金雯雯,張宗余
(浙江省杭州市采荷中學(xué);浙江省寧波市海曙外國語學(xué)校)
2022年4月《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)正式頒布,明確了核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,構(gòu)建了以核心素養(yǎng)為主要維度的學(xué)業(yè)質(zhì)量評價體系來評價教與學(xué)的效果.中考是依據(jù)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對學(xué)生學(xué)完本學(xué)科課程后的課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行的總結(jié)性評價.2022年全國各地區(qū)中考“數(shù)與式”試題傳承了往年對基礎(chǔ)知識和基本技能的重視,立足基本思想和基本活動經(jīng)驗,更關(guān)注“數(shù)與式”的整體性,堅持素養(yǎng)立意,凸顯育人導(dǎo)向,滲透了對學(xué)生運算能力、推理能力、抽象能力、幾何直觀等核心素養(yǎng)的考查.
數(shù)與式是代數(shù)的基本語言,是初中階段“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域的重要知識,包括有理數(shù)、實數(shù)和代數(shù)式三部分內(nèi)容.“數(shù)與代數(shù)”是數(shù)學(xué)知識體系的基礎(chǔ)之一,是學(xué)生認(rèn)知數(shù)量關(guān)系、探索數(shù)學(xué)規(guī)律、建立數(shù)學(xué)模型的基石,可以幫助學(xué)生從數(shù)量的角度清晰地認(rèn)識、理解和表達(dá)現(xiàn)實世界.綜觀2022年全國各地區(qū)中考“數(shù)與式”試題,從不同側(cè)面、不同角度全面覆蓋了數(shù)與式的基礎(chǔ)知識,凸顯了以數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的達(dá)成為命題的落腳點.例如,在有理數(shù)、實數(shù)、代數(shù)式等相關(guān)概念和表示方法中考查學(xué)生的抽象能力和模型觀念;在數(shù)與代數(shù)的運算中考查學(xué)生的運算能力;在基于符號的運算和推理中考查學(xué)生的推理能力;在以數(shù)軸、幾何圖形為載體研究代數(shù)式的過程中考查學(xué)生的幾何直觀素養(yǎng).
“數(shù)與式”試題的題型以選擇題和填空題為主,分值大多在2~5分.也有部分地區(qū)的中考試卷將這部分內(nèi)容放在簡答題中考查,分值大多在6~8分左右.也有部分試題有機(jī)結(jié)合其他相關(guān)內(nèi)容,涉及章內(nèi)知識和各章知識的融合,進(jìn)一步結(jié)合方程、不等式、函數(shù)(包括銳角三角函數(shù))等相關(guān)內(nèi)容,綜合考查學(xué)生的運算能力.在2022年全國各地區(qū)約120份中考試卷中,“數(shù)與式”內(nèi)容在大多試卷中占試卷總分值(全卷總分有100分、120分、150分三類)的15%左右,考查較多的有北京卷、浙江寧波卷、浙江金華卷等,以綜合題形式考查的有浙江嘉興卷、湖北隨州卷、浙江金華卷、河北卷等.
2022年中考“數(shù)與式”試題基本覆蓋了《標(biāo)準(zhǔn)》要求的所有知識點,考查內(nèi)容與《標(biāo)準(zhǔn)》要求基本吻合.和往年相比,在立足基礎(chǔ)知識和基本技能的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)了“數(shù)與式”知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,注重運用類比體現(xiàn)運算法則和運算律的一致性,深化了對運算算理的理解,對于“數(shù)與式”的教學(xué)有很好的導(dǎo)向作用.值得一提的是,部分試題背景有效植入了數(shù)學(xué)文化,融入立德樹人的課程理念,彰顯了數(shù)學(xué)學(xué)科的育人價值.
數(shù)的發(fā)展是代數(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),數(shù)的形成和發(fā)展基于生產(chǎn)、生活實踐的需要和數(shù)學(xué)內(nèi)在發(fā)展的需要(主要是運算的封閉性).通過對負(fù)數(shù)、有理數(shù)、實數(shù)的認(rèn)識,感悟數(shù)是對數(shù)量的抽象,知道相反數(shù)的意義,知道絕對值是對數(shù)量大小和線段長度的表達(dá),利用數(shù)軸將實數(shù)與點一一對應(yīng),體會數(shù)形結(jié)合的意義,培養(yǎng)學(xué)生借助數(shù)軸表示數(shù)的幾何直觀素養(yǎng).
例1(云南卷)中國是最早采用正負(fù)數(shù)表示相反意義的量,并進(jìn)行負(fù)數(shù)運算的國家.若零上10℃記作+10℃,則零下10℃可記作( ).
(A)10℃ (B)0℃
(C)-10℃ (D)-20℃
答案:C.
例2(廣西·桂林卷)在東西向的馬路上,把出發(fā)點記為0,向東與向西意義相反.若把向東走2 km記作“+2 km”,那么向西走1 km應(yīng)記作( ).
(A) -2 km (B) -1 km
(C) 1 km (D) +2 km
答案:B.
