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基礎自然得 能力天然成——對一次聯考試卷講評課的思考

2016-04-05 06:59安徽省靈璧第一中學
中學數學雜志 2016年3期
關鍵詞:單調試卷解題

■安徽省靈璧第一中學 鄭 良 謝 超

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基礎自然得能力天然成——對一次聯考試卷講評課的思考

■安徽省靈璧第一中學鄭良謝超

一、問題提出

2016年安徽省高考將進入全國卷統考模式.學校為使教師與學生盡快適應新的考試形式,組織高三學生(于2015年11月14、15日)參加安徽省“江淮十?!?016屆第二次聯考(試卷由一直使用全國卷的地區負責命制,內容包括集合與簡易邏輯、函數、導數、三角函數、解三角形、平面向量、復數、數列),還安排學科組進行“試卷講評”等教研活動.筆者認真觀摩并詳盡記錄,分析領悟受益匪淺,下面針對試卷講評給出自己的教學思考,不足之處求教于同仁.

二、試題講評過程呈現

限于篇幅,本文不再以師生對話的形式展示課堂教學,同時對命題組提供的答案以思路方法形式呈現,以便讀者能通曉教學全貌.

針對學生按部就班采用“直譯法”(先化簡復數z,確定復數z后求|z|),教師給出另解后指出:準確理解識記的結論能為解題確定直覺方向,通過對比分析確定解題的切入點、理性思考選取合理的解題思路與方法.本題從“大處著眼”準確地利用復數的運算性質優化了解題的過程.

例2(第9題)已知平面向量a、b(a≠0、b≠0),滿足|a|=3,且b與b-a的夾角為30°,則|b|的最大值為().

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

針對少數學生利用代數法(記|b|=x>0,θ=〈a,b〉,則0°<θ<180°,得,當且僅當θ=60°等號成立,平方后開方易增解x=3cosθ-求解,引導學生從幾何角度解決.

圖1

教師引導學生審視條件與結論:已知三角形的一邊及對角(確定三角形外接圓的半徑),求另一邊.從運動的觀點看,當OB為三角形外接圓的直徑時,|b|取得最大值6.學生自覺構建一個微專題:

鏈接1(第6題)已知△ABC的三個內角A、B、C所對的邊分別是,則△ABC的面積的最大值為().

鏈接2(第18題)已知f(x)=2sinωx(0<ω<1)在上的最大值為,當把f(x)的圖像上所有點向右平移個單位后,得到的函數g(x)的圖像關于直線π對稱.

(Ⅰ)求函數g(x)的解析式;

(Ⅱ)在△ABC中,角A、B、C所對的邊分別是a、b、c,已知函數g(x)在y軸右側第一個零點為C,c=4,求△ABC的面積S的最大值.

圖2

以第18題為例,通過對三種方法(正弦定理構建目標S的函數、余弦定理建立關于a與b的方程利用不等式放縮得ab的范圍、幾何背景解釋)的比較,使學生透過現象看本質,明晰各種解法的優點與缺點,深切體會審題的重要性.教師強調解題要抓住變與不變的辯證與統一的關系,巧妙實施“以靜制動”、“動靜結合”等解題策略,并給出各種變式:如條件不變,求△ABC的面積、周長的范圍等.

變式(第16題)已知直角△ABC的兩直角邊AB、 AC的邊長分別為方程的兩根,且AB<AC,斜邊BC上有異于端點B、C的兩點E、F,且EF= 1,設∠EAF=θ,則tanθ的取值范圍為___________.

圖3

很多學生反映想不出命題組提供的解題思路(以A為坐標原點,分別以AB,AC為x,y軸建立坐標系,利用合理建立坐標系并確立目標函數,不僅對接學生認知,而且使解法更簡潔.

例3(第12題)設點P在曲線y=ex上,點Q在曲線y=上,則|PQ|的最小值為().

解:在同一坐標下畫出函數f(x)=ex與函數的圖像,如圖4中的曲線C1與C2,其中曲線y=ex在點A(0,1)處的切線方程為l1:y=x+1,可證ex≥x+ 1,當且僅當x=0等號成立;曲線在點B(1,0)處的切線方程為l2:y=x-1,可證,當且僅當x=1等號成立;而直線AB與平行線l1,l2均垂直,故曲線C1與C2的距離為

圖4

由y=ex聯想其反函數y=lnx(其圖像為曲線C3),能否用y=lnx作為y=x-1與的“隔離”函數呢?可以證明,對于任意x>0時,均為,當且僅當x=1時等號成立,故有C1與C2的距離不小于C1與C3的距離,而C1與C3的距離即為|AB|,而A,B分別在曲線C1與C2上,所以

對于教材中的結論(x-1≥lnx)的變式x-1≥lnx≥1-,你見過與它相關的題目嗎?你能利用它嗎?

