陳莉紅 曹經(jīng)富
摘 ?要:以2021年全國(guó)各地中考數(shù)學(xué)試題為研究對(duì)象,對(duì)其中有關(guān)“圖形的性質(zhì)”的試題的命題特點(diǎn)進(jìn)行分析,歸納這類(lèi)試題的命題方式,預(yù)測(cè)未來(lái)的命題趨勢(shì),為一線復(fù)習(xí)教學(xué)提供參考.
關(guān)鍵詞:圖形的性質(zhì);命題思路;命題趨勢(shì);數(shù)學(xué)素養(yǎng);數(shù)學(xué)文化
以2021年全國(guó)各地中考數(shù)學(xué)試題為研究對(duì)象,并抽取了包含新疆(不含西藏)在內(nèi)的覆蓋全國(guó)各省的35套試卷為整卷樣本,對(duì)其中有關(guān)“圖形的性質(zhì)”的試題進(jìn)行分析,歸納這類(lèi)試題的命題特點(diǎn),預(yù)測(cè)未來(lái)的命題趨勢(shì). 本文將分別從考查內(nèi)容、命題思路、復(fù)習(xí)建議三個(gè)方面進(jìn)行分析,并提供適量的模擬題,為一線復(fù)習(xí)教學(xué)提供參考.
一、考查內(nèi)容分析
初中階段幾何學(xué)習(xí)的對(duì)象主要是點(diǎn)、線、面、角、三角形、平面多邊形和圓等幾何圖形.“圖形的性質(zhì)”“圖形的變化”“圖形與坐標(biāo)”分別從演繹證明、運(yùn)動(dòng)變化、量化分析三個(gè)方面研究這些圖形的基本性質(zhì)和相互關(guān)系. 這三個(gè)部分相當(dāng)于研究基本圖形的三個(gè)不同角度,既相互獨(dú)立又相互交織. 在難度較大的綜合性試題中,“圖形的性質(zhì)”與其他兩個(gè)部分或者其他領(lǐng)域的知識(shí)往往會(huì)綜合起來(lái)考查. 據(jù)抽樣統(tǒng)計(jì),2021年各省、市中考數(shù)學(xué)試卷中“圖形與幾何”的分值占整卷的40%左右,這與《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》)中“圖形與幾何”領(lǐng)域的課時(shí)分配是相匹配的. 在抽樣的試卷中,“圖形的性質(zhì)”的分值占“圖形與幾何”分值的75%左右,分值最少的也在50%以上,河北、云南、臺(tái)灣等地的占比更高,在90%左右;題量分布在4到11之間,題型基本覆蓋了選擇題、填空題、解答題(含運(yùn)算、證明、作圖等綜合性、探究性、應(yīng)用性試題)等,分值從2分的選擇題、填空題到14分的解答題甚至壓軸題不等. 隨著全國(guó)中考改革的全面推進(jìn)和教育部中考命題評(píng)估的全覆蓋,大多數(shù)省、市中考都已體現(xiàn)“二考合一”的特點(diǎn),對(duì)“圖形的性質(zhì)”的考查也在悄然發(fā)生變化,2021年有更多省、市的中考數(shù)學(xué)試題對(duì)“圖形的性質(zhì)”考查難度有所降低,在回歸基礎(chǔ)、突出本質(zhì)、強(qiáng)化思維與表達(dá)、創(chuàng)設(shè)情境、滲透育人價(jià)值等方面都做了有益的探索.
“圖形的性質(zhì)”是以平面圖形為研究對(duì)象,以點(diǎn)、線、角為基本要素,研究基本圖形中各基本要素之間的關(guān)系,以及圖形與圖形之間的關(guān)系,這些關(guān)系主要是指數(shù)量關(guān)系及位置關(guān)系. 主要知識(shí)內(nèi)容包括:點(diǎn)、線、面、角;相交線與平行線;三角形;四邊形;圓;尺規(guī)作圖;定義、命題、定理.
“點(diǎn)、線、面、角”這部分內(nèi)容主要有兩個(gè)方面. 一是對(duì)點(diǎn)、線、面、角的認(rèn)識(shí),以及對(duì)線段、距離及角的概念的理解,再進(jìn)一步理解線段和角是幾何中的運(yùn)算對(duì)象,是可以比較大小、求和差、可度量、可表達(dá)的對(duì)象. 二是掌握幾個(gè)基本事實(shí),如兩點(diǎn)確定一條直線、兩點(diǎn)之間線段最短等. 這些是研究初中幾何的基礎(chǔ),會(huì)滲透在后續(xù)基本圖形的學(xué)習(xí)過(guò)程中. 因此,對(duì)這部分內(nèi)容的考查,通常會(huì)與其他知識(shí)綜合考查. 2021年只有極少數(shù)中考試題以選擇題、填空題的形式考查了這部分內(nèi)容,屬于容易題、送分題. 例如,河北卷第1題、貴州貴陽(yáng)卷第2題.
“相交線與平行線”這部分內(nèi)容主要包括“三線八角”、垂線、垂線段、平行線等的基本概念,關(guān)于垂線、平行線的基本事實(shí),以及平行線判定定理、性質(zhì)定理等.“三角形”“四邊形”“圓”分別是初中幾何的基本圖形,他們的研究思路基本是一致的:圖形的認(rèn)識(shí)(含圖形及圖形組成要素邊、角、相關(guān)線段的定義)—圖形的分類(lèi)—圖形的性質(zhì)(各要素之間的關(guān)系)—圖形的判定—圖形之間的關(guān)系(全等、相似等)”等. 這些內(nèi)容是“圖形的性質(zhì)”考查的主體,既可以以不同的基本圖形為載體單獨(dú)考查,又可以綜合考查. 例如,以圓為載體與三角形或四邊形綜合考查,是常見(jiàn)的考查方式. 根據(jù)抽樣的35份試卷分析,這部分內(nèi)容考查的分值在“圖形的性質(zhì)”中占比在85%以上,考查方式除了通過(guò)觀察、分析、推理證明外,在加強(qiáng)直觀理解、抽象建模、合情推理方面做了創(chuàng)新嘗試,解答題體現(xiàn)了綜合性、應(yīng)用性、探究性.
