运用“问题”充分发挥作用:从参考到创新_双曲线论文

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2012年6月,笔者受托为台州市命制一份八年级质量检测试题,考查形式是抽测,以了解不同县市不同学校的教与学情况,以便把脉诊断,指导教学.能否实现检测的预期目标,命题质量是关键.每份试题的最后一题又是试卷命制的核心,现把最后一题的命制过程整理出来与大家切磋交流,以期共探得失,共同提高.

一、命题构想

根据市质量监测部门命题要求,考查重点是人教版八年级下册,兼顾七年级和八年级上册,特别要考查学生的数学学习能力和数学思维能力,难度系数要求整卷控制在0.75~0.8.根据命题要求,将最后一题命题方向确定为以下两个方面:一是要有一定的综合度,力求涉及“数与式”、“空间与图形”两大领域,以考查学生知识深广度和融会贯通的能力;二是要围绕数学核心知识,体现重要数学思想方法,以考查学生数学素养和运用数学的能力.基于以上要求制订试题命制双向细目表,考查方向为八年级下册的核心知识“反比例函数”和“四边形”,考虑到图形变换知识能很好地考查学生的空间想象能力,考题中将适当结合图形变换知识.

二、命制历程

1.遴选素材

确立好选题方向后,题材的选取历经“海选”、“优选”,翻阅积累的典型题,查阅数学杂志和网站试题等,最终选出以下两题:

(1)求k的值;

分析:题1图形在双曲线问题中经常呈现,图形简洁、美观,面积问题常成为双曲线和矩形结合点,容易生发新题,题1虽是一道填空题,但意蕴丰富,涉及坐标、面积、反比例函数、矩形知识,需要思维的灵活转换.题2涉及图形变换知识,两题图形结构相似,都有特殊四边形和双曲线,为新题的创生提供衔接和组合的可能.

2.组合衍生

寻求两图形的结合点,只要矩形的长是宽的2倍即可.

(1)求点D的坐标,并判断点D在AB上的位置;

(2)如图3,连接OE,将四边形OABE沿OE翻折,得到四边形OMNE,记双曲线与MN的交点为F,连接DF,判断DF与直线OE的位置关系,并说明理由;

(3)在点D右侧的双曲线上任取一点P,过点P作关于直线OE的对称点P′,试判断点P′是否也在双曲线上.(直接写出结论,不用证明.)

思考:解决第(1)问仅用到坐标知识和待定系数法;第(2)、(3)两问与第(1)问脱节,拼凑痕迹明显;第(2)问表述冗长,缺乏试题呈现的简洁美,且问法不“赏心悦目”;命题时认为先求直线DF才能判断两直线位置关系,但观察图形发现,OE不但是四边形OABE与四边形OMNE的对称轴,还是双曲线的对称轴,第(2)、(3)两问用轴对称知识很容易解决,缺少梯度,难度不够.问题偏离了核心知识考查方向,作为整卷最后一题,考查内容太单薄,思想方法太单一.

3.改变条件和设问

追根溯源,上述诸多问题的产生是因为对矩形边长的赋值束缚了手脚,缩小了思维空间.反思图1,它提出了如下事实:矩形边长和双曲线k无论如何变化,只要双曲线过BC中点,则必定过AB中点.

于是想到改变条件和设问,得到方案2.

(1)证明:D是AB的中点;

(2)如下页图4,连接OE,记∠AOE=α,将四边形OABE沿OE翻折,得到四边形OMNE.

①当α=30°时,试判断OM边的中点F是否在双曲线上,并说明理由;

②当α=45°时,求双曲线与四边形OMNE交点坐标(用含a、b的式子表示),并表示出此时a、b之间的数量关系.

思考:增加特殊角度跳出了单一的考查轴对称知识范畴,内涵丰富了,提升了思维层次.第(2)问的①能在第(1)问基础上继续研究中点问题,但有两个问题需要解决:第一,难度陡增,缺少铺垫;第二,涉及点F的定位问题,若在图中标出点F,则会给问题作提示,有“不言自明”的嫌疑;若不标出,又产生图文不对应.第(2)问的②中求“交点坐标”以及表示“a、b的数量关系”显得“多此一举”,因为解决①就必须求出点F坐标并寻求a与b的数量关系才能判断点F是否在双曲线上,题目结构出现了“迂回”.因而第(1)、(2)两问需要减缓坡度,增加铺垫,降低难度,第(2)问中的①、②需要增加梯度,增设层次.