綜上所述,實數k的取值范圍為(-∞,2].

方法2:上同解法1,故存在x0>1使得h(x0)=0,即函數g(x)在[1,x0]上單調遞減,在(x0,+∞)上單調遞增,而g(1)=2-k<0與x≥1時g(x)≥0恒成立矛盾.

綜上所述,實數k的取值范圍為(-∞,2].

方法3:記g(x)=xlnx+x+lnx+1-kx(x≥1),即當x≥1時,g(x)≥0恒成立.

當k≤3時,h(1)=3-k≥0,則g′(x)=h(x)≥0,故函數g(x)在[1,+∞)上單調遞增,當x≥1時,g(x)≥0恒成立,只需g(1)=2-k≥0,解得k≤2,所以k≤2;

當k>3時,h(1)=3-k<0,函數h(x)在[1,+∞)上單調遞增,且h(ek)=e-k+2>0(當x趨于正無窮大時,h(x)趨于正無窮大),故存在x0∈(1,ek)使得h(x0)=0,即函數g(x)在[1,x0]上單調遞減,在(x0,+∞)上單調遞增,所以函數g(x)在[1,+∞)上存在唯一的極小值,也是函數g(x)的最小值,因為x≥1,g′(x)>0,即函數g(x)在[1,+∞)上單調遞增,又g(1)≥0,滿足題意.

綜上所述,實數k的取值范圍為(-∞,2].

含參數的(不)等式的“恒成立”或“存在”問題,常用“分離參數法”或“函數最值法”求解.命題組提供的答案為分離參數法,由,記m(x),問題轉化為求函數m(x)的最小值,這要求函數m(x)的最小值易求;若用最值法求解,直接作差構造函數較為困難,而將化分式為整式,有利于求導計算.方法1對參數k分類討論,對于k>3通過“設而不求”確定函數g(x)的最小值g(x0),通過結論“lnx≤x-1(當且僅當x=1時等號成立)”估算g(x0);方法2利用數形結合,從函數g(x)的端點值(必要條件,否定一個命題只需一個反例)進行排除,彰顯解法的靈活性;方法3通過必要性解題策略方法,通過特殊值(結論成立的必要條件)來壓縮結論的取值空間,只需在相對(于條件)小的范圍內確定參數k的取值范圍,進而減少或避免對參數的分類討論,提高了解題效率.

將①的左邊、右邊分別看成數列{an},{bn}的前n項和Sn,Tn,只需對任意的k∈N*都有ak≥bk(k從1到n,ak不恒等于bk)即可將ln[n(n+(此為①成立的充分條件)抽象成lnx>,此命題已在第(Ⅱ)問證實,也可由第12題的結論得到

(Ⅰ)若f(x)在區間(m,m+1)上存在極值,求實數m的取值范圍;

先證明當x>1時,有(lnx+1)(x+1)>2x?xlnx+lnx-x+ 1>0.記故g(x)在[1,+∞)上單調遞增,因此,對任意x>1,有g(x)>g(1)=0,故有

若不分離ex與lnx,難以求導確定其極值點(最終目的是確定函數單調性),嘗試將ex與lnx分離成g(x)>h(x)形式,利用其加強命題[g(x)]min≥[h(x)]max(其中g(x)的最小值點與h(x)的最大值點不相同).通過觀察發現,當x=1(起點)時,g(x)=h(x)=2(第21題第(Ⅱ)問邊界值),猜測函數g(x)與h(x)單調性相反(函數值大(?。┑暮瘮祮握{遞增(減)),通過單調性判斷證實猜想.對于形式復雜的函數往往需要合理地拆分變形,然后利用導數判斷單調性,通過中間變量傳遞過渡.如2014年高考全國卷Ⅰ理科第21題:設函數曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為y=e(x-1)+2.

(Ⅰ)求a,b;

(Ⅱ)證明:f(x)>1.

通過“題在書外,根在書中”的壓軸題的求解,給學生心靈以震撼.教師繼續強化教材中基本結論的威力.

例4(第20題)已知O是△ABC所在平面內一點.

圖5

圖6

問題的本質是確定點O的位置,方法1根據向量的系數關系利用三角形中線定理,方法2、參考答案分別兩次使用三點共線的向量式,利用數乘向量的定義及重心的性質.推廣更為一般的問題:已知△ABC,點O滿足,求△BOC,△OCA與△OAB的面積之比.

