于彬 孫慶民
摘? 要:校本研修是促進青年教師專業(yè)成長的有效途徑之一. 文章介紹了一次以“題”為突破口,以“教師視角的解題、學(xué)生立場的說題、研究視角的命題”為切入點的比賽,為青年數(shù)學(xué)教師搭建了一次“解題、說題、命題”的校本研修之旅,并對教師的解題、說題、命題提出幾點建議,以供參考.
關(guān)鍵詞:專業(yè)成長;校本研修;青年教師
數(shù)學(xué)家波利亞在“怎樣解題表”中給出了數(shù)學(xué)解題的四個經(jīng)典步驟,并認為解題教學(xué)在數(shù)學(xué)教學(xué)中占有舉足輕重的地位. 可見,解題能力對于數(shù)學(xué)教師,特別是青年數(shù)學(xué)教師的重要性是不言而喻的. 然而,教師僅僅善于解題是不夠的,還要善于講題、說題,也就是具備站在學(xué)生立場的解題能力. 同時,教師不應(yīng)該成為試題的“搬運工”,而應(yīng)該嘗試成為命題者,站在命題者的視角去看待試題、研究試題.
基于此,筆者所在學(xué)校在前期組織的解題、說題比賽的基礎(chǔ)上,組織了一次“教師視角的解題、學(xué)生立場的說題、研究視角的命題”比賽,為青年數(shù)學(xué)教師搭建了一次全新的基于“解題、說題、命題”的校本研修之旅. 下面以2016年中考山東濟南卷第28題為藍本進行簡單介紹,不當(dāng)之處,敬請指正.
題目? 如圖1,拋物線[y=ax2+a+3x+3][a≠0]與[x]軸交于點[A4,0,] 與[y]軸交于點[B]. 在[x]軸上有一動點[Em,0 0<m<4,] 過點[E]作[x]軸的垂線交直線[AB]于點[N],交拋物線于點[P],過點[P]作[PM⊥AB]于點[M].
(1)求[a]的值和直線[AB]的函數(shù)表達式;
(2)設(shè)[△PMN]的周長為[C1],[△AEN]的周長為[C2],若[C1C2=65,] 求[m]的值;
(3)如圖2,在(2)的條件下,將線段[OE]繞點[O]逆時針旋轉(zhuǎn)到[OE′],旋轉(zhuǎn)角為[α 0°<α<90°,] 連接[E′A,E′B,] 求[E′A+][23E′B]的最小值.
一、教師視角的解題
東營市歷年中考壓軸題一般是以二次函數(shù)為背景,融合一元二次方程、全等、相似、周長、面積、最值等多方面知識進行命制的. 在此次解題比賽中,組織者選取2016年中考山東濟南卷第28題,原因主要有以下兩點:第一,命題風(fēng)格與東營市歷年中考命題基本一致;第二,由于是面向教師的解題比賽,因此所選試題難度要略大些.
1. 代表性解法呈現(xiàn)
比賽前,要求青年教師在有限時間內(nèi)解此題,呈現(xiàn)了如下代表性解法.
(1)由[y=ax2+a+3x+3=x+1ax+3,] 得[x=4]是方程[ax+3=0]的根,所以[4a+3=0.] 解得[a=][-34]. 求得直線AB的解析式為[y=-34x+3],過程略.
(2)根據(jù)已知條件,可以得[△PMN]∽[△AEN.] 因此可將周長比轉(zhuǎn)化為對應(yīng)邊的比,下面以[C1C2=65=PNAN]為例進行求解.
由題意,可以設(shè)點[N]的坐標為[Nm,-34m+3],點[P]的坐標為[Pm,-34m2+94m+3.]
所以[PN=][-34m2+3m.]
在[Rt△AEN]中,因為[cos∠EAN=AEAN=4-mAN=45],
所以[AN=54-m4].
由[C1C2=65=PNAN],
得[-34m2+3m54-m4=65] ①.
解得[m=2].
限于時間和青年教師的解題水平等原因,很多教師都沒有完成第(3)小題.
2. 指導(dǎo)教師點評
上述解法是多數(shù)青年教師采用的解法,可以看出大家所選方法都比較簡潔、簡單,這種方法體現(xiàn)的是一線教師較強的解題水平. 但是,下面幾個問題需要引起重視.
對于第(1)小題,很多教師選用因式分解的方法進行處理,這應(yīng)該是和教師所掌握的知識面有關(guān)系. 但是,為什么大家摒棄了直接帶入求解這一自然的方法呢?
對于第(2)小題,為什么在直角三角形中使用余弦值求[AN],而沒有采用正弦值或其他方法?顯然,這種方法計算量小,但是這種小計算量背后卻蘊涵了較大的思維. 學(xué)生的水平能否達到這個要求?后續(xù)教學(xué)需要注意什么?
