中学数学探究题的新类型及定位分析_数学论文

中考数学探究性试题的新类型及其导向分析,本文主要内容关键词为:中考论文,导向论文,试题论文,探究性论文,类型论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

“探究是数学的生命线”,探究性试题历来是中考中最为活跃的一类题型。这类试题突出的特征是非常规,不是课本内容的简单模仿,也不易通过反复演练就能完成,需要更多的创造性,能较全面地考查学生的数学素养。本文试通过对2008年、2009年部分此类试题的剖析,着力捕获其所显露的“前沿信息”,挖掘其内在的“暗示功能”,以期对我们进行教学改革和指导学生复习有所帮助。

一、命题变换型

图1-1

例1 (2008年绍兴市)学完“几何的回顾”一章后,老师布置了一道思考题:如图1-1,点M、N分别在正三角形ABC的BC、CA边上,且BM=CN,AM与BN交于点Q。求证:∠BQM=60°。

(1)请你完成这道思考题;

(2)做完(1)后,同学们在老师的启发下进行了反思,提出了许多问题,如:

①若将题中“BM=CN”与“∠BQM=60°”的位置交换,得到的是否仍是真命题?

②若将题中的点M、N分别移动到BC、CA的延长线上,是否仍能得到∠BQM=60°?

③若将题中的条件“点M、N分别在正三角形ABC的BC、CA边上”改为“点M,N分别在正方形ABCD的BC、CD边上”,是否仍能得到∠BQM=60°?

……

请你作出判断,在下列横线上填写“是”或“否”:①__;②__;③__。并对②、③的判断,选择一个给出证明。

简解 (1)略。(2)①是;②如图1-2,是;③如图1-3,否,∠BQM=90°,证明略。另外,(2)中第③个问题还可拓展为更一般的问题:若将题中的条件“点M、N分别在正三角形ABC的BC、CA边上”改为“点M、N分别在正n边形ABCDEF…的BC、CD边上”,是否仍能得到∠BQM=60°?

图1-2

图1-3

评注 通过对命题变换(条件与结论的互换、隐去部分条件或结论、运动、特殊化或一般化等方式)来设计开放性问题,既是命制探究性试题的一种最基本方法,也是培养学生创造性能力的重要途径之一。在以往试题中,通常是就命题变换的某一方面加以展开,而在一道试题中同时从三个角度来研究尚属首次,它的出现使此类试题又有了新的发展空间,必将得到命题专家们的高度重视。这也启发我们在平时教学中要有意识地抓住教材中的一些典型例、习题,从多角度、多途径去变换命题,从而培养学生思维的灵活性、深刻性、批判性和发散性。

二、实验探究型

例2 (2008年湖北省咸宁市)如图2-1,在平面直角坐标系中,直线l是第一、三象限的角平分线。

实验与探究:

(1)由图观察易知A(0,2)关于直线l的对称点A'的坐标为(2,0),请在图中分别标明B(5,3)、C(-2,5)关于直线l的对称点B'、C'的位置,并写出它们的坐标:B'__、C'__;

归纳与发现:

(2)结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:坐标平面内任一点P(a,b)关于第一、三象限的角平分线J的对称点的坐标为__(不必证明);

运用与拓广:

(3)已知两点D(1,-3)、E(-1,-4),试在直线l上确定一点Q,使点Q到D、E两点的距离之和最小,并求出点Q坐标。

图2-1

图2-2

评注 实验操作是研究数学最根本也是十分有效的方法。数学家欧拉曾说过:“数学这门科学,需要观察,也需要实验。”实验类探究题一直在中考中占据重要地位。但其面貌悄然发生着变化,打破了以往通过三角板、量角器、圆规等工具来研究几何问题的常规模式,其知识涉及面更为广泛(代数也可搞实验),其操作方式也更简便易行。本题在平面直角坐标系下从数的角度来研究几何问题,其操作的方式就是准确地画图,考查学生由特殊到一般猜想的能力和构建几何模型解决问题的能力。这也说明数学实验并不需要数学实验室,我们的课堂就是实验阵地,只要抓住点滴机会,就能创造出生动活泼的实验教学。此外,还可以走出课堂,走到与我们现实生活息息相关的实际中去,自然和社会为我们提供了丰富的实验内容。

三、方案设计型

例3 (2008年南通市)在一次数学探究性学习活动中,某学习小组要制作一个圆锥体模型,操作规则是:在一块边长为16 cm的正方形纸片上剪出一个扇形和一个圆,使得扇形围成圆锥的侧面时,圆恰好是该圆锥的底面。他们首先设计了如图3-1所示的方案一,发现这种方案不可行,于是他们调整了扇形和圆的半径,设计了如图3-2所示的方案二。(两个方案的图中,圆与正方形相邻两边及扇形的弧均相切。方案一中扇形的弧与正方形的两边相切)

图3-1

图3-2

(1)请说明方案一不可行的理由;

