沈惠娟
[摘 要]文章選取近十年南寧市的中考數(shù)學(xué)試題,針對(duì)試題主要體現(xiàn)的數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、分類討論思想以及化歸思想四種數(shù)學(xué)思想的考查情況進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的教學(xué)建議。
[關(guān)鍵詞]中考數(shù)學(xué)試題;數(shù)學(xué)思想;分析;教學(xué)建議
[中圖分類號(hào)]? ? G633.6? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058(2023)05-0029-07
一、問題提出
近年來的南寧市中考數(shù)學(xué)試題千變?nèi)f化,注重考查學(xué)生解決問題的綜合能力以及對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用能力。中考數(shù)學(xué)試題涵蓋了初中數(shù)學(xué)所涉及的思想方法,其中主要數(shù)學(xué)思想有用字母表示數(shù)的思想、數(shù)形結(jié)合思想、方程與函數(shù)思想、圖形運(yùn)動(dòng)思想、分類討論思想、化歸思想、整體代換思想等,常用的數(shù)學(xué)方法有待定系數(shù)法、配方法等。本文選取近十年(2013—2022年)南寧市的中考數(shù)學(xué)試題,針對(duì)試題體現(xiàn)的數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、分類討論思想、化歸思想四種數(shù)學(xué)思想的考查情況進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的教學(xué)建議,為初中數(shù)學(xué)教學(xué)提供參考。
二、近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題數(shù)學(xué)思想的考查情況
針對(duì)近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題主要體現(xiàn)的數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、分類討論思想、化歸思想四種數(shù)學(xué)思想的考查情況進(jìn)行分析與整理,具體如表1至表7所示。
(一)近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中體現(xiàn)四種數(shù)學(xué)思想的題量
近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中體現(xiàn)四種數(shù)學(xué)思想的題量如表1所示。
數(shù)學(xué)思想之間是相互關(guān)聯(lián)的,一道題可能會(huì)體現(xiàn)多種數(shù)學(xué)思想,為了方便研究,表1中列出的是能重點(diǎn)突出四種數(shù)學(xué)思想的題目。從表1中可以看出,近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題對(duì)以上四種數(shù)學(xué)思想的考查還是比較均衡的,且趨向于在大題中綜合考查多種數(shù)學(xué)思想。例如,2020年第26題考查數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、化歸思想,2021年第24題考查數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想,2022年第25題綜合考查了數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、分類討論思想。具體到每一種數(shù)學(xué)思想,各年份中考數(shù)學(xué)試題考查的程度有所不同。如2014年、2015年、2021年并沒有考查分類討論思想,但數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、化歸思想近十年都有考查。
由表1的相關(guān)數(shù)據(jù)可知,近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題對(duì)數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想的考查題量相對(duì)較多,考查這兩種數(shù)學(xué)思想方法的題目平均每年都有2道以上。近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題在考查數(shù)形結(jié)合思想時(shí)主要考查學(xué)生對(duì)數(shù)與形的理解、數(shù)形轉(zhuǎn)換及應(yīng)用;對(duì)于函數(shù)與方程思想則是從數(shù)學(xué)實(shí)際應(yīng)用的角度來進(jìn)行考查,通常從實(shí)際生活中抽象出問題背景及材料,考查學(xué)生能否將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題來解決,體現(xiàn)出數(shù)學(xué)不能脫離現(xiàn)實(shí),不能脫離生活實(shí)際。