對于上述①式,學(xué)生能否算出正確結(jié)果?對于沒來得及完成的第(3)小題,對你有什么啟發(fā)?如何提高計算能力和解題水平?
通過上面的點評,可以看出青年教師在解題方面的能力需要進一步提高(主要體現(xiàn)在第(3)小題). 此外,在解題教學(xué)方面的能力有待加強,需要更多地站在學(xué)生的立場思考問題,將自己的解題思路轉(zhuǎn)化為學(xué)生的解題思路,這才是解題教學(xué)的關(guān)鍵.
二、學(xué)生立場的說題
比賽時,為了更好地挖掘上述試題的價值,要求青年教師結(jié)合試題從來源、背景、解法、變式、反思五個方面進行詳細闡釋. 下面呈現(xiàn)部分解法及分析.
1. 青年教師給出的解法和分析
對于第(1)小題,青年教師在給出前文所述方法的基礎(chǔ)上,也提供了如下解法.
將點[A4,0]代入[y=ax2+a+3x+3,] 得[20a+][15=0.] 解得[a=-34.] 利用待定系數(shù)法,可求得直線[AB]的解析式為[y=-34x+3].
對于第(2)小題,青年教師在給出前文所述方法的基礎(chǔ)上,關(guān)于[AN]長利用了如下兩種不同的解法.
(勾股定理法)由點[A]的坐標為[A4,0],點[N]的坐標為[Nm,-34m+3,] 在[Rt△AEN]中,根據(jù)勾股定理,得[AN=4-m2+-34m+32].
(銳角三角函數(shù)法)在[Rt△AEN]中,[sin∠EAN=NEAN=][-34m+3AN=35]. 解得[AN=][5-34m+33=-54m-4].
下面給出青年教師對第(2)小題的分析.
關(guān)于[AN]長的三種求法中,勾股定理法應(yīng)該是學(xué)生比較容易想到的,因為遇到直角三角形,想到勾股定理是比較自然的想法. 利用銳角三角函數(shù)求邊長的方法計算比較容易,但是限于學(xué)生的知識掌握情況,應(yīng)該不容易想到. 在教學(xué)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生串聯(lián)知識,架起勾股定理和銳角三角函數(shù)之間的橋梁,從而幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò).
對于相似比的三種轉(zhuǎn)化,上述分析是按照[C1C2=65=][PNAN]進行證明的,實際教學(xué)中可能還會出現(xiàn)[C1C2=65=][MNEN]或[C1C2=65=PMAE]兩種情況,但這對解決此題影響不大.
2. 指導(dǎo)教師點評
(1)關(guān)注運算量和思維量,提升數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).
各位青年教師分析到位、切中要害,但是對學(xué)生數(shù)學(xué)運算能力的認識還有待提高. 在實際教學(xué)中,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生體會不同方法之間的運算量和運算技巧. 顯然,溝通兩者的是學(xué)生的思維量,一般來說思維含量大了,運算量可能就小了. 例如,對于第(2)小題給出的關(guān)于線段AN的三種解法,教師在教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生講清楚三種方法得到的最終結(jié)果是一致的. 也就是說,勾股定理法中的[AN=4-m2+-34m+32=][4-m2+916m-42=][54-m4.] 往往簡單計算需要更多的思維量,正所謂“多思少算”.
此外,對于代入PN和AN以后得到的式子[-34m2+3m54-m4=65],教師在教學(xué)中也應(yīng)該呈現(xiàn)給學(xué)生其求解過程,讓學(xué)生體會“直接算”和“約分算”的不同效益,這體現(xiàn)的仍然是運算量和思維量的之間關(guān)系. 例如,[-34m2+3m54-m4=3m44-m54-m4=65]. 因為[0<m<4],所以[3m=6]. 解得[m=2].
(2)關(guān)注解題教學(xué)和解題育人,培育理性思維.
《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中指出,理性思維具體表現(xiàn)為崇尚真知,能理解和掌握基本的科學(xué)原理和方法;尊重事實和證據(jù),有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度;邏輯清晰,能運用科學(xué)的思維方式認識事物、解決問題、指導(dǎo)行為等. 在數(shù)學(xué)學(xué)科中,具體表現(xiàn)為理性求真、嚴謹求實、反思求變. 可以看出,上述“多思少算”的過程,特別是讓學(xué)生在比較不同方法并選擇方法的過程中,可以很好地培育學(xué)生的理性思維.
三、研究視角的命題
通過前述解題和說題,特別是指導(dǎo)教師的點評,為青年教師的解題、解題教學(xué),甚至解題育人等方面指明了前進的方向,在此基礎(chǔ)上,青年教師在指導(dǎo)教師的幫助下,開啟了研究視角的命題.
1. 青年教師主要想法呈現(xiàn)
對于第(3)小題,有個別青年教師給出了如下兩種解法,分別呈現(xiàn)如下.
