教研现场无处不在,评价学情反思教学
——从一篇七年级学生数学写作说起

2019-01-29 16:47:02江苏省苏州工业园区东沙湖学校
中学数学杂志 2019年16期
关键词:坑人消元代数式

☉江苏省苏州工业园区东沙湖学校 刘 燕

我们知道,教学即研究.教学研究的素材来自各种“现场”,教育“现场”无处不在,最重要的“现场”就是我们每天面对的课堂和学生.笔者所在地区一个数学群里经常开展一些基于“现场”的教学研究,本文就记录并整理近期我们在数学群里对一篇学生写作的研讨过程,供分享.

一、从一篇七年级学生数学写作说起

案例:攻克一道最值难题(这是七年级学生L所写的一篇数学反思日记).

最近,我们学习了不等式,又有一大波坑人的题目向我们奔来,今天,研究一道最值难题.

已知三个非负数a、b、c满足3a+2b+c=5,2a+b-3c=1,m=3a+b-7c.求m的最大值和最小值.

我的解法与思考如下:

由于未知数较多,所以我把c看作常数,用含c的代数式表示a、b.

我又发现,a、b、c为非负数,那么a≥0,b≥0,c≥0,所以-3+7c≥0,7-11c≥0,解得

解决这题的重点是用含c的代数式表示a、b,再用不等式表示c,代入m,即可求解.

说明:这篇学习写作被一位老师发到群里之后,大家就感觉学生的思路正确,顺利求出答案,值得分享,引发了很多老师的跟进讨论.

二、教师研讨意见摘编

师1:该生巧妙运用消元思想得出一元一次不等式组,再次运用消元思想表示出代数式,结合求出的字母的取值范围得出代数式的取值范围.

师2:这个学生会学习.从“一大波坑人”的题目中发现了多参数问题的解题技巧,“把c看作常数,用含c的代数式表示a、b”,并及时总结了此类问题的解题方法.另外,也看出该生会读题、审题.用含c的代数式表示a、b后,能及时联系题目条件“a、b、c为非负数”,求出c的范围,从而顺利求解.

师3:该生数学思维能力很强,知道消元思想的作用,最重要的是知道为什么要消元,等式和不等式放在一起时,往往等式都是为不等式“服务”的,而不等式(组)只能有一个未知数,这时候就要利用等式来消元,该生成功地消元成只含有字母c的不等式(组),从而求得c的范围.另外本题讨论最值时仍然要对多项式进行消元,这其实是八年级要学习的一次函数的思想方法,该生对函数的知识已经有了初步感知,能力上不比八年级部分学生差,看得出该生对数学有很高的悟性.

师4:消元是贯穿始终的主线,从该生的做法中,选择消去参数c,他说把c看作常数,我认为从提高计算正确率的角度,可以把c干脆移到等号右边,最后求m的最值.当然把两个值代入也行得通,我在评讲时,还是会先引导学生.比如,就这个题目而言,“被减数”减去“减数”,减数不变,被减数越大,结果越大,反之越小.对优秀学生来说,不仅仅是代入端点值的问题.

师5:三个字母变化,无法求最值,借助字母之间的联系(方程)想到消元,所以要解方程组,需要用含c的式子表示a、b,然后消元,代数式的值随着c的变化而变化,那是不是c是全体非负数呢?经过思考,发现不是,还要保证a、b也是非负数,从而得出只含有字母c的不等式(组),问题得到解决.该生思路清晰,条理清楚,数学思维能力强!

师6:纵观该生的思路,可以分为三个部分.(1)消元,两个方程,三个未知数,无法求解,但是可以用含一个字母的式子表示出另外两个量.而且她选择以c为参数,降低了计算量,如果用含a的式子表示b、c,或用含b的式子表示a、c,都比较复杂.(2)求参数的取值范围,直接根据题目中的非负数的条件得出参数的取值范围.(3)用含c的式子表示m,再根据c的取值范围求最值.从她解题的步骤顺序可以看出,该生的思维是很严谨的,读题很细心,题目中的任何一个条件都没有忽略.一般在第一步后我们自然会代入先表示出m,然后求最值时发现不好求,再从题目中发现“非负数”这个条件,从而再求c的范围,这样在以后处理综合题时往往会忽略这个起始的限制条件.