方法1:記f(a)=t,在同一坐標系下畫出函數y=f(t)與y=|2t-1|的圖像如圖7所示,分別用粗線與細線表示,由圖可知t≤1或t=2.畫出函數t=f(x)的圖像,如圖8所示,由t≤ 1或t=2,可得

圖7

圖8

當0≤f(a)≤1時,2f(a)-1=2f(a)-1恒成立,即0≤f(a)≤1;

當f(a)<0時,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利用數形結合思想,從形的直觀全局視角入手鎖定目標,然后通過數的精準從局部角度解出結果,借助目標與條件的結構鏈及圖中變量的“首尾相接”傳遞實現轉化與化歸;方法2根據分段函數的定義聚焦中間量f(a),靈活處理,巧妙過渡.本題若建構關于a的方程直接求解,過程相對繁雜.

例6(第19題)已知公差大于零的等差數列{an}的前n項和為Sn,且滿足a1·a6=21,a2+a5=22.

(Ⅰ)若數列{bn}滿足,求數列{bn}的通項公式;

(Ⅱ)證明:對一切正整數n,有b1+b2+…+bn<1.

第(Ⅰ)問為已知數列{n2bn}的前n項和求通項公式,利用公式法求出通項公式要分類討論,第(Ⅱ)問等價于,其放縮方式不唯一,如當n≥2時放縮幅度稍小,有放縮幅度再小一點,當n≥2時有也可由其幾何意義(1·b1+1·b2+…+1·bn表示面積),利用積分求解:b1+眾所周知,對于c(c為常數)的證明(少數情況為先求和再放縮)要保證同向可加性與和的有界性.本題的典型錯誤:b1+b2+…+,因為數列的前n項和是無界的(不收斂),又如,因為只對n=2,3,4有限項成立,盡管無窮遞縮等比數列的前n項和有界,但指數函數的增長速度遠遠大于冪函數,無法保證加式的同向性.

三、教學感悟

試卷講評課是一種重要的課型,尤其是復習階段的主要課型.試卷講評能對學生已學的知識起著矯正、鞏固、充實、完善和深化的作用,是知識的再整理、再綜合、再運用的過程,是師生共同探討解題方法、尋找規律、提高解題能力的有效途徑,還能促進師生反思教與學的不足,通過改進教與學的方法,提高教與學的效果.

當前試卷講評的基本模式是“流水賬”式就題論題地改錯,教師不斷講,學生不停記,學生記完后反復瀏覽或識記正確答案甚至將筆記束之高閣,下次考試錯誤依舊.高耗低效現象的背后的深層原因是教師備課不到位,教師設計未能從學情(基礎知識、基本經驗、心理認知)出發做好“講什么”與“怎么講”.

1.試卷講評內容要以學生基本經驗為基礎

柏拉圖說:“天下本無新事.”我們要從舊中找出新,從新中辨出舊,只有如此才能學得深、理解得透.數學教學不能無視學生已有的知識經驗,應當把學生原有的知識經驗作為新知識的生長點,引導學生從原有的知識經驗中,生長新的知識經驗.

(1)教師要對試卷進行細致分析.

試卷是講評的載體,教學的基本素材,對試卷的理解與把握關乎教學的成敗.教師要細致準確分析試卷類型(如單元測試、期中(末)考試、高三月考等)、考試范圍(班級考試、全市統考等)、考試目的(檢測、選拔等)、試卷特點(試卷結構、命題特點等)、內容結構(知識點分布與要求)、目標水平結構(考試要求水平通常為了解、理解、應用等).只有做到知己知彼才能百戰不殆.如任課教師對試卷進行雙向細目分析,(讓學生)明晰高考對該內容的要求,避免學生不知深淺浪費寶貴的學習時間(提倡學有余力的學生拓展數學素養另當別論);試卷重視數學思想(尤其是數形結合、化歸與轉化)、數學思維(用數學邏輯引導思考方向)的考查等.同時教師還要對近年來高考題做到胸有成竹,將試卷試題與高考真題進行比對分析,豐富其內涵.如第21題與2014年高考陜西卷理科第21題的區別與聯系.

(2)教師要對學生錯誤給予正確分析.

學情是教學的基點,“講什么”取決于教師對學生真實情況的診斷.通過對學生答卷的統計,如每道題學生的錯誤情況,每個學生的錯誤情況,產生錯誤的原因(審題錯誤、計算錯誤、邏輯錯誤等),發現學生對哪部分知識掌握較好(差),針對學生錯誤對癥下藥,切實做好查漏補缺、深化知識理解、體會數學思想方法、發展數學認知及元認知水平.如第2題學生采用的“直譯法”更能對接教材對學生的要求,而靈活運用復數性質則需要學生在學習時加強探究;學生在第12題、第20題第(Ⅱ)問等題目出現對教材結論識記與理解不到位情況,導致無法找到解題的起點或行之不遠.很多學生在第15題出現了用充分條件(由f(f(a))=|2f(a)-1|得f(a)≤1)代替充要條件的邏輯錯誤.教師要對學生的錯誤建立“錯題本”,反思教師的原因,力爭后面教學避免,同時給學生積極客觀的評價(教師盡可能與學生同時獨立完成試卷,比對自己與學生答卷的情況).

