☉江苏省常熟市浒浦学校陈玉纯
聚焦内容效度:函数综合题的命题追求
——以两道中考模考题为例
☉江苏省常熟市浒浦学校陈玉纯
函数综合题是各地中考模考的重要考题,通常会安排全卷最后两题之一,然而由于命题者个人的喜欢与旨趣,常常使得函数综合题的系列设问偏离函数的本质,甚至与函数毫无关联,转向平面几何的某个经典问题,这类考题的一个显著不足就是内容效度不够聚焦.本文选择近期关注的几例中考模考题,给出思路简述,并尝试给出变式改编与相关命题思考,提供研讨,挂一漏万,还望各位专家同行雅正.
模考题1(2016年4月贵州省某地模考题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-x2+ mx+n,过点A(0,4)和C(8,0).
(1)求m、n的值.
图1
(2)若P(t,0)是x轴正半轴上的一个动点,M是线段AP的中点,将线段MP绕点P顺时针旋转90°得线段PB.过点B作x轴的垂线,过点A作y轴的垂线,两直线相交于点D.
①小南同学经过分析发现:点D可以落在抛物线上.你觉得可能吗?如果可能,请求出t的值;如果不可能,请说明理由.
②当以点A、B、D为顶点的三角形与△AOP相似时,求此时t的值.
思路简述:(1)用待定系数法求出二次函数的解析式,从而得到m、n的值分别为、4.
(2)①利用△AOP∽△PEB,用含t的式子表示出点D的坐标为(t+2,4),当点D落在抛物线上时,有-(t+2)2+(t+2)+4=4,解得t=3或t=-2,再结合t>0,故当t=3时,点D落在抛物线上.
②需要根据相似三角形的对应关系分类讨论,当点P在线段OC上和点C的右侧两种情况,也就是分别考虑当0<t<8时或当t>8时两种情况,当0<t<8时,若△POA∽△ADB,则,即,整理得t2+16=0,此时t无解,若△POA∽△BDA,同理,解得t=-2+2.当 t>8时,若△POA∽△ADB,则,即,
图2
模考题2(2016年4月福州市某地模考题)如图2,抛物线y=a(x-2)2-1过点C(4,3),交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧).
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点M的坐标;
(2)连接OC,CM,求tan∠OCM的值;
(3)若点P在抛物线的对称轴上,连接BP,CP,BM,当∠CPB=∠PMB时,求点P的坐标.
思路突破:(1)根据待定系数法容易求出y=(x-2)2-1,顶点坐标为(2,1).
(2)如图3,连接OM,构造直角三角形利用勾股定理(或者两点之间距离公式)求出OC、OM、CM的长,从而利用勾股定理逆定理发现△COM是直角三角形,于是可以利用正切函数的定义求出tan∠OCM的值为.
图3
(3)这一问思路较难获取,首先草图分析,分离“伪装抛物线”(如图4),进一步“目标解析”(如图5),确认∠BMP=45°,也就是要找一点P,满足∠BPC=45°,于是想到构造所谓的“一线三等角”,从而构造出图6所示的问题模式,获得重要进展.可以利用△PCQ∽△BPM分析PM的长,从而贯通思路,注意点P有两解,即(2,2+)或(2,2-√5).
图4
图5
图6
学生是学习的主体,我们在习题命制时,应该注重学生的思维连续性,确保每个设问都并非是孤立的问题,借助于设问之间的联系,将学生原有的知识和解决数学问题的方法连贯起来,借助于问题的解决过程内化学生认知,发散学生思维,提升学生的解题能力.从上面的思路突破来看,两个模考题的最后一问基本与前面的题干没有多大关系,特别是与抛物线基本没有联系,这种让大题干提前“枯萎”的设问方式值得商榷.知易行难,以下我们对模考题2提出变式改编,提供研讨:
模考题2的第(3)问变式改编:设直线x=a分别交抛物线、x轴于点P、H.当时,求a的值.
改编意图:可以发现,我们改编的意图主要是让设问保持与题干中抛物线发生关联,而不是离开抛物线另外设问.
一个现实是,目前各级初三模考或者中考试卷中,函数为载体的(特别是二次函数)综合题出现的几率极高,然而由于初中阶段对函数包括二次函数的研究还比较局限,并没有涉及更多高中阶段中的解析几何的性质,所以很多函数综合题往往不能深入探讨函数的图像与性质,这时不少命题者选择将函数图像与几何性质相结合,生成一些人为制造的“平面直角坐标系搭台,平面几何难题构造来唱戏”的试题,由于这类试题较容易编制,也就在各类中考分类汇编、教辅资料中“流行”起来,甚至细化出很多考题分类,比如,抛物线与三角形综合题,抛物线与圆综合题,一次函数与平行四边形翻折综合题,二次函数与一次函数的综合题,以及一些动点问题等,“应试”“备考”之风在这些资料的“引领”下扎实开展.笔者根据命题经验初步思考后认为,关于函数综合题的命题,应该有如下追求:
1.函数综合题应以函数为主干,注意内容效度
从上面两个模考题来看,虽然题干中都是以抛物线为载体,但是当第(1)问明确函数关系式之后,后续的设问与抛物线基本没有多少联系,设问或考查的难点却是几何模式图形的识别与构造,这样的考题与其说是函数综合题,不如说是稍有难度的平面几何题,而且是“超标”的几何题.从命题的相关指标来看,试题的内容效度难有保证.
2.函数综合题应聚焦核心概念,注意上下关联
函数综合题如何聚焦核心概念,我们认为,应该特别体现函数本质的对应思想、增减性、数形结合等内容.此外,对于综合题来说,往往安排2~3个小问,这几个小问既要注意“递进”式设计,同时又需要注意设问的“距离”,即不同小问之间追求内在关联,从形式上看是并列式问题、互不干扰,但求解的思想方法、突破策略,却可以互为启发,这也是我们在上文提供不同模考题的变式改编的主要追求.
3.函数综合题应关注学生思维,注意经验积累
研究解答函数综合题不仅仅是为了考试多得分、得到分,反思解题过程,形成经验积累,也是数学学习中不可或缺的核心内容.解题活动的核心价值是掌握数学,解题是一种最贴近数学思维的实质性活动,是掌握数学、学会“数学地思维”的关键途径.函数综合题要关注学生数学思维的形成,要使学生学会分析,将原有的认知和解题经验迁移过来;学会思考,反思现有问题与原有经验的差异性,发散思维,避免思维定势;学会解题,在同化和顺应的过程中选择最佳的破解难题的方法和途径,在成功的体验中发展能力.唯有如此,我们的习题教学才能充分发挥学生的主观能动性,使学生的解题能力与智力、思维、能力的发展同行.
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