姜曉翔
(浙江省湖州市南潯區(qū)教育教學研究和培訓中心)
對于數學教師而言,命題能力是其專業(yè)發(fā)展中需要具備的重要基本數學素養(yǎng)之一,既能反映教師對于學生學習情況了解的精準度,又決定著課堂教學的效率與思維的深度.因此,筆者認為,無論是教研人員還是一線教師,都需要重視對于命題這一能力的培養(yǎng),即命題研究.
有一種情懷叫傳承,有一種命題方式叫延續(xù),即以延續(xù)歷年中考試題的優(yōu)秀特征而重新命制新題的方法與策略.近年來,筆者負責或參與了多次區(qū)、縣級中考數學模擬試題的命制,以及中考試題的命制,略有所感,與同仁分享、共勉.下面主要從優(yōu)質素材、位置結構、解題方法、問題探究幾個方面來說明延續(xù)策略的具體操作方式與實效.
近年來,各地區(qū)的中考試題不斷創(chuàng)新,PISA、核心素養(yǎng)、STEAM等前沿理念不斷地被融入進中考試題中,讓原本枯燥乏味的數學試題變得充滿生機與活力.對于命題者而言,題目的質量高低某種程度上取決于對有價值素材的選取,故尋找好素材是命題者孜孜不倦的追求.
案例1:對一道七巧板試題的改編.
原題1(2017年浙江·湖州卷)七巧板是我國祖先的一項卓越創(chuàng)造.下列四幅圖中有三幅是小明用如圖1所示的七巧板拼成的,則不是小明拼成的那幅圖是( ).
圖1
針對此題,筆者進行如下改編.
七巧板是我國祖先的一項卓越創(chuàng)造.愛思考的小紅同學用如圖2所示的七巧板拼成了如圖3所示的四幅圖,則這四個圖形的周長從大到小排列正確的是( ).
圖2
圖3
(A)乙>丙>甲>丁 (B)乙>甲>丙>丁
(C)丙>乙>甲>丁 (D)丙>乙>?。炯?/p>
原題1的特色明顯,形式創(chuàng)新.命題者通過觀察生活中的益智類玩具——七巧板,發(fā)現每塊特殊多邊形的邊長存在著一種特定的數量關系,從而巧妙地編制出這樣一道基于核心素養(yǎng)的PISA試題.基于原題1的改編題,不僅可以讓學生感受到七巧板的強大魅力,還可以通過數學思考去探索其中蘊含的數學魅力.盡管改編題計算量稍大,但還是能充分體現對學生數學素養(yǎng)的考查功能.據筆者了解,其他地區(qū)的中考模擬試卷和2018年中考試卷中也有出現以七巧板為素材的試題,這無疑遵循了對優(yōu)質素材的延續(xù)這一命題策略.
在探究類中考熱點試題中,不乏一些對特殊位置狀態(tài)下圖形的研究,如通過平移、旋轉及折疊等變換之后形成的特殊位置.而在這些特殊位置下,往往存在著某些邊、角的特殊數量關系或位置關系,對于這些關系的探究也是當今中考的熱點問題.筆者熱衷于對這些熱點問題進行研究,力求將其特殊的位置結構得以延續(xù),從而命制出新的題目,并加以觸類旁通,充分發(fā)揮其潛在的探究價值與評價功能.
案例2:對一道幾何探究型試題的改編.
原題2(2016年江蘇·泰州卷)已知正方形ABCD,P為射線AB上的一點,以BP為邊作正方形BPEF,使點F在線段CB的延長線上,連接EA,EC.
(1)如圖4(1),若點P在線段AB的延長線上,求證:EA=EC;
(2)若點P在線段AB上.
①如圖4(2),連接AC,當P為AB的中點時,判斷△ACE的形狀,并說明理由;
②如圖4(3),設AB=a,BP=b,當EP平分∠AEC時,求a∶b的值及∠AEC的度數.
圖4
針對此題,筆者進行如下改編.
已知菱形ABCD,∠ABC=α,P為射線AB上的一點,以BP為邊作菱形BPEF,使點F在線段CB的延長線上,連接EA,EC.
(1)如圖5(1),若點P在線段AB的延長線上,求證:EA=EC;
(2)若點P在線段AB上,且α=120°.
