324400 浙江省龙游县教育局教研室 李云萍
324400 浙江省衢州市教育局教研室 刘 芳
初中学业水平考试承担着评价、选拔、甄别、引领等多项功能,压轴题作为全卷的重头戏,更是发挥着考试风向和教学导向作用.2021年衢州市初中学业水平考试(中考)数学卷压轴题的命制在素材背景、知识考向、试题立意以及呈现形式等方面都是对2020年初中学业水平考试命题基础的沿革与创新.其命题素材均来自教材中的矩形“十字型”例题、习题,成题形式均采用近年热门的“三段式”.笔者对近两年衢州中考数学卷压轴题进行评析,并给出同类创编试题及教学思考.
题目1(2021衢州卷-24)
【推理】
如图1,在正方形ABCD中,点E是CD上一动点,将正方形沿着BE折叠,点C落在点F处,联结BE,CF,延长CF交AD于点G.
(1)求证:△BCE≌△CDG.
【运用】
【拓展】
题目2(2020衢州卷-24)
【性质探究】
如图4,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O.AE平分∠BAC,交BC于点E.作DF⊥AE于点H,分别交AB,AC于点F,G.
(1)判断△AFG的形状并说明理由.
(2)求证:BF=2OG.
【迁移应用】
图1图2
图3图4
【拓展延伸】
从“形”上看,近两年的压轴试题呈现形式有一定延续性,新颖简约,层次分明,三段题干叙述清晰,问题设计坡度合理,蕴含较丰富的思维含量,兼顾整体性又对“个性发展”的差异性作出有效甄别.试题将图形性质的探究从特殊引向一般,着力考查图形通性、解题通法,对学生的思维能力考查随着设问的深入而逐步提高,符合压轴题的功能定位.
从考查要求看,试题主要考查“三角形全等证明”“线段倍分证明”“数量关系转化”“位置关系转化”“面积关系转化”的一般方法,以此考查和区分不同学生的几何直观、逻辑推理、运算能力等学科核心素养.考查的思想方法也具有普适性,即如何通过通法“设参法”将难点问题转化为“已知”和“可解”.符合条件的图形不唯一,需要分类讨论求解,这很好地考查了优秀学生对几何本质的理解以及逻辑推理能力、运算能力,具有一定难度,富有挑战性.
1.源于教材,高于教材
两道试题的背景素材均为矩形“十字型”模型下的问题变式及拓展,基础模型源自浙教版八年级下册教材第127页作业第4题.衢州卷连续两年的压轴题都依托教材同一道习题进行重构创编,持续研究,不断创新,这既是出于同一地区中考命题延续性的必要,也是出于对同一类问题持续关注、深度探究的需要.教材作业题如下.
图5
已知:如图5,在正方形ABCD中,E,F分别是BC,CD上的点,AE⊥BF.求证:AE=BF.
2.三段设问,关注探究
试题从学生最熟悉的基本图形入手,紧紧围绕图形变化过程中相关变量的关系展开研究,考查基本图形的基本性质,以及边、角、线段比、面积之间转化的一般方法.同时通过设置脉络清晰、层次连贯的“三段式”问题串,揭示数学探究的一般思路,即“探究推理—迁移运用—拓展提升”,在步步深入的探究过程中探寻图形变化规律及数式变化关系.
3.含参运算,分类探索
对于试题最后一个小问的“压轴点”,需要进行含参运算及分类讨论,解题过程中涉及两个参数,分两种情况解决.核心知识为轴对称性质、等腰三角形性质、三角形全等、三角形相似、勾股定理、三角函数、一元二次方程等,渗透的思想方法有特殊到一般、设参转化、方程模型、分类讨论等.考查数学运算、逻辑推理、直观想象等关键能力.
笔者基于教材例题、习题的经典模型继续探索,以矩形“十字型”模型以及边、角、线段比、面积比等作为命题“基本单元”进行试题的同类创编,以下是原创压轴题.