命題分析:例1和例2考查了對負(fù)數(shù)意義的理解.從自然數(shù)到有理數(shù)的關(guān)鍵是引入了分?jǐn)?shù)和負(fù)數(shù),小學(xué)階段完成分?jǐn)?shù)的擴(kuò)充,初中階段完成負(fù)數(shù)和無理數(shù)的引入,將數(shù)系擴(kuò)充到實數(shù)域.例1中規(guī)定“零上記為正,零下記為負(fù)”,把“零上10℃”記作“+10℃”;例2中規(guī)定“向東記為正,向西記為負(fù)”,把“向東走2km”記作“+2 km”,這里的“+”“-”代表數(shù)的性質(zhì).命制與負(fù)數(shù)概念相關(guān)的試題時,要依托學(xué)生對現(xiàn)實生活的經(jīng)驗,注重創(chuàng)設(shè)真實情境,考查學(xué)生對負(fù)數(shù)概念的理解,選項設(shè)置上通常用相反數(shù)作為干擾選項.
例3(貴州·黔東南州卷)下列說法中,正確的是( ).
(A)2與-2互為倒數(shù)
(C)0的相反數(shù)是0
(D)2的絕對值是-2
答案:C.
命題分析:此題考查倒數(shù)、相反數(shù)、絕對值的概念.互為相反數(shù)是指只有符號不同的兩個數(shù),相反數(shù)必然是成對出現(xiàn)的(0的相反數(shù)是0).絕對值的概念是借助距離加以定義的,是對數(shù)量大小和線段長度的表達(dá).絕對值刻畫的是一對相反數(shù)的共同特征:數(shù)軸上,表示互為相反數(shù)的兩個點到原點的距離相等,距離沒有負(fù)數(shù).此類試題的命制從學(xué)生容易混淆的概念入手,通過對具體事例的辨析考查多種概念,基于學(xué)生的常見錯誤設(shè)置干擾選項.
例4(山東·臨沂卷)如圖1,A,B位于數(shù)軸上原點兩側(cè),且OB=2OA.若點B表示的數(shù)是6,則點A表示的數(shù)是( ).
圖1
(A)-2 (B)-3
(C)-4 (D)-5
答案:B.
例5(湖北·荊州卷)實數(shù)a,b,c,d在數(shù)軸上對應(yīng)點的位置如圖2所示,其中有一對互為相反數(shù),它們是( ).
圖2
(A)a與d(B)b與d
(C)c與d(D)a與c
答案:C.
命題分析:例4考查了借助數(shù)軸表示數(shù),同時融合線段的度量考查了線段的長度;例5考查了相反數(shù)的幾何意義,即一對相反數(shù)位于數(shù)軸上原點的兩側(cè),并且到原點的距離相等,創(chuàng)新點在于利用數(shù)軸考查相反數(shù)的幾何意義.兩道試題都是有關(guān)數(shù)軸的常見命題方式.數(shù)軸是表示數(shù)的工具,數(shù)軸具有單位長度、原點、正方向三要素.實數(shù)與數(shù)軸上的點一一對應(yīng),體現(xiàn)了數(shù)軸是初中階段數(shù)形結(jié)合的工具.命題時注重對數(shù)學(xué)基本思想的考查,滲透了幾何直觀素養(yǎng).
例6(四川·內(nèi)江卷)如圖3,數(shù)軸上的兩點A,B對應(yīng)的實數(shù)分別是a,b,則下列式子中成立的是( ).
圖3
(A) 1-2a>1-2b(B)-a<-b
(C)a+b<0 (D) |a|-|b|>0
答案:A.
命題分析:此題考查借助數(shù)軸比較實數(shù)的大小.位于數(shù)軸右邊的數(shù)總比數(shù)軸左邊的數(shù)大,這是比較兩個數(shù)大小的常用方法之一.同時,此題突出考查了不等式的基本性質(zhì).命制此類試題時通常借助不等式的基本性質(zhì)的錯用制造迷惑選項,如選項B;也有以代數(shù)式的運算法則的錯用設(shè)置錯誤選項的,如選項C.選項D考查學(xué)生對絕對值幾何意義的理解程度.此題突出對基本技能的考查,借助數(shù)軸滲透數(shù)形結(jié)合思想,借助不等式的運算考查學(xué)生的運算能力.
例7(山東·臨沂卷)滿足的整數(shù)m的值可能是( ).
(A)3 (B)2 (C)1 (D)0
答案:A.
命題分析:此題考查用有理數(shù)估計一個無理數(shù)的大致范圍,《標(biāo)準(zhǔn)》中對此內(nèi)容的要求是“掌握”.無理數(shù)是無限不循環(huán)小數(shù),它來源于人們對數(shù)的抽象程度越來越高的要求.學(xué)生通過對數(shù)的平方根和立方根的學(xué)習(xí),認(rèn)識了不同于有理數(shù)的數(shù),將數(shù)系擴(kuò)充為實數(shù).此題突出考查了學(xué)生對無理數(shù)大小的估計能力.估算是運算能力的特征之一,估算得科學(xué)、合理且符合邏輯是解決此題的重點.
