福建中考数学几何试题特点及学生解题策略研究

2024-12-16 00:00:00林蕉苹
考试周刊 2024年42期

作者简介:林蕉苹(1982~),女,汉族,福建福州人,福建省漳州市第三中学,研究方向:数学教学。

摘 要:文章以福建省中考数学几何试题为研究对象,对近年来福建中考数学几何试题进行分析,总结了试题的特点,并针对学生解题过程中存在的问题,提出了相应的解题策略。研究发现,福建中考数学几何试题重视基础知识的考查,注重考查学生的空间想象能力、逻辑推理能力和数形结合思想,也重视与实际生活的结合。为此,学生应掌握基本定理和公式,加强图形的观察与分析,灵活运用数形结合的方法,培养良好的解题习惯。

关键词:福建中考;数学试题;几何;解题策略

中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1673-8918(2024)42-0086-04

数学是中考的重要科目之一,其中几何部分占有较大比重。福建省的中考数学试题题型灵活多变、注重能力考查。文章将对福建中考数学几何试题的特点进行分析,并针对学生解题过程中的问题提出相应对策,以期对初中数学教学提供参考。

一、福建中考数学几何试题的特点

(一)重视基础知识的考查

福建中考数学几何试题注重对基础知识的考查,试题涵盖了初中阶段所学的各个几何知识点,如图形的基本性质、全等三角形、相似三角形、平行线、圆、投影与视图等。这些基础知识是解题的前提和基础,只有扎实掌握这些知识,才能在解题过程中熟练运用。

(二)注重考查学生的空间想象能力

空间想象能力是学习几何的重要能力之一,福建中考数学几何试题通过多样化的题型,如立体图形的三视图、展开图、旋转与平移等,考查学生对空间图形的想象与理解。这些试题要求学生在头脑中形成清晰的空间图像,并能灵活地对图像进行移动、变换和重组。

例题1:已知一个长方体ABCD—A′B′C′D′,其中AB=3 cm,BC=4 cm,AA′=5 cm,点P是棱B′C′上的一点,若BP⊥CC′,求BP的长度。

解析:本题考查学生对长方体空间位置关系的理解和空间想象能力。学生需要在脑海中想象出长方体的形状,并根据已知条件,利用空间向量或者勾股定理求解BP的长度。

(三)考查学生的逻辑推理能力

几何证明题是考查学生逻辑推理能力的重要题型,福建中考数学试题中几何证明题的比重较大,这些试题通过已知条件和待证结论,考查学生的逻辑推理和论证能力,学生需要根据几何定理和公理,通过演绎推理得出结论,论证过程要严谨、缜密。

例题2:在Rt△ABC中,∠C=90°,CD⊥AB于D,CE平分∠ACB,证明:AD=BD。

解析:本题考查学生对直角三角形性质的理解和逻辑推理能力,学生需要根据已知条件,利用三角形的全等条件、中线定理等,通过逻辑推理论证出AD=BD。

(四)体现数形结合的思想

数形结合是数学的基本思想之一,其在福建中考数学几何试题中多有体现。试题通过将代数方法与几何知识相结合,考查学生的解题能力。学生需要灵活运用所学的数学知识,通过代数计算解决几何问题,或者通过几何图形的性质分析简化代数计算。

例题3:在矩形ABCD中,AB=3 cm,BC=4 cm,点P在对角线AC上,且∠PDC=45°,求AP的长度。

解析:本题考查学生数形结合的能力,学生可以利用矩形的性质,通过勾股定理求出对角线AC的长度,再利用三角函数求出AP的长度,体现了几何性质与代数计算的结合。

(五)联系实际生活

福建中考数学几何试题注重联系实际生活,经常通过生活化的题材考查学生的数学应用能力。这些试题将几何知识与实际问题相结合,学生需要运用所学知识解决实际问题。

例题4:某学校操场是一个半圆形,直径长100米,现需要在操场边缘铺设一圈跑道,跑道宽2.5米,铺设跑道需要多少平方米的面积?(π取3.14)

解析:本题将几何知识与实际生活相结合,考查学生的应用能力。学生需要根据半圆形操场的形状,利用圆的面积公式,求出跑道的面积,体现了几何知识在实际问题中的应用。

综上所述,福建中考数学几何试题重视基础知识,注重考查学生的空间想象能力、逻辑推理能力和数形结合的思维方式,同时,注重联系实际生活。这些特点反映了试题的全面性和综合性,对学生的几何素养提出了较高的要求。

二、学生解题存在的问题

(一)基础知识掌握不扎实

基础知识是解决几何问题的前提和基石,如果学生对基本定理、公式和性质掌握不牢、理解不透,就会在解题过程中束手无策,难以找到突破口。具体来说,学生在以下几何知识点方面经常出现问题:

1. 平行线知识

平行线是几何学习的重要内容,涉及平行线的判定、性质、证明等多个方面,学生往往对以下知识点掌握不清:平行线的判定定理:同位角相等、内错角相等、同旁内角互补等。平行线的性质定理:两直线平行于第三条直线,则这两直线平行;两直线截割一组平行线,所得的同位角、内错角、同旁内角分别相等。平行线的证明方法:利用三角形全等、角平分线、梯形的性质等。学生常常混淆这些概念,在遇到平行线问题时思路不清,解题速度慢。

