新课程“解决问题”型试题的问题设置
江苏省南京市教学研究室(210018)李晓明
新课程实施以来,如何改进考试的评价方式和功能,体现新的评价要求,成为每个教学研究人员需要解决的问题.为此,我们在学习新“课标”中关于“知识与技能,数学思考,解决问题,情感与态度”要求的基础上,通过研讨和思考,改进试卷中主观性试题的呈现方式和评价功能,用解决问题这样的栏目,既体现“课标”中解决问题的学习要求,又反映综合题的考查目标.本文,笔者结合试题设计,谈谈解决问题型试题的问题设置和考评意图.
一、利用教材和“课标”中的素材进行问题设置
教材是学生学习的对象,“课标”是学生学习的标准和老师教学的要求;教材和“课标”中的很多素材既是学生熟悉的教学内容,又是检验教学质量的重要标准.以这些素材为原型进行问题设置,不仅贴近教学实际,反映基本问题的问题解决,而且使考试与评价改革具有可操作的特点,符合解决问题目标中提出的基本策略和多样化的学习要求.
例如,南京市xxxx年期未七年级(上)数学调研试卷第七题解决问题第30题:
30.在如图所示的xxxx年1月份日历中,用一个长方形的方框圈出任意33个数.
星期日
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
5
12
19
26
6
13
20
27
7
14
21
28
1
8
15
22
29
2
9
16
23
30
3
10
17
24
31
4
11
18
25
(2)在这个月的日历中,用方框能否圈出“总和为162”的9个数?如果能,请求出这9个日期分别是几号;如果不能,请推测下个月的日历中,能否用方框圈出,并推测圈出的9个数中最后一天是星期几.
设计意图:通过学生熟悉的日历中的数学问题,用期末考试的xxxx年1月份作为背景设计问题,考查学生对日历中的数学知识和基本规律的掌握情况;在解决日历中存在性问题的过程中,考查解决问题的策略和结合实际问题的推理能力,达到解决问题的目的.
考评要点
(1)根据日历中问题的基本规律,迁移解决问题.
解法1由;故这9个数的和为135;
根据这9个数中的中间数为135÷9=15,所以这9个数中,最后一天为23号.
解法2设中间数为x,则
由得解得
∴.
因此这9个数的和为135;在这9个日期中,最后一天是23号.
(2)根据问题需要,建立方程模型,结合日历推理,解决实际问题.
设中间一数为x,由题意知,,解得;
观察xxxx年1月份的日历可知,18号在本月日历中位于最后一列,不符合方框圈出任意33个数的基本规律,所以不能圈出.
通过xxxx年1月份的日历可知,xxxx年2月份的第一天为星期六,按照日
历的编排规律可推出xxxx年2月份的日历如下:
星期日
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
2
9
16
23
3
10
17
24
4
11
18
25
5
12
19
26
6
13
20
27
7
14
21
28
1
8
15
22
由上面2月份的日历可知,18日位于第三列,符合题目的要求.故在xxxx年2月份的日历中可以用方框圈出,圈出的9个数中,最后一天是星期三.选用日历中问题作为“解决问题”型试题,是想通过课本知识、方法的学习和现实生活中的具体应用,给学生提供基本问题研究和迁移的平台,让学生结合新的问题情境,学会把实际问题转化为基本的数学问题.此题借助课本、“课标”上的基本素材,进行了适当的延伸和拓展,设计时给出了“不确定”的问题背景,增加了问题的探索和解决价值,使试题源于教材和“课标”,又符合解决问题的需要.
二、把握解决问题的数学本质进行问题设置
新的课程标准中对解决问题提出了“初步学会从数学的角度提出问题、理解问题,并能综合运用所学的知识和技能解决问题,发展应用意识”的根本要求;因此,解决问题的问题设置应关注“用数学”的意识,便于让学生从数学角度看待问题.以及用双基解决这些问题.由于解决问题定位于综合题,因而,解决问题型试题的问题设置顾及了实际问题的解决需要,渗透重要的数学思想方法,全面考查学生的知识、技能、方法和思维.
例如,南京市xxxx年期末七年级(上)数学调研试卷第七题解决问题第31题.
31.秋季运动会前甲、乙两班学生到红星超市去购买某种品牌的矿泉水,红星超市对该品牌矿泉水的销售方法如下:“购买不超过30瓶,按零售价销售,每瓶3元;购买30瓶但不超过50瓶,按批发价销售,售价是零售价的八折;购买超过50瓶,按批发价销售,售价是零售价的六折.”甲班分两天两次共购买矿泉水70瓶(第二天多于第一天),共付出183元,而乙班则一次购买矿泉水70瓶.
(1)乙班比甲班少付出多少元?
(2)甲班第一天、第二天分别购买矿泉水多少瓶?
设计意图:通过学生熟悉的生活中的购物问题,考查学生提出问题、理解问题的能力,以及建立数学模型
解决问题的基本方法;利用购物问题中的多种关系,考查学生用数学的意识,按分类思想进行分类讨论的策略,以及合理辨析解决实际问题的能力.
考评要点
(1)通过数据比较,回答问题.183-7030.6=183-126=57(元)
(2)在理解问题的基础上,利用代数方法,分别建立方程模型,进而解决实际购物问题.
设甲班第一天买x瓶,则第二天买(70-x)瓶.分三种情况考虑:
当第一天购买不足20瓶时,则.解得:(不合题意)
当第一天购买在20瓶和30瓶之间时,则.解得:(符合题意)
当第一天购买超过30瓶时(不超过35瓶),二天均超过30瓶,则702.4=168(不合题意).