“數(shù)與式”試題關(guān)注運算算理和算法之間的關(guān)系,考查學(xué)生對運算算理的理解,以及對運算法則的掌握情況.算理是運算過程中的道理,是運算過程中的思維方式;算法是運算的發(fā)展,是將復(fù)雜的思維過程簡化后,人為規(guī)定的程序化的操作步驟.理解算理確保運算的準(zhǔn)確性,掌握算法能提高運算的速度;算理是算法的依據(jù),算法是算理的概括.
例8(內(nèi)蒙古·呼和浩特卷)計算-3-2的結(jié)果是( ).
(A)-1 (B)1 (C)-5 (D)5
答案:C.
例9(湖南·張家界卷)下列計算正確的是( ).
(A)a2·a3=a6(B) 2a2+3a3=5a5
(C) (2a)2=4a2(D) (a-1)2=a2-1
答案:C.
例10(河北卷)下列正確的是( ).
答案:B.
命題分析:運算是“數(shù)與代數(shù)”的核心.數(shù)系擴(kuò)充后引入一類新數(shù),需要研究其運算,即如何將引進(jìn)的新數(shù)的運算歸結(jié)到原有的數(shù)之間的運算而定義運算法則,進(jìn)而使得在原來范圍內(nèi)成立的規(guī)律在更大的范圍內(nèi)仍然成立.“數(shù)與式”的運算考查的內(nèi)容有有理數(shù)的加減混合運算、實數(shù)的加減混合運算,以及整式、分式、二次根式等代數(shù)式之間的運算等.例8~例10分別考查了有理數(shù)的減法運算、整式的運算、二次根式的運算.此類試題的提問方式為讓學(xué)生直接運算和判斷運算是否正確,以考查學(xué)生對運算法則的掌握程度.命題干擾項常常通過收集學(xué)生日常錯誤的原因和形式而生成,不僅考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識和基本技能,還突出考查了學(xué)生的運算能力.
例11(重慶A卷)在多項式x-y-z-m-n中任意加括號,加括號后仍只有減法運算,然后按給出的運算順序重新運算,稱此為“加算操作”.例如,(x-y)-(z-m-n)=x-y-z+m+n,x-y-(z-m)-n=x-y-z+m-n,….
下列說法:
①至少存在一種“加算操作”,使其運算結(jié)果與原多項式相等;
②不存在任何“加算操作”,使其運算結(jié)果與原多項式之和為0;
③所有可能的“加算操作”共有8種不同運算結(jié)果.
其中正確的個數(shù)是( ).
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3
答案:D.
命題分析:此題屬于新定義型題.先引入一種新的運算符號,確定這個符號的運算法則,并舉例說明.此類試題通過定義全新的運算方式,將傳統(tǒng)的代數(shù)運算遷移到新的情境中,再借助數(shù)與式的運算進(jìn)行必要的推理,體現(xiàn)了數(shù)與式之間彼此交融、息息相關(guān)的本質(zhì)特征,考查學(xué)生的運算能力和推理能力.原式中,可以通過加括號改變z,m,n的符號,但無法改變x,y的符號,故不存在任何“加算操作”,使其運算結(jié)果與原多項式之和為0.在多項式x-y-z-m-n中,可以通過加括號改變z,m,n的符號,加括號后只有加或減兩種運算,2×2×2=8,故所有可能的加括號的方法最多能得到8種不同的結(jié)果.此題設(shè)計的亮點在于情境新穎,試題本質(zhì)為整式的加減運算.
例12(四川·遂寧卷)已知m為方程x2+3x-2 022=0的根,那么m3+2m2-2 025m+2 022的值為( ).
(A)-2 022 (B)0
(C)2 022 (D)4 044
答案:B.
例13(廣西·北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)卷)閱讀材料:整體代值是數(shù)學(xué)中常用的方法.例如,“已知3a-b=2,求代數(shù)式6a-2b-1的值.”可以這樣解:6a-2b-1=2(3a-b)-1=2×2-1=3.根據(jù)閱讀材料,解決問題:若x=2是關(guān)于x的一元一次方程ax+b=3的解,則代數(shù)式4a2+4ab+b2+4a+2b-1的值是________.
答案:14.
命題分析:例12和例13重點考查整體思想,整體思想的代數(shù)式求值試題備受命題者青睞.此類試題常常與代數(shù)式求值結(jié)合,命制試題的落腳點在于對學(xué)生運算能力的考查.例12旨在引導(dǎo)學(xué)生利用轉(zhuǎn)化降次思想求解,原式=m3+3m2-m2-3m-2 022m+2 022=m(m2+3m)-(m2+3m)-2 022m+2 022=2 022m-2 022-2 022m+2 022=0.例13有兩種解題思路.第一種為利用a與b的關(guān)系消元,即4a2+4ab+b2+4a+2b-1=4a2+4a(3-2a)+(3-2a)2+4a+2(3-2a)-1=4a2+12a-8a2+9-12a+4a2+4a+6-4a-1=14;第二種為利用整體思想將代數(shù)式變形,即4a2+4ab+b2+4a+2b-1=(2a+b)2+2(2a+b)-1=9+6-1=14.