2. 全等三角形与相似三角形

全等和相似是研究三角形的重要方法。学生对以下知识点的混淆会导致解题障碍:全等三角形的判定定理:SAS、ASA、AAS、HL、SSS(不常用)。相似三角形的判定定理:AA、SAS、SSS(其中AA最常用)。全等三角形的性质:全等三角形对应边相等,对应角相等。相似三角形的性质:相似三角形对应角相等,对应边成比例。学生常常记不清全等和相似的条件,或者搞不清全等和相似的异同,从而无法正确运用相关性质进行证明。

3. 圆的知识

圆是平面几何的重要内容,涉及圆的性质、圆与直线的关系、圆与圆的关系等。学生易犯的错误有:搞不清圆心角、圆周角、弧、弦等基本概念,记不住圆周角定理、弦切角定理、弦弦角定理等重要定理,混淆切线的判定、性质与证明方法,对圆的位置关系(内切、外切、相交)缺乏直观理解。

只有打牢基础,才能在解题时做到快速反应、融会贯通。教师在教学中,也应重视基础知识的教学,通过测试讲评、知识梳理等教学环节,帮助学生夯实知识根基,掌握解题的基本功。

(二)空间想象能力欠缺

空间想象能力是解决立体几何问题的关键,然而,许多学生的空间想象能力较为欠缺,难以在脑海中形成清晰的立体图像,尤其对图形的位置关系和空间变换缺乏直观认识,导致学生在解题时无法准确分析图形,难以找到解题的突破口。

(三)逻辑推理能力缺乏

逻辑推理能力是几何证明题的核心要求,一些学生在证明题中表现出逻辑推理能力的不足,主要表现为:证明思路不清晰、论证不严谨、无法找到合适的证明方法等,这导致学生在解题时思路混乱,难以得出正确结论。

(四)数形结合思想运用不够

数形结合是解决几何问题的重要思想方法,但一些学生在解题时对数形结合的运用不够熟练。主要表现为:不善于用代数方法解决几何问题,不能很好地将图形转化为数量关系,对代数与几何知识的综合运用不够灵活等,导致在解题时思路受限,难以发挥数形结合的优势。

例题:在△ABC中,AB=AC,D是BC上的点,且AD平分∠BAC,证明:BD=CD。

解析:这道题考查学生的逻辑推理能力,学生需要根据已知条件,通过演绎推理得出结论。如果学生无法找到合适的证明思路,如利用全等三角形或者角平分线的性质,就难以完成证明过程。

(五)审题能力有待提高

审题能力是解题的基础,但一些学生在解题时存在审题不仔细、理解不准确的问题。主要表现为:遗漏重要条件、误解题意、未能把握问题的关键等,这导致学生在解题时走入误区,得出错误结论。

针对以上问题,教师应加强学生基础知识的学习,培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力,指导学生灵活运用数形结合的思想方法,并提高学生的审题能力。同时,教师应指导学生加强习题训练,通过多样化的题型帮助学生巩固知识,提高解题能力。

三、学生解题策略

(一)夯实基础知识,掌握基本定理和公式

几何学习的基础是扎实的定理和公式功底,学生应熟记并理解各种几何图形的性质、判定定理、计算公式等基本知识。只有对这些知识点烂熟于心,才能在解题时迅速调用、灵活运用。建议学生重视基础知识的学习和巩固,在记忆的基础上,深入理解其中的原理和推导过程,形成完整的知识体系。同时,还要注重练习和应用,通过大量习题巩固知识,提高运算能力。教师要引导学生系统复习重点知识,查缺补漏,并适时进行测试和强化训练。

(二)加强图形观察与分析,提高空间想象能力

空间想象能力是学习几何的重要基础,学生要学会从不同角度观察分析图形,在头脑中形成清晰的空间图像,并能对图像进行移动、变换、组合等。建议学生多观察生活中的几何形体,并进行主动分析和思考,可以借助实物模型、多媒体演示等直观教具,加深对图形的理解。同时,还要多做空间想象题,如对图形进行ba767f0104acb8fa9c46dcf5362f4633aba043c31200a56e5e011753761469c8截切、折叠、旋转等操作,锻炼思维的灵活性。教师则要创设形象生动的教学情境,引导学生探索图形的多面性,培养学生由直观到抽象、由具体到一般的思维能力。

(三)重视逻辑推理,培养严密的数学思维

几何证明离不开严密的逻辑推理,学生要养成抽丝剥茧、环环相扣的思维习惯,做到论证过程严谨缜密,层次分明。要学会运用演绎、归纳等推理方法,根据已知条件逐步推出结论,做到有理有据。建议学生重视逻辑思维的训练,多做需要推理论证的题目。解题时要学会把握题目条件,理清推理线索,列出论证思路,每一步都做到有根有据。平时也可以阅读一些数学史料、名家证明,学习严谨的数学语言和规范的表述方式。教师则要注重引导学生树立形式化思维,鼓励学生尝试多种证明方法,培养不怕困难、敢于质疑的探究精神。