2.試卷講評方式要順應學生心理發展需求

試卷的內容及處理方式等為學生所熟悉,若教師的教學方式依舊自然難以激起學生的興趣,效果可想而知.反之,教師利用“不憤不啟,不悱不發”,把話說到學生心坎里,根據學生的困惑與需求,實施針對性的教學,學生的興趣與能力在不知不覺中得以提升.

(1)聚焦共性現象,關注個性發展.

課堂教學面對全體學生,因此教師選取問題勢必具有共性.教師找到學生的通病和典型錯誤,找準其思維的薄弱點,有針對性地引導學生辨析,找準錯因、錯源,探究正確思路,力爭糾正一例,預防一類,舉一反三,觸類旁通.對于個別學生的特殊錯誤,通過專門談話給予個別輔導.

(2)追求通性通法,兼顧特殊技巧.

試卷講評課應重視通性通法,加強數學知識的落實和數學思想方法的教學.通過通性通法,加深學生對知識、技能的理解和記憶,強化公式、法則的運用.注重通性通法的同時,不忘特殊情況下的(變形、設元等)技巧,讓學生心中有模式而不囿于模式.通過關聯,提高學生審題能力的同時有效規避學生處理問題的思維定式,初步實現“既見樹木又見森林”.

(3)貴在體驗過程,重在引導思考.

荷蘭數學教育家弗賴登塔爾說過:“數學學習是一種活動,這種活動與游泳、騎自行車一樣,不經過親身體驗,僅僅看書本、聽講解、觀察他人的演示是學不會的.”“學之道在于悟”,只有學生親身體驗過的,才能獲得屬于他們自身的經驗,才能實現遷移應用.蘇聯教育家巴班斯基認為:“教學效率不是決定于教師打算教給學生什么東西,而是決定于學生本身在課堂教學時間里掌握了什么東西.”[1]真正的教育應該是以學生的發展為本,這應該是最核心的教育理念[2].試卷講評不能因為時間緊,容量大就壓縮學生體驗、思考的空間,應盡可能發揮學生的主體作用.學生在試卷講評前獨立糾錯,相互(糾)查錯,課堂上學生匯報出錯的原因、反思矯正策略方法及新的收獲,教師相機而動,查缺補漏,引導學生構建知識網絡,完善認知結構.通過學生之間的思維展示、相互補充、不斷完善,使其思維的嚴密性、批判性、靈活性、深刻性和創造性得到大幅度的提升.

(4)適時適度拓展,歸納演練鞏固.

試卷講評往往安排在階段復習檢測之后,通過對新授課的反芻、章節的回顧、主線的梳理、試卷的診斷等,學生對知識、思想方法的理解不斷向縱深發展,教師幫學生解惑、釋疑、補缺的同時對相關內容進行拓展,對于出錯率高的問題要及時變換角度出題,通過一題多變、一題多解、多題一解等方式使學生澄清錯誤認識,消除思維障礙,透過現象看本質.

教師對試卷的講評具有針對性、層次性、新穎性、激勵性,最大限度地暴露自己的思維過程,發揮教師的示范作用.但教學是一門科學,也是一門永無止境的藝術.授課教師試圖通過一張“包羅萬象”的試卷來包治百病是不現實的,多個看似到位的微專題致使試卷講評的內容過多,占線過長(整張試卷評講用三個課時),壓迫式的課堂教學讓“多重點”淪為“無重點”,導致后進生消化不良.

“教學活動要能撥動學生的心弦,調動學生的情感,激發學生學習的積極性.不是我教你學,也不是我啟你發,而是教與學雙方在教學活動中做到融洽的交流.教師引著學生走,學生反推著教師走,教師得心應手,學生如沐春風,雙方都欲罷不能,其樂融融.”(劉國正語)通過優質高效的試卷講評,定能使學生學會自主學習、合作交流、養成良好的反思習慣、發展思維能力、樹立學好數學的信心,基礎(知識、經驗)自然獲得,能力天然形成.

參考文獻:

1.[蘇]巴班斯基.論教學過程最優化[M].吳文侃,等,譯.北京:教育科學出版社,2001.

2.史寧中.數學教育的未來發展[J].數學教學,2014 (1).

3.鄭良.探析命題特點明晰教學方向——2015年高考數學全國卷I試題評析及高三復習建議[J].中學數學教學參考(上),2015(12).

4.吳衛東.數學思維在“碰壁”中“自然成長”——一節高三復習課的啟示[J].中學數學(上),2015(11).

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