式的概念是通過字母表示數(shù),在數(shù)和數(shù)的運算的基礎(chǔ)上建立起來的;式的運算既要依賴數(shù)的運算,又要拓展數(shù)的運算,還要提升數(shù)的運算.數(shù)與式的運算間的聯(lián)系非常緊密.例如,整式運算和整數(shù)運算,分式運算和分?jǐn)?shù)運算,因式分解和質(zhì)因數(shù)分解等都體現(xiàn)了數(shù)式通性.
類比數(shù)的運算,在代數(shù)式和代數(shù)式運算中,主要考查整式、分式、二次根式的相關(guān)運算,要求學(xué)生進(jìn)一步理解字母表示數(shù)的意義,基于符號的運算和推理建立符號意識,基于數(shù)的運算律的普遍適用,感悟數(shù)式通性.
例14(湖南·長沙卷)為落實“雙減”政策,某校利用課后服務(wù)開展了主題為“書香滿校園”的讀書活動.現(xiàn)需購買甲、乙兩種讀本共100本供學(xué)生閱讀,其中甲種讀本的單價為10元/本,乙種讀本的單價為8元/本,設(shè)購買甲種讀本x本,則購買乙種讀本的費用為( ).
(A) 8x元 (B) 10(1 00-x)元
(C) 8(1 00-x)元 (D) (1 00-8x)元
答案:C.
命題分析:此題借助社會情境考查了用字母表示數(shù)的思想.命制此類試題需要認(rèn)真思考情境的科學(xué)性,根據(jù)考查意圖,結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗設(shè)計合理的生活情境、數(shù)學(xué)情境、科學(xué)情境,并要關(guān)注情境的真實性.
例15(河北卷)如圖4,棋盤旁有甲、乙兩個圍棋盒.
圖4
(1)甲盒中都是黑子,共10個.乙盒中都是白子,共8個.嘉嘉從甲盒拿出a個黑子放入乙盒,使乙盒棋子總數(shù)是甲盒所剩棋子數(shù)的2倍,則a的值為______.
(2)設(shè)甲盒中都是黑子,共m(m>2)個,乙盒中都是白子,共2m個.嘉嘉從甲盒拿出a(1<a<m)個黑子放入乙盒中,此時乙盒棋子總數(shù)比甲盒所剩棋子數(shù)多______;接下來,嘉嘉又從乙盒拿回a個棋子放到甲盒,其中含有x(0<x<a)個白子,此時乙盒中有y個黑子,則的值為_______.
答案:(1)4.(2)(m+2a)個;1.
命題分析:例15考查整式的加減運算.代數(shù)式的運算包括:代數(shù)式的化簡、求值,整式的加法、減法、乘法運算,乘法公式和因式分解,分式的加減乘除運算.數(shù)與式的運算密切關(guān)聯(lián),從算式到代數(shù)式,運算法則和運算律對字母均成立,將數(shù)的運算抽象化、形式化、系統(tǒng)化,實現(xiàn)算術(shù)思維到代數(shù)思維的飛躍.命題時要根據(jù)考查目標(biāo)和難度要求選擇素材,滲透數(shù)式通性,發(fā)展學(xué)生的抽象能力和運算能力.
例16(廣西·玉林卷)若x是非負(fù)整數(shù),則表示的值的對應(yīng)點落在如圖5所示數(shù)軸上的范圍是( ).
圖5
(A)① (B)②
(C)③ (D)①或②
答案:B.
例17(浙江·臺州卷)如圖6所示的解題過程中,第①步出現(xiàn)錯誤,但最后所求的值是正確的,則圖中被污染的x的值是_______.
圖6
答案:5.
命題分析:例16和例17考查了異分母分式的加減運算,運算時要注意運算法則和符號的變化.當(dāng)分式的分子或分母是多項式時,要先因式分解,從而降低錯誤率.此類試題能夠考查學(xué)生對分式運算法則的掌握情況.除了常見的計算類試題外,近年來,部分試題也會以學(xué)生常常出現(xiàn)的“直接去分母進(jìn)行計算”的錯誤為切入點進(jìn)行命制,旨在考查學(xué)生對分式運算算理和分式基本性質(zhì)的掌握情況.例17大膽創(chuàng)新,不僅關(guān)注分式的運算,而且融合了方程的相關(guān)知識點,著重考查了學(xué)生的運算能力和推理能力.
數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點、語言,以及數(shù)學(xué)的概念和思想方法在形成和發(fā)展中所體現(xiàn)的文化特征和文化價值.基于數(shù)學(xué)文化的“數(shù)與式”試題的命制,倡導(dǎo)用數(shù)學(xué)文化關(guān)心人與自然及社會的和諧發(fā)展,真正提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),彰顯立德樹人的教育理念.
例18(河南卷)《孫子算經(jīng)》中記載:“凡大數(shù)之法,萬萬曰億,萬萬億曰兆.”說明了大數(shù)之間的關(guān)系:1億=1萬×1萬,1兆=1萬×1萬×1億,則1兆等于( ).
(A) 108(B) 1012
(C) 1016(D) 1024
答案:C.