(2)判断方案二是否可行?若可行,请确定圆锥的母线长及其底面圆半径;若不可行,请说明理由。

评注 方案类探究性试题通常是创设一种实际操作的情境,要求学生首先能理解题意,然后再用文字语言或图形表述设计方案,最后给予解答,由于学生知识和能力的差异,使得方案具有不确定性与多样性,重在考查学生的创新思维能力。此类试题显著变化的趋势是以方案设计的合理性看应用的深刻程度,以设计质量看创新能力的高低,更着重考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。在教学中必须创设机会让学生亲身实践,鼓励学生积极地去探究,让学生在现实中寻求解决问题的方案,才能在考场中拿出自己的方案。例3需通过计算进行合情推理,对思维灵活性提出较高要求。

四、几何建模型

构建数学模型,就是在题设条件下,忽略其非本质因素,将研究对象的本质要素通过数式或空间形式凸显出来。建模类探究性试题其处理的核心是转化和联想,关键是从纷繁复杂的背景中寻找到有用的模型,从而使复杂问题变得简单,使抽象问题具体化,使新问题可转化为熟知易解决的问题。以往此类试题更多的是涉及代数模型(方程、不等式、函数、统计等),而在几何模型构建上突破不多。值得庆幸的是2009年漳州市命制了一道源于课本的几何建模题,尽管其模型是学生所熟知,且直接告知,但其打破了此类命题停滞的态势,为今后中考试题的发展与创新提供了一个较好的范例,值得引起我们高度的重视。

例4 (2009年漳州市)几何模型:

条件:如下图,A、B是直线l同旁的两个定点。问题:在直线l上确定一点P,使PA+PB的值最小。

方法:作点A关于直线的对称点A',连接A'B交l于点P,则PA+PB=A'B的值最小(不必证明)。

模型应用:

(1)如图4-1,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点。连接BD,由正方形对称性可知,B与D关于直线AC对称。连接ED交AC于P,则PB+PE的最小值是__;

(2)如图4-2,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,求PA+PC的最小值;

(3)如图4-3,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB上的动点,求△PQR周长的最小值。

图4-1

图4-2

图4-3

简析 应用(1)是模型的直接运用,进一步加深对此模型的认识。应用(2)需利用圆的对称性找到点A或点C的对称点。应用(3)则由单一的对称发展为点P关于两直线的对称问题,其对思维灵活性要求较高。答案为:

五、阅读理解型

“阅读理解题”是中考中出现频率较高的一类试题,其通常是给出一段文字,让学生在充分阅读的基础上,深刻理解蕴涵在其中的内容、方法及思路,把握其实质,然后作出解答,突出对学生阅读理解、归纳整理、抽象概括等能力的考查。近年来呈现如下新特点:阅读信息量增大,材料来源于生活实际或初、高中衔接知识,使背景更趋于公平,难度也由中档题逐步向探究要求较高的综合题转变。下例融阅读理解、实践应用、拓展联想于一体,新颖别致,较好地考查了学生理解和运用新知识解决新问题的能力,重点考查整体以及特殊到一般等数学思想的运用。

例5 (2009年河北省)如图5-1至图5-5,⊙O均作无滑动滚动,均表示⊙O与线段AB或BC相切于端点时刻的位置,⊙O的周长为c。

阅读理解:

(1)如图5-1(下页),⊙O从的位置出发,沿AB滚动到的位置,当AB=c时,⊙O恰好自转1周。

图5-1

图5-2

实践应用:

(1)在阅读理解的(1)中,若AB=2c,则⊙O自转__周;若AB=l,则⊙O自转__周。在阅读理解的(2)中,若∠ABC=120°,则⊙O在点B处自转__周;若∠ABC=60°,则⊙O在点B处自转__周。

图5-3

拓展联想:

图5-4

图5-5

(1)如图5-4,△ABC的周长为l,⊙O从与AB相切于点D的位置出发,在△ABC外部,按顺时针方向沿三角形滚动,又回到与AB相切于点0的位置,⊙O自转了多少周?请说明理由。

(2)如图5-5,多边形的周长为l,⊙O从与某边相切于点D的位置出发,在多边形外部,按顺时针方向沿多边形滚动,又回到与该边相切于点D的位置,直接写出⊙O自转的周数。

六、问题解决型

“问题解决”已成为当下数学素质教育的核心内容,也是学生进行终身学习所需具备的重要技能。因此问题解决型试题是近年来最为活跃的一类探究性试题,特别是2009年这一类型题的考查力度进一步加大,让学生真真实实经历“问题情境—建立模型—求解—解释与应用”这一“做”数学的过程,此类试题必将在未来的中考中得到命题专家们的青睐和拓展。

典例可见江西卷、陕西卷、湖北宜昌卷等,限于篇幅,不再详述。

通过以上对中考探究性试题新特点的分析,我们不难发现此类试题以“问题”作为其切入口去激发学生提炼和构建数学模型,让学生能从实际背景中“看到”数学;通过“活动、探究”的展开去应用和拓展数学模型,使学生经历“做”数学的过程。我们期待着有更多更精彩的探究性好试题诞生!让学生在数学的海洋里“海阔凭鱼跃”,在数学的天空中“天高任鸟飞”!

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