(二)近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中體現(xiàn)四種數(shù)學(xué)思想的題型
近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中體現(xiàn)四種數(shù)學(xué)思想的題型如表2所示。
從表2中可以看出,數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、化歸思想在各種題型中均有體現(xiàn),分類討論思想僅在解答題中出現(xiàn)。
如2019年第17題:《九章算術(shù)》作為古代中國(guó)乃至東方的第一部自成體系的數(shù)學(xué)專著,與古希臘的《幾何原本》并稱現(xiàn)代數(shù)學(xué)的兩大源泉。在《九章算術(shù)》中記載有一問題“今有圓材埋在壁中,不知大小。以鋸鋸之,深一寸,鋸道長(zhǎng)一尺,問徑幾何?”小輝同學(xué)根據(jù)原文題意,畫出圓材截面圖如圖1所示,已知:鋸口深為1寸,鋸道[AB=1]尺(1尺=10寸),則該圓材的直徑為? ? ? ? ? 寸。
解:如圖2所示,設(shè)[⊙O]的半徑為[r],在[Rt△ADO]中,[AD=5],[OD=r-1],[OA=r],則有[r2=52+(r-1)2], 解得[r=13],所以[⊙O]的直徑為26寸。
此題考查學(xué)生是否會(huì)利用參數(shù)構(gòu)建方程解決問題,屬于中考??碱}型。
(三)近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中數(shù)學(xué)思想方法考查的主要知識(shí)點(diǎn)
近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中四種數(shù)學(xué)思想考查的主要知識(shí)點(diǎn)如表3所示。
從表3中可以看出,考查數(shù)形結(jié)合思想的題目涉及的知識(shí)點(diǎn)很多,如找規(guī)律、函數(shù)的綜合應(yīng)用、圓的性質(zhì)等,且無論是解答題還是選擇題、填空題,都可以考查學(xué)生對(duì)數(shù)形結(jié)合思想的理解與運(yùn)用??疾楹瘮?shù)與方程思想的題目涉及的知識(shí)點(diǎn)主要有一元一次方程、一元二次方程、一次函數(shù)、二次函數(shù)等,試題通??疾閷W(xué)生能否從實(shí)際生活背景中抽象出函數(shù)模型,然后通過解方程(組)來獲得問題的答案??疾榉诸愑懻撍枷氲念}目涉及的知識(shí)點(diǎn)也是比較多的,且既可以通過圖形的位置變化來考查(如根據(jù)直角三角形的直角頂點(diǎn)坐標(biāo)位置不同進(jìn)行分類等),也可以通過圖形的形狀變化來考查,還可以通過應(yīng)用函數(shù)討論實(shí)際問題的最優(yōu)解來考查。主要考查學(xué)生是否有分類討論的意識(shí),能否具體情況具體分析。而考查化歸思想的題且則注重考查學(xué)生在遇到不熟悉的問題時(shí)能否將其轉(zhuǎn)化為熟悉的問題來求解。在近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中,有兩年的選擇題或填空題考查了求不規(guī)則圖形的面積。從熟悉的圖形面積轉(zhuǎn)化到不熟悉的圖形面積,這是考查化歸思想的試題的一個(gè)突出考點(diǎn)。解答題通過求函數(shù)解析式和進(jìn)行相關(guān)證明,考查學(xué)生是否能利用化歸思想來解題,具體來說是能否運(yùn)用待定系數(shù)法、韋達(dá)定理等方法解題。事實(shí)上,大部分南寧市中考數(shù)學(xué)試題都隱含化歸思想,學(xué)會(huì)對(duì)問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化是學(xué)生正確解答試題的關(guān)鍵。這反映出了將幾種數(shù)學(xué)思想相互滲透,對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行交叉考查甚至學(xué)科交叉作為問題的背景材料是中考數(shù)學(xué)試題的一大特點(diǎn)及趨勢(shì)。
如2021年第24題(部分節(jié)選):如圖3是某跳臺(tái)滑雪訓(xùn)練場(chǎng)的橫截面示意圖,取某一位置的水平線為[x]軸,過跳臺(tái)終點(diǎn)[A]作水平線的垂線為[y]軸,建立平面直角坐標(biāo)系。圖中的拋物線[C1:y=-112x2+76x+1]近似表示滑雪場(chǎng)地上的一座小山坡,某運(yùn)動(dòng)員從點(diǎn)[O]正上方4米處的點(diǎn)[A]滑出,滑出后沿一段拋物線[C2:y=-18x2+bx+c]運(yùn)動(dòng)。(1)當(dāng)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到離A處的水平距離為4米時(shí),離水平線的高度為8米,求拋物線[C2]的函數(shù)解析式(不要求寫出自變量[x]的取值范圍);(2)在(1)的條件下,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的水平距離為多少米時(shí),運(yùn)動(dòng)員與小山坡的豎直距離為1米?