(四)运用数形结合,提高解题能力

数形结合是数学的重要思想方法,在解决几何问题时,学生要学会利用代数方法将图形抽象为数量关系,再用数学运算揭示事物的内在联系,从而探求问题的解决途径。建议学生加强代数和几何知识的融合,理解二者的内在联系。解题时要善于从图形中提取数量信息,灵活运用坐标系、参数方程、向量、三角函数等工具,将问题转化为代数运算。同时,还要注重从几何直观中领悟代数法则,用形象思维理解数学抽象。教师则要引导学生发现数形结合的典型例题,启发学生从多角度分析问题的数学实质,体会数学的简洁与美妙。

综上所述,要提高几何解题能力,学生应从夯实基础、观察分析、逻辑推理、数形结合、规范习惯等方面入手,教师则要从多角度引导学生,激发学生学习兴趣,培养学生的数学思维和创新意识,促进学生几何核心素养的全面发展。

四、例题分析

如图1,已知△ABC内接于⊙O,CO的延长线交AB于点D,交⊙O于点E,交⊙O的切线AF于点F,且AF∥BC。(1)求证:AO∥BE;(2)求证:AO平分∠BAC。

(1)求证:AO∥BE

证明:①连接OB,在△ABC中,OC⊥AB(△ABC的内心性质),∴∠OCB=90°。②∵CO延长线交AB于点D,∴∠OCD=90°(∵∠OCB=90°)。③∵在⊙O中,OC为直径,∴∠OEB=90°(圆周角定理)。④∵∠OCD=∠OEB=90°,∴BE⊥OC。⑤∵AO⊥OC(△ABC的内心性质),∴AO∥BE。

解析:本题考查学生运用圆周角定理、三角形内心的性质进行逻辑推理证明的能力。证明过程需要学生深刻理解并灵活运用以下知识点:(1)内接三角形内心的性质:内心到三边的距离相等,内心与外心、重心的连线互相垂直;(2)圆周角定理:圆周角所对的弧度数为圆心角的一半,直径所对的圆周角为直角;(3)平行线判定定理:两直线垂直于同一直线,则这两直线平行。要完成证明,学生需要进行缜密的逻辑推理,层层递进,体现了严谨的数学思维。

(2)求证:AO平分∠BAC

证明:①连接BO,在△ABC中,AO=BO(△ABC的内心性质),∴△ABO是等腰三角形。②∵△ABO是等腰三角形,∴∠BAO=∠ABO。③∵AF∥BC,∴∠BAF=∠ACB(同位角)。④∵∠ABO=∠BAF(∵圆周角∠BEF所对弧∠BAF=圆心角∠BOA的一半),∴∠BAO=∠BAF=∠ACB。⑤∴AO平分∠BAC。

解析:本题进一步考查了学生综合运用三角形内心性质、圆周角定理、平行线性质进行逻辑推理的能力。在证明过程中,学生需要发现△ABO是等腰三角形,从而得出∠BAO=∠ABO,然后利用平行线的同位角性质,得出∠BAF=∠ACB,再利用圆周角定理,得出∠ABO=∠BAF。通过层层推理,最终得出AO平分∠BAC的结论。这个过程体现了由特殊到一般、由局部到整体的数学思想,需要学生具有全局观念和缜密思维。

通过以上分析,我们可以将这道题的解题策略总结如下:①明确已知条件和结论目标,把握题目中的几何元素(如△ABC、⊙O等),构建解题思路。②运用三角形内心的性质(如内心到三边等距离、垂直于外心和重心的连线等),结合题目条件进行推理。③灵活运用圆的性质(如圆周角定理、直径所对圆周角为直角等),探究图形之间的内在联系。④善于利用平行线的性质(如同位角相等),将不同位置的角度联系起来,简化推理难度。⑤层层推进,步步为营,进行严密的逻辑论证,最终得出结论,让每一步推理都经得起推敲。⑥注重解题过程的规范性,在草稿纸上将图形画清楚,将推理步骤一一列出,让他人能看懂解题思路。

参考文献:

[1]王秋娟.探究解题策略内化数学思想——例谈中考数学压轴题的解题策略[J].数理化解题研究,2024(2):71-73.

[2]唐雪儿.核心素养视角下的数学中考试卷分析[D].上海:华东师范大学,2022.

[3]雷秀花.基于推理能力的福建省中考数学试题研究[D].闽南师范大学,2022.

[4]曹瑾.中考数学二次函数压轴题常见题型及解题策略[J].数理天地(初中版),2024(5):50-52.

[5]陈平.运算素养视角下高中数学解题教学策略研究——以某一圆锥曲线综合问题为例[J].数理化解题研究,2024(6):56-58.

[6]巩莹.基于思维可视化的小学数学解题策略研究[J].教育艺术,2024(2):33-34.