方案3:题干和第(1)问不变.

(2)如图5,连接OE,记∠AOE=α.当α=30°时,求a、b之间的数量关系;

(3)将四边形OABE沿OE翻折,得到四边形OMNE.当α=45°时,求双曲线与四边形OMNE除点E外的另一个交点的坐标(用含b的式子表示).

思考:第(2)问为第(3)问增加了铺垫,联系紧密了,解决第(3)问必须明确D是AB的中点,与第(1)问有了呼应.但最大的麻烦是画图,第(2)问没有涉及翻折,无须画出翻折后的四边形,但不画又缺少一般位置关系下的图形;第(3)问肯定要画出这个四边形,如图3,由于45°角的特殊性,整个图形关于OE成轴对称,F为MN的中点,问题解决就变得轻而易举,使(2)、(3)两问缺少递进难度.

方案4:题干和第(1)问仍不变.

(2)如图5,连接OE,记∠AOE=α.

①当α=45°时,求a、b之间的数量关系;

②当α=30°时,如图6,将四边形OABE沿OE翻折,得四边形OMNE,求双曲线与四边形OMNE除点E外的另一个交点的坐标(用含b的式子表示).

思考:修改至此,新的问题又出来了,中点在后续问题中没有使用.考虑到八年级学生的认知特点,对纯字母的操作不是特别熟练和习惯,为减少人为障碍,避免学生在非实质的枝节上失分,影响试题信度,从命题人性化和中点后续使用角度考虑,对k赋值.

三、命题反思

命题需要权衡利弊,选择兼顾;命题需要借“题”发挥,寻找模型,借鉴创新.整个命题过程既有思维灵光的闪耀,又有创造的乐趣.

1.积累典型题,创新模型,提升命题技术

要命制一道寓意深远、数据精巧、结构良好、层次鲜明,逻辑严密、综合度高、区分度好的试题,这不仅需要教师自身有较强的解题能力,而且需要融会贯通、纵横拓展的命题策略和取材新颖、设问合理的命题技能.做有心人,平时注意积累典型习题,关注常见模型,善于发掘、归纳新模型,多进行变式,多研究试题结构,多看题、找题感.当然,有必要进行命题技术知识培训,以提高命题人员的理论和实践水平,尤其是教育测量理论在命题实践中的应用,从而减轻和避免凭感觉、经验而给试题效度、信度、区分度带来的负面影响和干扰,使命题从经验型走向科学型.

2.熟悉教材,重组知识,把握命题方向

对基本知识和核心知识的考查是每一次命题必须牢牢把握的方向,只有在熟悉教材的基础上,才能领悟教材的核心知识经常与哪些知识结合,经常用到哪些思想方法,经常出现哪些题型,等等.所以命题者对教材的把握、重组能力,对知识的驾驭、选择能力,对思想方法的渗透、整合能力是命题成功的基础.任何试题都承载着评价、反馈、诊断的诸多功能,更需要营造良好的教学导向,质量检测试题更要关注这些功能,立足教材,跳出“题海”.关注基础和核心知识,才是学生能力提升和持续发展之本,也是教育的长久之计.

3.以生为本,合理预知,走向命题成功

一道试题编制成功与否,效度是否理想,最终的检验是学生的解答.要命制一道由易到难,步步挑战学生能力,且让学生在解题中感受到思维的灵动与跳跃的好题,命题者需要了解学生的认知特点、知识储备情况及对学生答题情况的合理预知.特别在用《几何画板》等软件进行命题探索、构题的今天,命题者更要摆正心态,不可“玩技术”,作为一种命题手段,技术只能用来辅助命题,命题者必须充分考虑学生探索成功的可能性,切不可因技术而超越学生的认知水平,如果大部分学生看题后有思维的路径可循,在对考题的解答中能产生“数学还是有趣的、充满挑战的,我还是可以学好数学的”的美好情感,这将是命题者最功德无量的举动,也是命题真正成功的考量.在试题成形后,还需要进行后期精细加工,关注细节,注意题目结构的严谨科学、题目数据的易写易算、题目表述的规范简洁等,尽可能使命题人性化,避免不当失分,以提高试题信度.

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