本題第(1)問考查的是求二次函數(shù)的解析式,考生通過觀察函數(shù)圖象,結(jié)合題目所給條件得到已知點(diǎn)的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入便可求出參數(shù);第(2)問考查的是“已知函數(shù)的值,求自變量的取值”問題,考生只需將問題化歸為“一元二次方程求解”問題即可解決。此題是將實(shí)際問題與二次函數(shù)模型相結(jié)合的典型考題,也是數(shù)形結(jié)合思想、化歸思想、函數(shù)與方程思想的綜合應(yīng)用。數(shù)形結(jié)合思想通常也用在與函數(shù)有關(guān)的問題上,與函數(shù)相關(guān)概念相結(jié)合進(jìn)行考查。中考數(shù)學(xué)試題的背景常設(shè)計(jì)為學(xué)生日常生活場(chǎng)景,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。要求學(xué)生能用函數(shù)與方程的觀點(diǎn)去看待問題,從而體現(xiàn)函數(shù)與方程思想的應(yīng)用。從這道題中我們可知,數(shù)學(xué)思想是相互結(jié)合考查的,數(shù)學(xué)思想之間是密切聯(lián)系的。
(四)近十年南寧市中考數(shù)學(xué)試題中數(shù)學(xué)思想的考查難度及試題數(shù)量
為了便于研究中考數(shù)學(xué)試題中數(shù)學(xué)思想的考查難度,本文采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出每道相關(guān)試題的難度系數(shù),并統(tǒng)計(jì)四種數(shù)學(xué)思想的各題型相應(yīng)試題的數(shù)量(如表4至表7)。影響試題難度的因素可以大致分為知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、知識(shí)點(diǎn)的深度、題目題型、知識(shí)點(diǎn)在學(xué)科中的地位、學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的熟悉程度等。根據(jù)這幾個(gè)因素的影響,計(jì)算出相應(yīng)試題的難度。
由表4中可知,考查數(shù)形結(jié)合思想的試題總體難度“易”的很少,“較難”的最多。從題型來看,選擇題從“易”到“難”均有體現(xiàn),通常是以形助數(shù)、數(shù)形結(jié)合為主。而填空題難度多為“一般”,解答題總體難度偏大。中考數(shù)學(xué)中有關(guān)數(shù)形結(jié)合的填空壓軸題、解答題通常會(huì)涉及圖象上的動(dòng)點(diǎn)、圖形的折疊與翻轉(zhuǎn)、求解最值、函數(shù)的綜合應(yīng)用等較為抽象的幾何問題,解題運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性強(qiáng),不僅要求數(shù)形緊密結(jié)合,還要求考生能想象出圖形的變化,有較強(qiáng)的想象、猜想、歸納、探索等能力。因此,與數(shù)形結(jié)合相關(guān)的填空壓軸題、解答題難度會(huì)較大。
由表5可知,函數(shù)與方程思想的考查多集中在解答題中。相比之下,選擇題與填空題多是考查學(xué)生能否根據(jù)題目找到等量關(guān)系式列出方程或方程組,題目中涉及的知識(shí)點(diǎn)多為有關(guān)圓的半徑問題、求商品價(jià)格等,學(xué)生較熟悉,理解題意及解答難度相對(duì)不大。在解答題中,函數(shù)與方程思想的考查知識(shí)點(diǎn)有關(guān)于二元一次方程、不等式、二次函數(shù)等的實(shí)際問題,這些題目信息中的等量關(guān)系顯而易見,因此這類題的難度屬于“一般”。而一旦和二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、動(dòng)點(diǎn)問題及證明猜想等聯(lián)系在一起,此類解答題的難度就會(huì)增加。主要考查學(xué)生是否會(huì)用運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)看待問題并找出等量關(guān)系,有時(shí)條件比較隱蔽,因此解題難度較大。
由表6可知,考查分類討論思想的試題難度多為“一般”與“較難”,考查的內(nèi)容有根據(jù)圖形位置進(jìn)行分類討論以及對(duì)解決實(shí)際問題中最優(yōu)解的分類討論等。知識(shí)點(diǎn)涉及分類計(jì)數(shù)、方程、圖形、函數(shù)圖象等。