例谈劣构性问题的解题策略

发表时间:2021/5/14   来源:《中小学教育》2021年第4期(下)   作者:金鑫
[导读] APOS理论是由美国学者杜宾斯基等人提出的针对数学概念教学的理论,
        金鑫
        中国人民大学附属中学朝阳学校
        【理论依据】
        APOS理论是由美国学者杜宾斯基等人提出的针对数学概念教学的理论,认为学生在学习数学概念的时候要经历4个阶段,操作阶段,过程阶段,对象阶段,图示阶段.研究表明许多高中生只达到了前两个阶段,因此在复习课时,教师需要注重培养学生后两个阶段的养成.对象阶段指的是学生能够用抽象的数学符号表达出数学概念,使数学概念成为一个数学对象;图示阶段指的是学生能够写出概念的特例,概念的抽象过程,用符号表达概念等.这两个阶段都是需要学生对概念有了基本认识的基础上才能完成.APOS理论对“三角函数复习课中强化数形结合思想教学研究”起到了指导性的作用.
        数学问题的分类借鉴了当代美国教育学者David H.Jonassen的研究成果.他认为,问题大致可以分成三类:谜问题、良构问题和劣构问题.这三类问题并不具有明确的分类界限 ,它们是一个从非情境化的问题、解决方法同一的问题到情境化的具有多种解决方法的问题.谜问题遇到的不多.良构问题是指限定性条件的问题,它具有明确的已知条件,并在已知条件范围内运用若干规则和原理来获得同一性的解决方法.劣构问题是在某一方面没有特别的界定,问题的描述含混不清或模棱两可,或者问题的陈述中缺少解决问题的关键性信息.劣构问题的特点是具有多种解决方法、解决途径和少量确定性的条件.这些条件不仅不易操作,而且包括某些不确定性因素,如哪些概念、规则和原理对求解方法是必要的,如何将它们组织起来,哪种解决方法最为合适等等.
        劣构性问题可以分为结论确定,条件开放型;条件确定,结论开放型;条件开放,结论开放型.笔者主要以最后一种类型进行实例分析,从而寻找劣构性问题的解题策略.
【实例分析】

策略分析:该题是任意选取两个条件,求函数解析式,属于“劣构题”中最简单的一类.因为条件之间不存在逻辑间的冲突,所以解题时只需要选择自己擅长的两个条件进行作答即可.
变式1:

        从图象上明显发现如果选择条件①②与f(x)单调递增矛盾,所以①②不能共存;如果选择条件①③可以得到函数周期,与题设矛盾.所以只能选择条件②③求函数解析式.
策略分析:该问题不是任意选取两个条件,而是需要将3个条件进行筛选,筛除2对无法共存的条件,然后求函数解析式,属于“劣构题”中较为复杂的一类.通过探索过程,得到如下解题策略:
        策略1:逐一验证;
        策略2:分析后,找到有矛盾的条件,除去后再进行解答,从而简化讨论.
        变式2:
       
       
   
        分析:理解“有且仅有”的含义,区别于前面变式1中“满足三个条件中的两个条件”.“满足三个条件中的两个条件”,只需要保证“有两个条件成立即可,不需要验证第3个条件是否成立”,而“有且仅有”必须保证有2个条件成立,同时第3个条件一定不成立.所以这个问题条件之间的逻辑更加复杂了.可以采取“数”的方法,写出的所有表达式,即可解决问题.
       
       
        从上述①②③中选取两个作为条件,另一个作为结论,写出一个你认为正确的命题.
策略分析:条件间的逻辑关联越来越复杂.通过研究发现存在函数使得这三个条件共存,也存在函数只能保证其中两个条件共存,而有这样结果的原因是条件①②可以推出③,条件②③可推出①,但条件①③不能推出②,为了更好的把握住本质,在的情形下,引入上述变式.
【策略总结】
策略一:对于题目中的条件逻辑关系比较简单,条件可以任意选取的问题,可以选择自己擅长的条件进行求解;
策略二:对于题目中的条件逻辑关系比较复杂,条件无法任意选取的问题,可以逐一选取进行验证,从而解决问题.但这种方法,有时会进行一些没必要的讨论,问题解决起来有些麻烦;
策略三:对于题目中的条件逻辑关系比较复杂,条件无法任意选取的问题,可以先对各个条件进行分析,从而找到有矛盾的条件,除去后再进行解答,从而简化讨论。
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