①如圖5(2),連接AC,當P為AB的中點時,判斷△ACE的形狀,并說明理由;
②如圖5(3),設AB=2a,BP=2b,當EP平分∠AEC時,求的值.
圖5
上述改編題的命制過程是對原試題中圖形位置結構的一種傳承,延續(xù)了原題2中兩個特殊四邊形的三種特殊的位置結構特征,只是將原題2的兩個正方形改為兩個含60°內角的菱形.如此改編,對于前兩問,形變質不變.第(1)小題依然是通過三角形全等證得結論成立,只不過在證明夾角相等時需要通過公共角進行轉化;對于第(2)小題第①問,原題2是通過兩個45°角的和證明垂直,改編題是通過一個30°角與一個60°角的和證明垂直.然而,第(2)小題第②問通過改編略微提升了難度.原題2只需要利用一對相似三角形中的成比例線段即可求出的值,但改編題需要添加輔助線構造出相似三角形才能解決問題,從思維的考查立意要求來看,明顯有所提高.
改編題的命制還得到了意外之喜,因為解決此題第(2)小題第②問的思路方法較多,起到了很好的拓寬思維的效果,現列舉幾種典型的解題思路.
思路1:如圖6,連接PF,交EC于點M,通過證明△EMP∽△CMF,可求得.
圖6
圖7
思路2:如圖7,過點A作AH⊥FB于點H,分別交EP,EC于點G,M,通過證明△EGM∽△CHM可求得結果.
Thus,hyperglycemia induces oxidative stress,which contributes to the accumulation of toxic products,which in turn leads to atherogenic modification of m-LDL,endothelial dysfunction and atherosclerosis progression in patients with diabetes.
思路3:如圖8,延長CF至點M,使FM=EF,連接EM,通過證明△AEP∽△ECM可求得結果.
圖8
圖9
思路4:如圖9,延長CE,與DA的延長線交于點M,延長FE,與AM交于點G,過點E作EH⊥AM于點H,通過證明△MGE∽△CFE可求得結果.
其實解決此題的思路遠不止于此.對中考試題進行改編不僅能起到觸類旁通的效果,還能通過一題多解拓寬學生的思維.
解題教學的目的是為了讓學生更好地掌握解決問題的通性、通法.高質量的中考試題中往往滲透著重要的解題的通性、通法,如果能將重要的解題方法延續(xù)到一道全新的題目中,這將會是一種很好的命題策略.筆者帶著這樣的命題思考,不斷地嘗試著對中考試題進行改編,效果頗佳.這不僅延續(xù)了中考試題中所滲透的解題通法,而且能使學生進一步鞏固與完善該解題通法在不同形態(tài)下的體現與優(yōu)化.
案例3:對一道動點最值類試題的改編.
原題3(2017年貴州·貴陽卷)如圖10,在矩形紙片ABCD中,AB=2,AD=3,E是AB的中點,F是AD邊上的一個動點,將△AEF沿EF所在直線翻折,得到△A′EF,則A′C的長的最小值是_____.
圖10
針對此題,筆者進行如下改編.
如圖11,在△ABC中,∠A=120°,AB=4,AC=5,D是AC上一點,且DC=3,E是BC邊上的一個動點,連接DE,將△CDE沿DE所在直線翻折,得到△FDE,則點B與點F之間的距離最小值是______.
圖11
原題3是一道求定點到動點距離的最值問題,此類問題首先要分析出動點運動的軌跡是什么.由翻折的性質不難發(fā)現EA′的長始終為2,于是動點A′的運動軌跡為圓.如圖12,當C,A′,E三點共線時,A′C的最小值為.此題的解題方法在近年來的最值問題中實屬常見.于是,筆者通過解題方法的延續(xù)策略命制了一道新的題目.
圖12
改編題的初稿只是將原題中的矩形變式為直角三角形,如圖13所示.然而,筆者認為,如此命制雖然起到了延續(xù)解題方法的作用,但與原題相仿程度過高,不甚理想.因此,就有了∠BAC=120°的改編,著實增加了BD的計算難度,如圖14所示.改編題不僅延續(xù)了原題的解題方法,還增加了學生的思維厚度,從而賦予了其更好的評價功能.
