☉上海市建平中學 李 堅
我國中學數(shù)學課程改革在數(shù)學習題方面改革的方向是:“…突出通性通法,削弱特殊性質與運算技巧.如大量按類型分類的人為應用題,用因式分解等特殊技巧解方程、化減代數(shù)式等繁瑣的運算,嚴密地論證十分復雜的幾何問題,復雜的三角恒等式證明,和、差、倍、半角公式的數(shù)值應用,用紙筆解某些特殊的超越方程等等”.
與教材配套編寫的練習及習題其目標有三個方面:
1.再現(xiàn)教材中的公式、定理,以訓練學生鞏固在教材中所學的知識點的記憶.
2.對學生進行知識點的變式訓練,以加深學生對知識點的理解,掌握知識點的基本應用和數(shù)學基本方法.
3.對學生所學知識點進行必要的綜合,隱含較強的運算技巧,體現(xiàn)一定的數(shù)學方法和思想,以訓練學生達到熟練掌握知識點,提高數(shù)學能力和一般能力.
編制比較好的練習題可以很好地達到上面三個目標,但編制不好的題目不僅起不到上面的作用,而且會對學生的數(shù)學學習產生干擾,帶來負面作用.特別是在當前我國社會發(fā)展日新月異、基礎教育的內容一改再改的情況下,數(shù)學教育的目標與手段均與以前有很大不同.以前的許多所謂的好題已經“老邁”.在這里僅以高一數(shù)學第二冊第六章三角比為例(華東師范大學版).
當前中學數(shù)學教材與各級測試中所用習題有以下三個問題值得關注.
這種解題思路體現(xiàn)了“轉化與化歸”的一般數(shù)學思想,但在解題時首先需要考慮)的符號問題,即判斷角是銳角.其次需要記憶并運用兩個公式:sin2x+cos2x=1,cos(arccosx)=x,x∈[-1,1],由于公式較多,造成學生解題時思維鏈過長,因而容易產生解題障礙.目前我國高中數(shù)學教材中三角比公式的記憶要求已經大大降低,但同角基本關系式,誘導公式,和、差、倍、半角公式卻還被要求記憶,難道不記住這些公式,這樣的問題就不能解決了么?
這種解法利用了三角比定義,比前一解法所用數(shù)學知識更一般,既擺脫了煩瑣的公式記憶與應用,又有利于學生理解“是一個銳角”的數(shù)學本質,有利于學生理解反余弦三角比的概念.
圖1
許多材料中會把前一種方法叫“代數(shù)法”,后一種方法叫“幾何法”或“數(shù)形結合”,而且中國傳統(tǒng)數(shù)學解題方法很強調“數(shù)形結合”,但更多的是把它作為一種解題技巧和方法,是以解決數(shù)學題目或更簡潔地解決數(shù)學題目為目的,但在中學數(shù)學教學過程中,學生解題活動的目的不是為了掌握解題技巧和解題方法,而是為了掌握數(shù)學概念,形成數(shù)學思想,這是以解決問題為目的的數(shù)學家的解題活動與學生的解題活動最本質的區(qū)別.所以教師在教學過程中向學生展示哪一種解題方法的依據(jù)不是哪一種方法簡單,而是哪一種方法更有利于學生理解最基本的數(shù)學概念,獲得最基本的數(shù)學思想.
例2 求sin75°的值.
數(shù)學是一門準確而嚴密的學科,它要求語言要精確表達,不能造成歧義,此題是為訓練學生掌握公式sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ而設計的,但我們看到題目中并沒有明確要求利用公式sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ求,所以,若學生利用計算器求sin75°也沒有錯(例題1中也存在這樣的問題),但這顯然背離了命題者的意圖,而這種背離是命題者的錯誤,不是解題者的錯誤.在沒有計算器以前,學生只能用公式,這樣敘述還沒有什么問題,但有了計算器以后,許多本來只能用公式解決的問題可以改用工具(計算器等)解決,這種敘述就出現(xiàn)問題了.因此,此題更標準的敘述應該是:“利用公式sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ求下列各三角比”或“求下列三角比的精確值”(若學習完二倍角公式后還可以用二倍角公式解決).
例3 在△ABC中,已知內角A、B、C的對邊分別為a、b、c,c4-2(a2+b2)c2+a4+a2b2+b4=0.求內角C的大小.
此題是為了訓練學生掌握余弦定理的應用而設計的,但在用余弦定理以前,需要學生把式子變形成[c2-(a2+b2)]2=a2b2,顯然這么復雜的因式分解不是多數(shù)學生能夠輕松完成的,此題由于因式分解這一難點,造成出題目標與實際解題效果的背離,并對學生產生誤導,因為這么復雜的因式分解沒有必要讓學生掌握,從而浪費學生大量時間.我們要提高題目的難度,不是增加運算的難度,而是應當增加開放題、探索題、體現(xiàn)時代特點的應用題,加大題目中對基本數(shù)學概念與數(shù)學思想的考查,加大對基本數(shù)學能力和一般能力的考查.
周雷鳴和胡意香的調查顯示,浙江奉化一年級(7歲)學生在15分鐘內完成90道100以內的加減法運算,較差的學校平均用時9分52秒,平均成績87.4,通過率96%.張奠宙老師以為“我們可能對在校學生的計算速度過分苛求了,但對于速度的要求仍是中國數(shù)學教學的目標之一.”這種對解題速度的苛求,擠占了學生動手、動口、動腦及提出和解決實際問題的時間,使數(shù)學教學改革的新理念無法真正貫徹到教學實踐之中,大多數(shù)數(shù)學課堂教學仍然“舊瓶裝新酒”.
傳統(tǒng)高中數(shù)學教學強調的三種基本能力“計算能力、邏輯推理能力、空間想象能力”在新課程改革背景下被“數(shù)學抽象能力、數(shù)學符號變換的能力、數(shù)學應用能力”所代替.這種替代是社會進步的必然,在上世紀五六十年代,我國沒有計算機,科學研究所需要的大量數(shù)學運算需要人工完成,培養(yǎng)計算能力是那一時代的需要,到了計算機普及的21世紀,我們再培養(yǎng)速算人才,除了娛樂的需要不再有很大的實際意義.
課程內容要從整體上體現(xiàn)改革的理念和精神,而不僅僅表現(xiàn)在教材中數(shù)學知識的編排上,與教材中數(shù)學知識相配套的數(shù)學習題是教材的重要組成部分,也應當與新的課程概念理念與精神相一致,畢竟,學生是通過做數(shù)學習題來掌握數(shù)學知識的.
1.顧泠沅等.尋找中間地帶——國際教育改革的大趨勢[M].上海:上海教育出版社,2004.
2.華東師范大學出版社.高一第二學期數(shù)學,第57頁.
3.數(shù)學(練習部分)高中一年級第二學期.華東師范大學出版社,2000,第21頁(15).
4.張奠宙,戴再平.中學數(shù)學教學中的“雙基”和開放題問題解決[J].數(shù)學教育學報,2005,11(4):1—8.