图6
【推断证明】
如图6,在矩形ABCD中,点E是CD的中点,将矩形沿着BE折叠,点C落在点F处,联结BE,CF,延长CF,BF交AD于点G,点H.
(1)判断△GHF的形状并说明理由.
(2)求证:GH=DH.
【迁移探究】
【应用拓展】
从设问上看,本题与2020年衢州卷压轴题是“孪生兄弟”;从图形上看,本题与2021年衢州卷压轴题是“同胞姐妹”,是教材习题和两道试题的良好“再生产物”.从考查知识及方法策略上看,本题也是两道压轴题的统一综合.秉承“以题会类”“一题一课”的变式教学理念,本题作为矩形“十字型”问题探究课的巩固训练题,是非常不错的选择.限于篇幅,笔者只提供小问(4)的简要思路.
图7
图8
纵观近几年浙江各地中考试题,立足教材例题、习题进行改编的试题俯拾皆是,甚至成了中考命题的主流.任取一份试卷,可以发现由教材改编的试题不胜枚举,教材中的例题、习题,特别是经典例题、习题,往往不止一次被改编利用,这类试题源于教材,活于教材,又高于教材,在思想方法上,具有类比迁移和拓展探究性,让学生有“似曾相识”的亲切感.
这就启发教师在日常教学中要发挥教学智慧,更好地利用教材、研究教材,把握好教材的编写意图,挖掘教材的教育价值,引导学生深度研究教材例题、习题,重视对教材例题、习题(特别是重点题型或者基本图形)进行改编、演变、整合、拓展等一题多变的“再创造”行为,让学生感受“变”的现象中蕴藏“不变”的本质,在“不变”的本质中探索“变”的规律,逐步达到以题会类、融会贯通的境界.
上文提及的三道压轴题都是通过遴选教材典型例题、习题,衍生创编不同的变式题,基于教评学一致的原则,由题想教,以题会类,由题思法,法可融通.这启发教师平日进行复习教学时可设计有价值、有意义的“一题一课”教学模式.它归属于变式教学的一种,通过一道题的深入研究,挖掘内在的学习线索,设计一组不同层次的探究题,组织学生进行相关的数学活动,以达成一定的教学考查目标.
譬如上文原创试题的小问(4)思路明晰,设参法一目了然.而对于2021年衢州中考卷24题小问(3),如图9,同样可借助设参法搭建思维路径,其中一种解答的简要步骤如下.
图9
由上可见,设参法、构造方程等策略可成功转化复杂图式的数量关系和面积关系,体现以题会类,一法多用.通过矩形“十字型”问题探究重组零碎知识,提炼方法策略,突出以培养数学思维为目标指向的数学教学,最终实现数学思维方法的传递和思考过程的交流,这是“一法多用”变式教学的灵魂和核心所在.
笛卡儿曾说:“我所解决的每个问题,都将成为一个范例,用于解决其他问题.我们解决问题的价值在于获得一种方法和能力,以便于迁移应用.”来源于教材矩形“十字型”问题的“三段式”压轴题展示了同一类问题的解决方略.从知识角度看,它们无不与正方形、等腰三角形、直角三角形有关;从解题方法角度看,其解答都离不开构造法,构造三角形全等或相似,构造直角三角形运用勾股定理,还离不开设参法,转化线段和面积数量关系;从数学思想角度看,它们渗透了转化化归、分类讨论、方程等思想;从核心素养角度看,它们培养学生数学运算、逻辑推理、直观想象等核心素养和关键能力.
关于矩形背景试题的思维导图(如图10所示,图见文末)生动再现了一类试题所蕴含的知识、方法、思维的精髓,这体现了数学的魅力、教学的智慧.思想升华、万法一统真正促使学生深刻理解解决问题的程序与步骤,引导学生有逻辑、有序地思考和知识建构,这种循序渐进、拾级而上的教学过程与方法正体现出数学育人的力量所在,是培养学生数学理性思维的有效载体.
图10