以实际生活中学生购物为背景设计的解决问题型试题,需要学生从数学的角度审视问题,理解问题,综合运用所学的打折知识、数据比较、方程模型解决问题:设计这个问题达到如下的目的:第一,提供学生用数学的机会,使问题贴近学生的思维特点,让学生感兴趣;第二,通过此问题的解决过程,考查学生建立数学模型解决问题的基本方法和基本策略,为解决类似的问题提供经验;第三,借助此题分类讨论的要求,培养学生的分类思想,提高在实际应用中解决问题的能力.
三、根据实际问题与数学模型间的关系进行问题设置
解决问题中的问题设置不能脱离学生的学习水平,不能脱离解决问题的基本方法从实际问题的解决过程看,经历了“实际问题→数学问题→数学模型→知识技能”的转化过程,其中,知识技能是解决问题的基础,数学模型是解决问题的关键;因此,根据实际问题转化为数学模型的过程进行问题设计,可以有效地通过问题串引导学生思考,进而掌握解决问题的基本策略.
例如,南京市xxxx年期末七年级(下)数学调研试卷第七题解决问题第30题:
30.小明站在池塘边的A点处,池塘的对面(小明的正北方向)B处有一棵小树,他想知道这棵树距离他有多远,于是他向正东方向走了10步到达电线杆C旁,接着再往前走了10步.到达D处,然后他改向正南方向继续行走,当小明看到电线杆C、小树B与自己现处的位置E在一条直线上时,他共走了45步.
(1)根据题意,画出示意图;
(2)如果小明一步大约40厘米,估算出小明在点A处时小树与他的距离,并说明理由.
设计意图:通过现实生活中的测量问题,考查学生把实际问题转化为数学问题的能力,以及利用全等三角形的数学模型解决问题的方法.
考评要点
(1)此题通过实际问题向数学问题转化的过程,引导学生用正确的图形反映位置和数量关系,关注学生在转化过程中对问题的思考,以及用图形表示实际问题的技能
.(画图略)
(2)利用全等三角形的数学模型,寻找已知条件、待求距离与数学模型之间的关系,并用角边角来说明三角形全等,进而得出对应边相等,即小树B与小明在A处的距离为10米.
实际问题转化为数学模型是解决问题的需要,也是问题设置的思考点;从这题可以看出,用课本上的习题模型进行设计,改变设问的角度,隐去原有的图形与相关条件,赋与原题生活化的现实背景,给学生问题转化,寻找数学模型提供了平台,也为解决问题与课堂教学进行了很好地衔接.根据数学模型设计解决问题,不仅考查了数学模型的学习与应用,而且考查了实际问题转化过程中的审题、建构、方法等,这样的问题设置在方程模型、函数模型.代数式模型等考评中也有重要价值.
四、关注学用结合的实际需要进行问题设置
解决问题的问题设置除了关注实际问题转化为数学模型解决外,还非常关注用学到的数学知识和技能解决生活中的问题.对于用数学来解决问题,我们认为它比实际问题转化为数学模型更重要,更显出数学的价值和作用,更显出学习的目的和需要;根据解决问题栏目定位要求,我们设计“用数学”的问题时,考虑到如下的要素:首先反映思维价值,体现综合题的要求;其次,重视重要的基础知识基本技能的应用,突出用数学的意识;再次,重视解决问题的多样性,引导学生探索与创新.
例如,南京市xxxx年期末七年级(下)数学调研试卷第七题解决问题第31题:
31.小强和小勇利用课本上学过的知识来进行台球比赛:
(1)小强把白球放在如图所示的位置,想通过击打白球撞击黑球,使黑球撞AC边后反弹进F洞;想想看,小强这样击打,黑球能进F洞吗?请用画图的方法验证你的判断,并说出理由;
(2)小勇想通过去打白球撞击黑球,使黑球至多撞台球桌边一次后进A洞;请你猜测小勇有几种方案?并分别在下面的台球桌上画出示意图,解释你的理由.(下面给出相应的图形,供同学们画图和设计用)
设计意图:通过现实生活中的台球问题,考查学生用学到的知识与技能解决实际问题的能力,以及利用角、对称等知识设计解决问题的方案,形成多样化的解题策略.
考评要点
(1)利用作一个角等于已知角的方法画出黑球运动线路图或以AC边所在直线为轴作点F的对称点,利用点F、黑球、白球不在一条直线上,说明黑球不能进A洞的判断;
(2)方案有3种:(见下图,解释略)
这道题的设计避免了单纯的技能考查,使技能考查放在用数学的大背景中,也使知识与技能、过程与方法得到有机地结合,体现了解决问题的价值解决问题栏目中用数学的问题设置,强调问题的生活价值,突出知识与技能在问题中的应用,关注学生综合运用数学的能力,体现自主、探究的学习方式,对学生的创新意识的培养和应用意识的提高起到一定的作用,有助于体现新的评价功能.
综上所述,“解决问题”型试题的设计,通过实际问题研究解决方法,又通过数学方法解决实际问题,体现了解决问题的目的.这样的设计由于有了现实的背景和实际意义,因而符合学生的心理和认知特点;这样的设计由于注重了自主和方法,因而有利于学生的思维和创新.因此,加强试题创新,重视问题研究,对于培养学生的应用意识,提高学生的创新能力有非常积极的作用,也有助于改变应用型问题教学解题化的倾向.
本文选自《中小学数学·初中版》xxxx年第5期