例19(湖北·宜昌卷)中國是世界上首先使用負(fù)數(shù)的國家.兩千多年前戰(zhàn)國時期李悝所著的《法經(jīng)》中已出現(xiàn)使用負(fù)數(shù)的實例.《九章算術(shù)》的“方程”一章,在世界數(shù)學(xué)史上首次正式引入負(fù)數(shù)及其加減法運算法則,并給出名為“正負(fù)術(shù)”的算法,試計算以下涉及“負(fù)數(shù)”的式子的值:-1-(-3)2的值為______.
答案:-10.
例20(湖南·婁底卷)在古代,人們通過在繩子上打結(jié)來計數(shù),即“結(jié)繩計數(shù)”.當(dāng)時有位父親為了準(zhǔn)確記錄孩子的出生天數(shù),在粗細(xì)不同的繩子上打結(jié)(如圖7),由細(xì)到粗(右細(xì)左粗),滿七進(jìn)一,那么孩子已經(jīng)出生了( ).
圖7
(A)1 335天 (B)516天
(C)435天 (D)54天
答案:B.
例21(湖北·隨州卷)《幾何原本》是古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的一部不朽著作,是數(shù)學(xué)發(fā)展史的一個里程碑.在該書的第2卷“幾何與代數(shù)”部分,記載了很多利用幾何圖形來論證的代數(shù)結(jié)論,利用幾何給人以強(qiáng)烈印象將抽象的邏輯規(guī)律體現(xiàn)在具體的圖形之中.
(1)我們在學(xué)習(xí)許多代數(shù)公式時,可以用幾何圖形來推理,觀察圖8,找出可以推出的代數(shù)公式.(下面各圖形均滿足推導(dǎo)各公式的條件,只需填寫對應(yīng)公式的序號.)
圖8
公式①:(a+b+c)d=ad+bd+cd
公式②:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd
公式③:(a-b)2=a2-2ab+b2
公式④:(a+b)2=a2+2ab+b2
圖8(a)對應(yīng)公式______,8(b)對應(yīng)公式______,8(c)對應(yīng)公式_____,8(d)對應(yīng)公式_____;
(2)《幾何原本》中記載了一種利用幾何圖形證明平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2的方法,如圖9,試寫出證明過程.(已知圖中各四邊形均為矩形.)
圖9
(3)略.
答案:(1)①,②,④,③;(2)略.
命題分析:在中考試題中滲透數(shù)學(xué)文化,不僅可以體現(xiàn)數(shù)學(xué)的人文特征,而且可以豐富考查內(nèi)容,讓更多教師關(guān)注數(shù)學(xué)文化,進(jìn)而引導(dǎo)數(shù)學(xué)教學(xué),強(qiáng)化立德樹人的理念.數(shù)學(xué)文化的滲透不僅是數(shù)學(xué)史的再現(xiàn),更是數(shù)學(xué)應(yīng)用、數(shù)學(xué)建模等數(shù)學(xué)觀念的體現(xiàn).數(shù)學(xué)文化的取材十分廣泛,主要包括數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)家及其成果、數(shù)學(xué)名著及命題、數(shù)學(xué)思想等.上述例子中提及的《孫子算經(jīng)》和《九章算術(shù)》是我國的文化瑰寶,《幾何原本》是古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的數(shù)學(xué)著作,集整個古希臘數(shù)學(xué)的成果與精神于一身.在命制數(shù)學(xué)文化試題時,要根據(jù)考查意圖,有意識地關(guān)注蘊含豐富數(shù)學(xué)文化的素材,同時注意情境的適切性.
近幾年中考在命題標(biāo)準(zhǔn)、命題內(nèi)容、命題形式等方面進(jìn)行了改革創(chuàng)新,加強(qiáng)了對數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的考查,聚焦對思維過程和思維質(zhì)量的考查.情境化試題是基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的命題形式,以其不可替代性逐漸成為了中考考查的重要載體之一.這類試題主要考查學(xué)生獲取信息能力,并對獲取的信息進(jìn)行加工和遷移的能力,要求學(xué)生將所學(xué)知識與情境銜接進(jìn)行獨立思考,運用所學(xué)知識分析并解決實際問題.此類試題貼近生活、生產(chǎn)實際,體現(xiàn)社會熱點,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際,突出數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用性.
例22(浙江·舟山卷)某動物園利用杠桿原理稱象:如圖10,在點P處掛一根質(zhì)地均勻且足夠長的鋼梁(呈水平狀態(tài)),將裝有大象的鐵籠和彈簧秤(秤的重力忽略不計)分別懸掛在鋼梁的點A,B處,當(dāng)鋼梁保持水平時,彈簧秤讀數(shù)為k(N).若鐵籠固定不動,移動彈簧秤使BP擴(kuò)大到原來的n(n>1)倍,且鋼梁保持水平,則彈簧秤讀數(shù)為______(用含n,k的代數(shù)式表示).
圖10
例23(湖北·鄂州卷)生物學(xué)中,描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化,常常需要建立數(shù)學(xué)模型.在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下,某種細(xì)胞可通過分裂來繁殖后代,我們就用數(shù)學(xué)模型2n來表示,即21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,……試推算 22022的個位數(shù)字是( ).
