(浙江省杭州市春蕾中學)
筆者曾有幸參與浙江省杭州市(區(qū))九年級中考模擬試卷的命制工作,頗有感觸.現(xiàn)以其中的一道試題為例,談?wù)勅绾螌⒔滩睦}改編成試題.
根據(jù)試卷雙向細目表安排,試卷第10題為選擇題,涉及的知識點是平行線、角平分線、平移等,考查學生對平行線和角平分線等知識的綜合運用能力.根據(jù)試題立意,命題組選擇浙教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學》(以下統(tǒng)稱“教材”)七年級下冊“1.3平行線的判定”(第2課時)中的例4作為題源開展研究.例4內(nèi)容如下.
題源如圖1,AP平分∠BAC,CP平分∠ACD,∠1+∠2=90°.判斷AB,CD是否平行,并說明理由.
圖1
該題涉及的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系有∠1+∠2=90°,∠BAC+∠ACD=180°,∠1+∠2=∠P,AP平分∠BAC,CP平分∠ACD,AB∥CD等.
該中考模擬卷第10題要考查學生對數(shù)學本質(zhì)的理解和學以致用的能力,顯然在考查知識點的深度和廣度上還需要進一步探索.經(jīng)過分析,命題組決定借助圖形中多樣的角度關(guān)系,在角度、角度的比值之間進行深入研究,期待找到命題的生長點.
在第三學段中,從七年級下冊開始,教材中頻繁出現(xiàn)類似于題源的題目,這些題目有三個共同點:平行線,一對同旁內(nèi)角的平分線,90°角.教材八年級上冊“1.3證明”(第1課時)的例2是題源的逆命題;八年級上冊“2.6直角三角形”(第2課時)作業(yè)題A組第3題是在題源的基礎(chǔ)上,通過延長AP,CP得到三個直角三角形;八年級下冊“4.2平行四邊形及其性質(zhì)”(第2課時)作業(yè)題B組第5題是將三個共同點放置于平行四邊形背景中.從七年級下冊開始出現(xiàn),到八年級上冊,再到八年級下冊,從平行線到三角形再到四邊形,題源為學生積累了豐富的知識基礎(chǔ)和思維活動經(jīng)驗.
無論是背景的置換,還是新元素的加入,在不斷變化和發(fā)展中的題源,漸漸從特例演變成模型,其數(shù)學本質(zhì)愈發(fā)凸顯.命題者若能深入剖析題源,進而得到一般性的規(guī)律,再從規(guī)律中引出更多的特例,這樣的命題是將例題一般化和特殊化相結(jié)合,在幫助學生繼續(xù)深化基礎(chǔ)知識的同時,連接了特殊化和一般化的關(guān)系,培養(yǎng)了學生的思維品質(zhì),發(fā)展了思維能力.
如圖2,AB∥CD,點P在AB,CD之間,連接AP,PC,AC,點P在AC右側(cè).假設(shè)∠BAP=x°,∠CAP=mx°,∠DCP=y°,∠ACP=ny°,∠P=z°,0°<x,y,z<180°,m,n>0.試探究m,n,z之間的數(shù)量關(guān)系.
圖2
解:由題意,得
消去x,得(n-m)y=180-(m+1)z.
在0°<y,z<180°,且m,n>0 的范圍內(nèi)討論,可得:
當m=n>0時,;
當m>n>0時,;
當0<m<n時,.
消去y,得(m-n)x=180-(n+1)z.
在0<x,z<180, 且m,n>0 的范圍內(nèi)討論,可得:
當m=n>0時,;
當m>n>0時,;
當0<m<n時,.
綜上所述,可得如下結(jié)論:
(1)當m=n>0時,;
(2)當m>n>0時,;
(3)當0<m<n時,.
進一步變形,可得如下結(jié)論:
(4)當m=n>0時,;
(5)當m>n>0時,;
(6)當0<m<n時,.
結(jié)論(1)(2)(3)是命制此道模擬試題的生長源.z的取值范圍由決定,進一步是由m和n決定.當且僅當m=n>0時,z的值是唯一確定的.例如,當m=n=1時,z=90,此時∠P是直角.當m≠n時,z的取值范圍介于之間;當|m-n|越小時,z的取值范圍越?。划攟m-n|越大時,z的取值范圍越大.例如,當n=1,m=2時,60<z<90,∠P是銳角;當n=5,m=0.8 時,30<z<100,∠P可以是銳角、直角或鈍角.通過調(diào)節(jié)m,n的大小,就可以影響∠P的大小,命題者可以“調(diào)數(shù)控形”了.
結(jié)論(4)(5)(6)也是命制此道模擬試題的生長源.當n和z的值確定了,n和的大小也隨之確定,那么m的取值范圍是中的一種.當且僅當時,m的值是唯一確定的(例如,當n=3,z=45時,m=3).當時,,m的值是不唯一的(例如,當n=1,z=60 時,m>2).當時,,m的值是不唯一的(例如,當n=1,z=100時,0<m<0.8).通過調(diào)節(jié)m,n中的一個比值和∠P的大小,就可以影響另一個比值的大小,命題者可以“調(diào)形控數(shù)”了.
從教材例題出發(fā),針對例題進行一般化探究后,得到了六個關(guān)于m,n和z的相等或不等關(guān)系,這六個不同的數(shù)量關(guān)系還可以特殊化,這些都為命題者提供了可以挑選的不竭資源.