方法1(代數(shù)法):設(shè)點[E′]的坐標為[E′x,y,] 則[x2+y2=4][x>0,y>0].
設(shè)[y]軸上有一點[C0,n,] 使在OE的旋轉(zhuǎn)過程中,總有[E′C=23E′B],即[x2+y-n2=23x2+y-32.]
化簡,得[5x2+5y2+24y-18ny+9n2-36=0.]
又因為[x2+y2=4],
所以[5×4+24y-18ny+9n2-36=0,]
即[3n-43n+4-6y=0.]
因為[n]為定值,所以[3n-4=0.]
解得[n=43.]
所以點[C]的坐標為[C0, 43.]
從而[E′A+23E′B]的最小值[AC=42+432=4310].
方法2(幾何法):設(shè)[y]軸上有一點[C0,n,] 使得在OE的旋轉(zhuǎn)過程中,總有[△OE′C∽△OBE′,]
所以[OE′OB=OCOE′=E′CBE′=23.]
所以[E′C=23BE′],[OC=43].
所以[E′A+23E′B]的最小值 [AC=42+432=4310].
在此基礎(chǔ)上,有青年教師指出第(3)小題超出了初中生的認知范圍,建議將“求[E′A+][23E′B]的最小值”改為“直接給出[E′A+][23E′B]的最小值,不用寫出計算過程”. 這個建議有一定的道理,但沒有從本質(zhì)上降低此題的難度.
對于第(2)小題,有青年教師建議給出如下四個命題方向:(1)PN的最大值是多少?(2)[△PAB]面積的最大值是多少?(3)PM的最大值是多少?(4)[△PMN]周長的最大值是多少?
2. 指導(dǎo)教師點評
關(guān)于第(3)小題的解法,指導(dǎo)教師先對青年教師給出的代數(shù)角度的解題思路給出肯定,同時指出很多數(shù)學(xué)題都存在代數(shù)和幾何兩種處理方式,這符合題目呈現(xiàn)出來的特點——代數(shù)法“易想難算”,幾何法“難想易算”.
此外,第(3)小題對于青年教師來說難度偏大,部分教師在解題比賽中苦思冥想沒有明晰思路,很難有效突破“求[E′A+23E′B]的最小值”中“如何轉(zhuǎn)化[23E′B]”這一瓶頸,只挖掘出圓的方程[x2+y2=4]和幾何法(阿氏圓),最終也未能成功求解. 如果從二次函數(shù)的軸對稱性出發(fā),以“將軍飲馬”問題為原型重新命制此題,可能會更好地突出對初中階段數(shù)學(xué)學(xué)科核心知識的考查.
另外,指導(dǎo)教師認為青年教師提出的關(guān)于第(2)小題的四個命題方向非常好. 一是以二次函數(shù)為載體,將線段長度、周長和面積融合在一起,體現(xiàn)了中考試題的層次性和綜合性;二是在實際教學(xué)中可以設(shè)計成四個遞進的追問,將學(xué)生的思維引向深處,進而培育學(xué)生的理性思維.
四、幾點建議
1. 關(guān)于解題
教師應(yīng)該多站在學(xué)生的立場去思考解題思路,在思路融會貫通以后,思考哪種方法是學(xué)生最容易想到的,哪種方法對學(xué)生來說是最簡單的. 如果教師能在正式講題之前多了解幾名學(xué)生答題的心路歷程,那就更好了,特別是出錯學(xué)生的想法尤其值得關(guān)注. 這樣,教師才能夠真正了解學(xué)生,在解題教學(xué)中才會心中有數(shù).
2. 關(guān)于說題
說題是比較常見的一種教研方式,可以綜合考察青年教師的教學(xué)基本功. 說題應(yīng)該更加關(guān)注題目的“源”與“流”,側(cè)重分析問題的一題多解、多解歸一,一題多變、多變歸一,弄清楚題目的來龍去脈,不但要知其然,還要知其所以然. 唯有如此,才能真正提升解題及解題教學(xué)的能力.
3. 關(guān)于命題
命題可以看成是一種更深層次的解題行為,是與課程標準、與教材、與自己深度交流和對話的過程. 其中,命制原創(chuàng)題非常難,但是可以嘗試從教材中的例題和習(xí)題出發(fā),精挑細選、精雕細琢. 此外,還可以從歷年的優(yōu)質(zhì)中考試題出發(fā),通過變式和改編等方式,讓“舊題換新顏”.
五、結(jié)束語
針對青年數(shù)學(xué)教師的專業(yè)成長的實踐還需深入探究,歡迎更多的一線教師和教研部門積極參與進來,在備課、說課、磨課、閱讀、教研、寫作等方面,探索出更多有效、有針對性的措施,做青年數(shù)學(xué)教師專業(yè)成長的引路人,助力青年數(shù)學(xué)教師的專業(yè)成長.
參考文獻:
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