2.史宁中.数学教育的未来发展[J].数学教学,2014 (1).

3.郑良.探析命题特点明晰教学方向——2015年高考数学全国卷I试题评析及高三复习建议[J].中学数学教学参考(上),2015(12).

4.吴卫东.数学思维在“碰壁”中“自然成长”——一节高三复习课的启示[J].中学数学(上),2015(11).

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