(A)8 (B)6 (C)4 (D)2答案:C.
命題分析:例22結(jié)合物理中的杠桿原理考查代數(shù)式的表示,考查用字母表示數(shù)的思想,側(cè)重考查學(xué)生的抽象能力、推理能力、模型觀念、應(yīng)用意識等.根據(jù)杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,計算得答案為.例23借助生物學(xué)細(xì)胞繁殖模型,考查有理數(shù)的乘方的相關(guān)知識點,側(cè)重考查學(xué)生的運算能力和應(yīng)用意識.利用已知得出數(shù)的個位數(shù)字的變化規(guī)律即可確定答案.情境類試題命制的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)知識解釋跨學(xué)科或者生活中實際問題的能力.命制有品質(zhì)的情境類試題要提高情境的真實性、注重任務(wù)的過程性、增強(qiáng)成果的顯性化,命制試題答案時,最好能設(shè)置等級化的評分量表,凸顯過程性評價.
評價既是教育質(zhì)量保障體系的重要方面,又是促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的重要方式.好的試卷會提供給教師正確的教學(xué)導(dǎo)向.“數(shù)與式”試題的命制既要關(guān)注知識,又要注重方法,要著重考查基礎(chǔ)知識和基本技能,強(qiáng)化算法、算理的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)區(qū)別;既要深化聯(lián)系,關(guān)注數(shù)學(xué)內(nèi)部整體構(gòu)建,又要考查生成,關(guān)注數(shù)學(xué)思維習(xí)慣的養(yǎng)成;既要規(guī)范命題設(shè)問,盡量與教材編寫保持一致,又要關(guān)注人文情懷,促使評價導(dǎo)向立德樹人.
命制數(shù)學(xué)試題時要明確考查意圖,不僅要把握命題原則,更要滲透對核心素養(yǎng)表現(xiàn)的考查.通過創(chuàng)設(shè)合理的情境、設(shè)置合理的問題、制定科學(xué)的評分標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)對核心素養(yǎng)導(dǎo)向下義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程學(xué)業(yè)質(zhì)量的全面考查.在“數(shù)與式”相關(guān)試題的命制過程中,借助真實有效的情境設(shè)置命題背景是值得推崇的.該類試題在情境中嵌入對知識點的考查,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實世界,并將其抽象為數(shù)學(xué)問題,調(diào)用相關(guān)知識,用數(shù)學(xué)的思維思考解決問題的方案,進(jìn)而使用數(shù)學(xué)的語言規(guī)范表達(dá).例如,臺灣卷中以緩降機(jī)的設(shè)備操作圖作為試題背景,取材真實,考查有理數(shù)的運算,凸顯了對學(xué)生運算能力和應(yīng)用意識的考查.
《標(biāo)準(zhǔn)》中新增的“學(xué)業(yè)質(zhì)量”內(nèi)容,為中考命題提供了重要依據(jù).具體而言,要將《標(biāo)準(zhǔn)》中的內(nèi)容要求細(xì)化為可操作的目標(biāo)解析,進(jìn)而命制試題.例如,對于“數(shù)與式”的代數(shù)式內(nèi)容要求中的第5條——理解整式的概念,掌握合并同類項和去括號的法則,應(yīng)細(xì)化為:①了解單項式、多項式、整式的概念;②能指出單項式的次數(shù)和系數(shù)、多項式的次數(shù)和項,能把多項式按照降冪或升冪順序排列;③知道同類項的含義,知道合并同類項的依據(jù)是分配律,能熟練地合并同類項.中考試題注重考查基礎(chǔ)知識,命題時要以《標(biāo)準(zhǔn)》中的內(nèi)容為依據(jù)考查知識點.
因此,準(zhǔn)確理解和把握學(xué)業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵要素和核心要義,命制考查運算能力、抽象能力、模型觀念的試題,對于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的落地具有重要意義.
《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)了代數(shù)推理,讓學(xué)生能體會代數(shù)運算中運算法則和運算律的一致性,感悟從一般到特殊的說理過程,類比數(shù)的運算感悟運算和運算律在代數(shù)式中普遍適用,在歸納中探索、發(fā)現(xiàn)、下定義、論證,滲透對學(xué)生推理能力的考查.命制含有邏輯論證的試題,有助于培養(yǎng)學(xué)生縝密的思維方式.推理活動包括從已有事實出發(fā),憑借經(jīng)驗和直覺,通過歸納和類比等推斷出某種結(jié)論,也包括從已有事實和確定的規(guī)則出發(fā),按照邏輯推理的法則進(jìn)行證明和計算(演繹推理).在問題解決的過程中,兩種推理的功能不同,前者一般用于探索思路、發(fā)現(xiàn)結(jié)論,這在運算法則、公式等探索的過程中經(jīng)常使用,而后者常用于證明結(jié)論.2022年中考河北卷、浙江嘉興卷中的“數(shù)與式”相關(guān)試題很好地體現(xiàn)了代數(shù)推理思想.