圖13
圖14
近年來,中考數學試題的命制從原來的“以知識立意”向“以能力立意”轉化,強調由“知識測量型”向“能力測量型”轉變,更加注重考查學生繼續(xù)學習的潛能,注重考查學生的數學核心素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.新定義型探究類問題是近年來中考數學命題創(chuàng)新的一個顯著特點,它因具有新穎性、開放性、創(chuàng)造性和綜合性的特點而深受命題者青睞.然而,當命題者對于命制出一個全新的新定義型試題存在困難時,可以對已有的高質量中考試題進行改編.可以嘗試著將原中考試題的探究方向繼續(xù)深入下去,讓探究得到進一步延續(xù),這何嘗不是一種好的命題方式呢.
案例4:對一道新定義型試題的改編.
原題4(2016年浙江·衢州卷)如圖15,我們把對角線互相垂直的四邊形叫做垂美四邊形.
圖15
圖16
(1)概念理解:如圖16,在四邊形ABCD中,AB=AD,CB=CD,問四邊形ABCD是垂美四邊形嗎?并說明理由.
(2)性質探究:試探索垂美四邊形ABCD兩組對邊AB,CD與BC,AD之間的數量關系.
猜想結論:_______(要求用文字語言敘述).
寫出證明過程(先畫出圖形,寫出已知、求證).
(3)問題解決:如圖17,分別以Rt△ACB的直角邊AC和斜邊AB為邊向外作正方形ACFG和正方形ABDE,連接CE,BG,GE,已知AC=4,AB=5,求GE長.
圖17
針對此題,筆者進行如下改編.
(1)概念理解:如圖18,已知在菱形ABCD中,對角線AC與BD交于點O,,問菱形ABCD是垂比四邊形嗎?試說明理由.
圖18
圖19
(2)嘗試探究:如圖19,已知在等腰三角形ABC中,AB=AC=2,O是邊BC的中點,tan∠BAO=2,問在射線AO上是否存在點D,使得四邊形ABDC是垂比系數為2的垂比四邊形.若存在,試求出此時線段OD的長;若不存在,試說明理由.
(3)問題解決:如圖20,分別以Rt△ABC的斜邊AC和直角邊AB為邊向外作Rt△ACD和Rt△ABE,且∠CAD=∠BAE=90°,連接DE,已知AE=1,BC=2,當四邊形BCDE是垂比系數為3的垂比四邊形時,求DE的長.
圖20
上述改編題中的第(1)(2)小題較為容易,而第(3)小題的思維層次有了較大的飛躍.第(3)小題中,如圖21和圖22,連接BD,EC,通過證明△EAC∽△BAD,得到AB=3AE=3或兩種情況.
圖21
圖22
原題4是一道經典的新定義型探究問題,以垂美四邊形的“新定義理解—性質探究—解決問題”為探究主線,設置了層層遞進的三道小題,充分發(fā)揮了其過程學習型的評價功能.筆者以此題中的核心條件“對角線互相垂直”為突破口,發(fā)現垂直是位置關系,假如再增加一個數量關系,是否能賦予試題新的探究價值與評價功能呢?于是,筆者就對互相垂直的兩條對角線增加了一個“比值為某一具體整數”的條件,將垂美四邊形變式為垂比四邊形,命制出上述改編題.從垂美四邊形到垂比四邊形,雖然只一字之差,但是從題目的難度,以及思維的深度來看,融入了對相似三角形的對應邊成比例的考查,滲透了分類討論的數學思想,既明顯提升了對學生的思維層次的要求,又在延續(xù)原題探究問題的基礎上達到了思維的生長.
初中數學題的命制是一門高深的教學藝術.不會命題的教師很難成為真正的優(yōu)秀教師.可見,命題的技術對于一線教師來說,體現了把握教學標準的能力.本文只是筆者對于近幾年命題實踐的不太成熟的點滴體會,由于水平和經驗有限,必定存在著諸多瑕疵,望讀者能批評指正.同時,文中所闡述的命題方法之延續(xù)策略還不夠完善,必然還存在對于其他優(yōu)秀特征的延續(xù),待今后在命題實踐中不斷地探索與完善.