☉江蘇省張家港市塘橋初級中學 周艷娟
關于試題人文價值的另類思考
——從2014年北京中考卷第25題說起
☉江蘇省張家港市塘橋初級中學 周艷娟
近讀《中學數學》,耿華東老師在文1(創作本文期間,注意到文1已被人大復印報刊資料全文轉載)中從數形結合的角度給出2014年北京中考試題的思路破解、簡潔解答、反思回顧、教學建議,讀來十分享受,也深有共鳴.深入思考、回味之余,也為北京卷這道壓軸題背后的人文價值而感嘆,本文不揣淺陋,由該題說起,思考試題命制過程中的人文價值話題,希望引起命題研究者的興趣,跟進研討.
例1(2014年北京市,第25題,8分)對某一個函數給出如下定義:若存在實數M>0,對于任意的函數值y,都滿足-M≤y≤M,則稱這個函數是有界函數,在所有滿足條件的M中,其最小值稱為這個函數的邊界值.例如,圖1中的函數是有界函數,其邊界為1.

圖1
(2)若函數y=-x+1(a≤x≤b,b>a)的邊界值是2,且這個函數的最大值也是2,求b的取值范圍.

賞析:這道考題在教材上沒有原型,是一道原創的新定義類考題,但是求解時只涉及初中核心概念,是一道品質很高的壓軸題.這里從該題的人文價值角度做出相關賞析,比如“有界函數”中涉及的“有界”,就是一種很有意義的人文取向,大到人類的活動空間,小到在學?;虬嗉壷械纳?,都是“有界”的生活;該題的三問都涉及“取值范圍”,一方面提醒在函數教學中要重視取值范圍的學習,另一方面這個取值范圍跟上面的“有界”做到了很好的呼應;還有,就是文1的作者在教學建議中提及的引導“探索未知領域”的價值取向.
上面結合北京卷壓軸題從“有界”、范圍、“探索未知領域”等角度進行了人文價值的賞析,以下再就相關話題展開進一步的思考.
1.追求試題人文價值就是踐行學科育人
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》指出要關注學生核心素養的發展,而且應該貫穿人的一生,堅持不懈地加以培養.試題人文價值就是踐行學科育人,引導學生在練習、解題之后仍然有思考的空間.比如北京卷這道考題關于“有界”的人文思考,人生天地間,處事做人都需要思考底線意識,需要懂規則、守規則、有操守,同時又不能教條、呆板,而需要靈活、機智,追求有規則下的自由.這些都可以成為解題教學時向學生滲透和啟發思考的人文話題.
2.試題的人文價值可以與評分標準無關
關注試題的人文價值有一個繞不開的話題就是:是否與評分有關?筆者的初步認識是:不必與評分有關,像北京卷壓軸題這樣,評分、區分功能照樣實現,人文價值需要“有識之士”深入解讀,遇到“知音”才能解讀出來.要注意的是:不少考試題中,有些統計類試題或情境應用問題,為了加強所謂的人文價值,而在題目呈現時加入所謂的人文話題,比如迎合時政類的話題、追求時事的話題,將這類背景嵌入試題之中,造成無關信息過多,題目中文字過多,與數學解題毫無關聯,這種人文價值的命題取向不要也罷,是值得商榷的.想起上個世紀“非常時期”小學數學課本上為了給三角形的穩定性增加所謂的人文教育價值,舉出南京長江大橋何以屹立不倒,用黑體字給出兩個理由:其一,偉大的領袖思想使然;第二,三角形具有穩定性.當然,這樣的教材內容如今已難覓影子,但是這種命題和設計的取向還是值得命題人常常警醒的.
3.人文價值的闡釋也是開展“數學欣賞”
近年來,華東師大張奠宙教授大力倡導開展數學欣賞,積極撰文推介,并在相關期刊上設有數學欣賞專欄.然而就筆者所見,數學欣賞走入日常課堂教學之路仍然漫長,跟進的案例研究和反思闡釋相關的文章也不多見;數學欣賞融入試題編制也較少見,體現人文價值、詩意呈現的優秀試題也較少見.這一方面與當前命題取向的趨同、高危害考試的命題方式有較大關系,另一方面與在命題上投入人文價值研究精力也有關系.這方面的相關建議是:在“三個理解”(章建躍語)上努力精進,特別是理解數學,因為一個數學教師的數學觀、對數學的理解往往決定了數學教育教學的取向,影響著命題的立意與取向;認真研讀數學文化、數學史話的文獻,也有助于加強對數學的理解,比如微積分的精髓跟古代中國提出的“一尺之錐,日取其半,萬世不竭”,自然數的性質與中國道家提出的“道生一,一生二,二生三,三生萬生”也有異曲同工之趣.
坐而論道,不如起而行之.以下圍繞人文價值這種命題立意,給出筆者開發的兩道原創練習,供大家研討.
例2一架直升機從高度為460米的位置開始訓練,按要求以20米/秒的速度勻速上升,以12米/秒的速度勻速下降.
(1)如果先上升60秒,再下降120秒,求此時直升機所在高度是多少.
(2)設訓練期間,直升機高度降至100米或以下時、升高至4000米及以上時,都會觸發安全警報.
①若直升機先下降,觸發警報后立即上升,回到初始高度,一共要多長時間?
②若直升機先上升,觸發警報后立即下降.在此過程中,第幾秒時,直升機的高度位于1000米?
命題解讀:除了訓練理解題意、有理數運算的技能之外,我們定義了安全警報的上、下距離,也是考慮了生活實際,如100米以下,如今地面高層建筑較多,要注意安全;上限4000米也是查閱了通常直升機飛行的上限在5000米以下(特殊功能的除外).數學可以思考的充分自由,但是也需要有生活常識的儲備,而不能離開現實生活胡思亂想.
例3一個皮球從16m高的地方下落,第一次落地后反彈起8m,以后每次著地后皮球都能反彈到原來高度的一半,再落下.
(1)寫出反彈高度h與落地次數n的對應關系的函數解析式;
(2)皮球第3次落地后反彈高度為多少米?
(4)“理想”情況下,當落地次數n無窮大時,反彈高度會怎樣變化?
命題解讀:容易想起《莊子·天下篇》說“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”的極限意境.在班上練習時不少學生已經發現的極限是1了,還有些學生用“永遠”之類的詞來看待極限問題,這說明初中生也能理解并且懂得這種被束之高閣的高等數學思想.
1.耿華東.數形互助來破題,探索發現是導向——2014年北京卷壓軸題解析與思考[J].中學數學(下),2014(8).
2.【德】菲利克斯·克萊因,著.高觀點下的初等數學(第一卷)[M].舒湘芹,陳義章,楊欽樑,譯.齊民友,審.上海:復旦大學出版社,2008.
3.章建躍.中學數學課改的十個論題[J].中學數學教學參考(上),2010(3-5).
4.劉東升.經歷問題生成,深刻理解教材——人教八上“每日一題”的命題實踐與思考[J].中學數學(下),2014(4).WG