學(xué)科融合是當(dāng)前教育界關(guān)注的熱點話題.跨學(xué)科融合可以將不同領(lǐng)域的學(xué)科知識和技能的教、學(xué)、評進(jìn)行整合,不僅優(yōu)化了傳統(tǒng)的教學(xué)模式,將各學(xué)科零散的知識變成一個相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體,而且更契合將學(xué)生培養(yǎng)成為“全面發(fā)展的人”的育人目標(biāo).
如何通過學(xué)科融合對學(xué)生所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行測評是值得思考和研究的,也是未來中考試題命制的方向之一.其中,要特別關(guān)注跨學(xué)科情境的科學(xué)性.2022年中考中就有很多“數(shù)與式”相關(guān)試題滲透了跨學(xué)科背景,如浙江舟山卷第15題融合科學(xué)中的杠桿原理考查代數(shù)式的表示,江西卷第4題融合科學(xué)中的有機(jī)物考查代數(shù)的規(guī)律,湖北鄂州卷第6題將細(xì)胞種群數(shù)量變化模型融合了數(shù)學(xué)和生物學(xué)兩個學(xué)科的內(nèi)容,臺灣卷第24題以日光燈管的發(fā)光效率融合科學(xué)學(xué)科考查學(xué)生的閱讀理解能力和有理數(shù)比較大小的知識點.命制試題時,也可以參考融合數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)、天文學(xué)等領(lǐng)域知識,考查學(xué)生的綜合素養(yǎng).
對于“數(shù)與式”部分而言,基礎(chǔ)知識是指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中獲得的數(shù)學(xué)概念、原理和事實,是分析問題和解決問題的基本工具;基本技能是指學(xué)生學(xué)習(xí)過程中掌握的學(xué)習(xí)能力,包括代數(shù)中的列式計算、運算法則、運算律等,這些基本技能是進(jìn)行數(shù)學(xué)思考和解決問題必不可少的基礎(chǔ).如果基礎(chǔ)知識和基本技能不達(dá)標(biāo),將會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.例如,沒掌握運算法則導(dǎo)致數(shù)學(xué)運算結(jié)果錯誤;在代數(shù)推理證明過程中缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性,導(dǎo)致證明問題時通常采取舉例子的方法.因此,在復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生在厘清算理的基礎(chǔ)上,適當(dāng)加強(qiáng)運算技能的訓(xùn)練;在理解問題情境的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)根據(jù)題意列式的訓(xùn)練;在歸納得出規(guī)律的基礎(chǔ)上,嘗試使用代數(shù)進(jìn)行推理論證,形成數(shù)學(xué)的邏輯思考.
一般觀念是具體內(nèi)容所在的知識領(lǐng)域的核心觀念,包括如何引用研究對象,怎樣通過抽象界定研究對象得到數(shù)學(xué)概念,用什么方法和思路研究問題等.在一般觀念的滲透中,要理解數(shù)學(xué)思想方法.思想方法讓學(xué)生學(xué)會分析問題,一般觀念讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),兩者融合,才能形成有層次性的學(xué)科思維.
在“數(shù)與式”部分,研究一個代數(shù)對象的一般觀念是:背景(現(xiàn)實或數(shù)學(xué))—定義、表示—分類—性質(zhì)(圖象)—運算—聯(lián)系與應(yīng)用.學(xué)習(xí)每類代數(shù)對象時,都應(yīng)該遵循這種研究套路和研究思想,以便學(xué)生逐步掌握研究代數(shù)對象的“大概念”.該部分內(nèi)容涉及的數(shù)學(xué)思想主要是在引入新的對象時的數(shù)系擴(kuò)充思想,以及在字母表示數(shù)和代數(shù)式運算中的抽象能力和代數(shù)式計算中的轉(zhuǎn)化思想.用數(shù)學(xué)思想和一般觀念統(tǒng)領(lǐng)復(fù)習(xí)教學(xué),可以促使學(xué)生獲得更高層次的認(rèn)知能力的發(fā)展.
從運算意義的角度來看,所有運算都可以還原成加法,加法是所有運算的基礎(chǔ);從運算算理的角度來看,分配律、交換律、結(jié)合律和等式的基本性質(zhì)是所有算理的基礎(chǔ);從運算算法的角度來看,所有運算都可以還原成計數(shù)單位與計數(shù)單位的運算、計數(shù)單位上的數(shù)字與計數(shù)單位上的數(shù)字的運算.
抓住“數(shù)”與“運算”的一致性,就能夠撥開籠罩在數(shù)及其運算表面的層層面紗,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生建立起知識之間的聯(lián)系,體會知識的本源性、一致性和整體性.因此,在復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,教師要整體把握教學(xué)內(nèi)容,關(guān)注課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化,引導(dǎo)學(xué)生體會知識之間的關(guān)聯(lián),使學(xué)生從整體上掌握相關(guān)內(nèi)容,形成用整體的、聯(lián)系的、發(fā)展的眼光看問題的意識,實現(xiàn)知識與方法的遷移,更高效地達(dá)成復(fù)習(xí)目標(biāo),發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
1.下列運算結(jié)果為負(fù)數(shù)的是( ).