步驟1:保留一般化.
保留一個角度比值的一般化是期望在題源的基礎(chǔ)上,引導學生往一般規(guī)律進行探索的重要手段.其中一個角度的比值設(shè)為k+1而不是k,是因為在計算過程中k+1能夠巧妙地減少計算量.這樣的命題既增加了思維量,又控制了計算量.
步驟2:賦值特殊化.
該模擬試題中有四個命題需要判斷是否正確,四個命題分別由一般化結(jié)論賦值特殊化而來.
以一般化結(jié)論為藍本,取四個特例,使該模擬試題變得多滋多味.命題①是從特殊角度推算特殊比值,入口較寬,有利于學生對于基本解法的探索;命題②構(gòu)造了一個正確的特例,以便讓師生能揭開此題最大懸念,激發(fā)學生探究兩個角度的比值和∠P之間規(guī)律的興趣;命題③是從特殊比值向特殊角度逆推;命題④設(shè)置需要分類討論的等腰三角形作為結(jié)論,這與∠P本身是可變的具有匹配的可能性.命題②較命題①,命題④較命題③呈現(xiàn)遞進式問題設(shè)置,命題①②較命題③④呈現(xiàn)順逆式問題設(shè)置.
步驟3:化身成題.
模擬試題如圖3,AB∥CD,點P在AB,CD之間,CP平分∠ACD,連接AP,∠CAP與∠BAP的度數(shù)的比值為k+1.下列結(jié)論:①當∠P=60°時,k=2;②當∠P=40°時,;③當k=0時,△ACP一定是直角三角形;④當k=1時,△ACP一定是等腰三角形.其中正確的結(jié)論是( ).
圖3
(A)①② (B)②③
(C)②③④ (D)③④
參考答案:B.
該題的題干是在題源的基礎(chǔ)上對于一對角度的比值進行了一般化,四個命題是在一般化結(jié)論中對∠P、角度的比值、△ACP進行了特殊化.經(jīng)歷定量計算和定性分析,一般化和特殊化相互作用,雙向理清角度之間的關(guān)系,顯露數(shù)學問題的本質(zhì).通過問題驅(qū)動,層層遞進,加深學生對于數(shù)學知識本質(zhì)的理解,正確處理一般化和特殊化的關(guān)系,提高靈活遷移的效率.
命題者從教材出發(fā),根據(jù)考點,尋找匹配程度較高的例題作為題源,再針對題源進行一般化研究,尋求蘊含的數(shù)、形規(guī)律,最后從研究成果中選取一部分精華編制成模擬試題,如此這般,一道中考模擬題就新鮮出爐了.此類試題的命題策略一般包含以下三個方面.
從教材出發(fā),根據(jù)要考查的知識點,尋找匹配程度較高的例題,篩選出的例題應(yīng)包含基本圖形、基本模型或基本思想方法,具有典型性,可以是一個,也可以是多個,以便為下一步探究使用.眾所周知,在中考復習階段,回歸教材才能有效減輕學生的負擔,追根溯源,夯實基礎(chǔ),才能展開靈活的綜合運用.該模擬試題中熟悉的幾何直觀,融合了理性的思考,周密的計算,將初中階段多個核心知識點融合在一起,此試題是對教材例題的繼承和發(fā)展.
教材中的例題(題源)涉及多個角,多種數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,彼此之間相互關(guān)聯(lián),相互制約,通過抽絲剝繭,確定將兩個角度的比值和∠P作為研究對象,將三者和諧統(tǒng)一在一個及其常見的圖形當中,其中必隱含數(shù)、形規(guī)律.命題者充分挖掘典型教材例題的潛能,洞悉圖形的自然規(guī)律,從特殊到一般不斷探索,得出的六個結(jié)論讓人不禁贊嘆.將教材例題一般化研究后,可以變化出一類題目,無論是特殊的,還是一般的,都包含有教材例題的通性、通法,這類題目將成為下一步命制試題的源泉.
按照《義務(wù)教育數(shù)學課程標準(2011年版)》和考試大綱對相關(guān)知識點的要求,在六個結(jié)論中擇優(yōu)錄用,匯制成題,方法兼顧一般和特殊.該模擬試題中,將題干中兩對角度的比值一般化,四個命題涉及角度特殊化、比值特殊化、圖形特殊化,如此優(yōu)化設(shè)置后就得到了四個或真或假的命題.試題行文簡潔,背景熟悉,角度新穎,層次分明,綜合性強,包含數(shù)學核心知識,滲透了多種數(shù)學思想方法,考查了學生的多項能力.至此,一道經(jīng)典的教材例題華麗轉(zhuǎn)身成為一道中考模擬試題.這樣的試題往往是源于教材,又高于教材的.
總之,此類試題可謂是教材例題一般化和特殊化的“化身”.深入研究例題后,帶給命題者以靈感,從一開始的一般化到之后的特殊化,成為命制試題的寶藏.同時,飽含一般化和特殊化元素的試題為學生提供了從特殊到一般,從一般到特殊的雙向訓練,助力學生思維水平和數(shù)學推理思想的提升.這種命制試題的經(jīng)歷給命題者提供了一種有效的命題策略.