师7:从“坑人”这一词语感受到这名学生第一次可能未完全解决这道题.但从反思小作中发现小作者对此题的解题思路是很清晰的:联立方程消参,通过条件联立得一元一次不等式组,让问题清晰化;最后m与c必须关联,此处该生用了极端值来完成(七年级学生对一次函数的性质有时存在一种感知,很可贵).给小作者的一句话:我们是否可以通过c的范围去分析m的范围,这样最大与最小是不是更有说服力呢?

师8:本题作为一道多参数题,考查的知识点较多.但学生能准确找出问题的关键,即参数较多时,可以通过消元,减少参数的个数,从而使问题变简单.此时可以关注消元的技巧:消去系数简单的参数.用含b的代数式表示a、c(或用含c的代数式表示a、b)后代入m=3a+b-7c,这样表示m的代数式就只剩一个参数.这是本题的第一个“坎”.本题的第二个“坎”是需要学生知道“三个非负数”这个隐性条件的使用,只要求出上面这个参数的取值范围就可得出m的取值范围,从而求出m的最大值和最小值,问题得解.当然,小作者如能重点写出如何想出突破这两个“坎”的思路历程,对其他学生的学习会有更大帮助.

三、进一步的思考

1.老师点评对解法的评析精准到位

从上面老师们的研讨意见可看出,大家都确认了本题解法的三个重要步骤.比如,第一步:消元.这个方程组中包含有3个未知数的2个方程,此时发现无法求解出a、b、c的具体值.联想到二元一次方程组是含有2个未知数的2个方程,可以求解出两个未知数的具体值,那么不如减少未知数的个数,将其中一个未知数看作常数.这就将这个含有3个未知数和2个方程的方程组转化成了只有2个未知数、2个方程的二元一次方程组.这种消元和参数思想是非常重要的,使未知(三元)走向已知(二元一次方程组).第二步:缩小取值范围.虽然用含一个未知数的式子表示了另外两个未知数,但是又因为a、b、c三者是紧密相关的,也就是“牵一发而动全身”,所以需要再次缩小取值范围.第三步:代入分析最值.

2.善于站在七年级学生的角度评析

从上面不少老师的发言看出,一个三元一次方程组,三个限制条件,求两个最值,组合成了一道方程、不等式、函数的综合题,所以七年级学生拿到手觉得“坑人”一点儿不足为奇.但这名学生由前面知识联想到解三元一次方程组的基本思想是消元,联立不等式求字母的取值范围,由一个字母的最值可以求含该字母的代数式的最值,从而使问题迎刃而解.最可喜的是,她不仅解出来了而且有了深刻的反思,对以后解这类题有很大的帮助.

3.“坑人的题目”是数学教育的尴尬

学生开头一段写道“又有一大波坑人的题目向我们奔来”,让我们数学教育人情何以堪,数学的形象在这些优秀学生眼中都是“坑人的题目”,这是数学教育的失败.这也提醒我们数学教学要向学生传递怎样的数学习题观.比如,数学学习离不开解题,但解题是为了巩固所学新的数学概念或数学性质,本末不可倒置.而且好的习题应该有一定的标准,比如,章建跃博士指出的“数学题的质量应该有一些基本指标,例如,在深化理解、建立联系、发展概念、促进思维及建立良好认知结构等方面有较好作用”,进一步,章博士还指出“解题要把握量和质的平衡,当前的问题是量太大而质不高,人为制造、细枝末节、烦琐复杂的题目充斥课堂,学生做了大量题目但对数学到底是研究什么的知之甚少”.在这个意义上来理解上文学生数学写作的另外一个意义,就是我们数学教育人应该认真反思,为什么一个七年级学生在数学学习的历程上,感受不到数学解题的逻辑力量、攻克难题后那种畅快和愉悦,而是感觉到“又有一大波坑人的题目”?我们是不是应该多花些时间在命题研究、习题设计和作业布置上呢?

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