(A) (-3)×(-4 )(B) (-5)×3×(-1)
(C) (-2 021)×0 (D) (-4)×(-2)×(-5)
答案:D.
【評析】此題主要考查有理數(shù)的乘法法則.
2.據(jù)報道:中國為防控疫情做出的巨大努力有目共睹,受到了世衛(wèi)組織和國際權(quán)威公共衛(wèi)生專家的稱贊,其他一些國家也在尋求借鑒中國的經(jīng)驗和防控措施,截至9月17日報道前,境外累計確診病例約78 200 000人次.將78 200 000用科學(xué)記數(shù)法表示應(yīng)為( ).
(A) 7.82×106(B) 0.782×107
(C) 7.82×107(D) 782×106
答案:C.
【評析】此題考查科學(xué)記數(shù)法的表示.
3.如圖11,將一刻度尺放在數(shù)軸上(數(shù)軸1個單位長度是1 cm),刻度尺上0 cm對應(yīng)數(shù)軸上的數(shù)3,那么刻度尺上6.5 cm對應(yīng)數(shù)軸上的數(shù)為( ).
圖11
(A)-2.5 (B)-3.5
(C)-6 (D)-6.5
答案:B.
【評析】此題考查的是數(shù)軸上的點.利用兩點間的距離,求得刻度尺上6.5 cm的點到原點的距離是6.5-3=3.5(c m),對應(yīng)的數(shù)是-3.5.
(A)±4 (B)±2
(C)4 (D)2
答案:C.
【評析】此題考查二次根式的意義.二次根式中的被開方數(shù)是非負(fù)數(shù),利用二次根式有意義的條件,得.進(jìn)而得y=32.所以
答案:3.
6.若4x2+3xy減去某個多項式的差是-4x2-3xy-5y2,那么這個多項式是____________.
答案:8x2+6xy+5y2.
【評析】此題主要考查整式的加減.
7.我們知道,同底數(shù)冪乘法法則為am·an=am+n(其中a≠0,m,n為正整數(shù)).類似地,我們規(guī)定關(guān)于任意正整數(shù)m,n的一種新運算:g(m+n)=g(m)·g(n),若g(1)=-3,則g(2 020)·g(2 021)的值為_______.
答案:-34041.
【評析】此題考查同底數(shù)冪的乘法、有理數(shù)混合運算.由g(m+n)=g(m)·g(n),推得g(2 020)·g(2 021)=g(4 041)=[g(1) ]4041=-34041.
8.下面是小穎同學(xué)進(jìn)行分式化簡的過程,試認(rèn)真閱讀并解答問題:
(1)以上化簡步驟中,小穎在第一步進(jìn)行了哪些運算或變形?試將正確答案的序號寫在橫線上_____;
A.分式通分
B.除法轉(zhuǎn)化為乘法
C.因式分解
D.分式約分
(2)第______步開始出現(xiàn)錯誤,試寫出正確的解答步驟和答案;
答案:(1) ABC;
(2)二,解答步驟和答案如下.
【評析】此題考查因式分解、分式的運算等內(nèi)容.
9.如圖12,“英寸”是電視機(jī)常用尺寸,1英寸約為大拇指第一節(jié)的長,則7英寸長相當(dāng)于( ).
圖12
(A)一支粉筆的長度
(B)課桌的長度
(C)乒乓球桌的寬度
(D)數(shù)學(xué)課本的寬度
答案:D.
【評析】此題考查了數(shù)學(xué)常識,以及基本的計算能力和估算的能力.1英寸約為大拇指第一節(jié)的長,7英寸長是它的7倍,相當(dāng)于數(shù)學(xué)課本的寬度.
10.《商品房銷售面積計算及公用建筑面積分?jǐn)傄?guī)則》中規(guī)定:商品房按“套”或“單元”出售時,商品房的銷售面積為購房者所購買的套內(nèi)或單元內(nèi)建筑面積與應(yīng)該分?jǐn)偟墓媒ㄖ娣e(以下簡稱“公攤面積”)之和,即“銷售面積=套內(nèi)建筑面積+公攤面積”.房屋公攤面積及分?jǐn)傁禂?shù)直接關(guān)系到購房者的利益.其中,.
某地區(qū)出售A,B兩種商品房:A商品房的銷售面積為120平方米,分?jǐn)傁禂?shù)為; B商品房的銷售面積比A住房大,公攤面積也有所增加.
(1) A商品房的公攤面積為_______;
(2)某銷售人員稱“B商品房較A商品房增加的公攤面積僅是增加的套內(nèi)建筑面積的一半,因此B商品房的分?jǐn)傁禂?shù)更小”,試判斷該銷售人員的言論是否可信,并說明理由.
答案:(1)20平方米;
(2)設(shè)B商品房較A商品房所增加的公攤面積為a,則增加的套內(nèi)建筑面積為2a.因為B商品房的分?jǐn)傁禂?shù)為,所以B商品房的分?jǐn)傁禂?shù)大于A商品房的分?jǐn)傁禂?shù).所以該銷售人員的言論不可信.
【評析】此題主要考查列代數(shù)式及不等式的性質(zhì).