“尺規(guī)作圖”主要包含五種基本作圖:用尺規(guī)作一條線段等于已知線段;作一個(gè)角等于已知角;作已知線段的垂直平分線;作已知角的平分線;過(guò)一點(diǎn)作已知直線的垂線. 還有會(huì)利用基本作圖作三角形,會(huì)利用基本作圖完成過(guò)不在同一直線上的三點(diǎn)作圓,作三角形的外接圓和內(nèi)切圓,作圓的內(nèi)接正方形和正六邊形等. 根據(jù)抽樣統(tǒng)計(jì),2021年各地中考試題中尺規(guī)作圖的考查題型有選擇題、填空題和解答題,其中以解答題居多,約占60%. 考查方式有以下幾種:① 直接給出作圖步驟,依據(jù)作圖原理進(jìn)行結(jié)論判斷或者進(jìn)一步求值,如河北卷第16題、貴州貴陽(yáng)卷第7題、吉林卷第7題等;② 根據(jù)基本作圖原理,運(yùn)用尺規(guī)按要求作圖,如陜西卷第17題;③ 以尺規(guī)作圖的形式給出已知條件,進(jìn)一步求值或判斷,考查對(duì)作圖基本操作的理解,以及相應(yīng)的推理能力,如內(nèi)蒙古包頭卷第7題、四川成都卷第14題、新疆卷第14題等;④ 先按要求完成尺規(guī)作圖,再進(jìn)一步證明求解,如河南卷第23題、北京卷第20題等. 可以看出2021年中考數(shù)學(xué)試題在尺規(guī)作圖的考查上有在作圖依據(jù)及操作原理的理解方面針對(duì)任務(wù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,如河北卷第16題等.
“定義、命題、定理”這部分內(nèi)容在《標(biāo)準(zhǔn)》中的要求是通過(guò)具體實(shí)例,了解定義、命題、定理、推論的意義,了解原命題及其逆命題的概念,會(huì)識(shí)別兩個(gè)互逆命題;知道證明的意義和必要性,了解反例的作用,知道利用反例可以判斷一個(gè)命題是錯(cuò)誤的;等等. 這是發(fā)展學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性的初步要求,是高中繼續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)邏輯的基礎(chǔ),這部分要求通常會(huì)滲透在對(duì)“圖形的性質(zhì)”的其他內(nèi)容考查的過(guò)程中. 例如,在證明或求解一道幾何題的時(shí)候,分析題意、尋求解決路徑就需要理解要證明的結(jié)論是個(gè)怎樣的命題,條件和結(jié)論分別是什么,運(yùn)用哪些定理能解決這個(gè)問(wèn)題,等等. 往年各地的中考試題中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的獨(dú)立命題,但2021年出現(xiàn)了少量針對(duì)這部分內(nèi)容考查的試題,如河北卷第13題、北京卷第20題等,側(cè)重考查了證明的必要性、完備性、推理的依據(jù)等. 分值為2 ~ 3分的選擇題形式,屬于容易題.
二、命題思路分析
“圖形的性質(zhì)”強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、直觀發(fā)現(xiàn)、推理論證來(lái)研究圖形,在用幾何直觀理解幾何基本事實(shí)的基礎(chǔ)上,從基本事實(shí)出發(fā)推導(dǎo)圖形的幾何性質(zhì)和定理,理解和掌握尺規(guī)作圖的基本原理和方法. 下面將從命題立意、命題導(dǎo)向、命題創(chuàng)新三個(gè)方面進(jìn)行分析.
1. 從命題立意角度分析
命題立意的內(nèi)涵包括測(cè)試目標(biāo)、測(cè)試載體、任務(wù)設(shè)計(jì)三個(gè)方面,本文中測(cè)試載體就是與“圖形的性質(zhì)”相關(guān)的所有知識(shí),而不同的測(cè)試目標(biāo)就會(huì)有不同的任務(wù)設(shè)計(jì),考查學(xué)生的不同能力水平. 因此,根據(jù)試題的測(cè)試目標(biāo)可以把試題分為知識(shí)立意、能力立意和素養(yǎng)立意三類(lèi). 知識(shí)立意主要考查對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解與掌握的程度,檢測(cè)雙基的達(dá)成情況;能力立意可以理解為在一定條件下,學(xué)生需要綜合運(yùn)用或遷移運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力,主要表現(xiàn)為對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的考查;素養(yǎng)立意是指在創(chuàng)設(shè)的情境中,學(xué)生經(jīng)歷了完整的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的閱讀理解、抽象建模、轉(zhuǎn)化化歸、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理等各方面的能力,在命題過(guò)程中通常通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境及任務(wù)設(shè)計(jì)來(lái)體現(xiàn)差異. 因此,把對(duì)“圖形的性質(zhì)”的考查分為以下幾種常見(jiàn)的類(lèi)型.
(1)基于圖形基本要素之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)設(shè)置問(wèn)題,考查對(duì)基本圖形的識(shí)別及定義、定理、相關(guān)性質(zhì)等的理解,落實(shí)“雙基”.
例1 (廣西·賀州卷)如圖1,下列兩個(gè)角是同旁?xún)?nèi)角的是( ? ).
(A)∠1與∠2
(B)∠1與∠3
(C)∠1與∠4
(D)∠2與∠4
例2 (遼寧·大連卷)如圖2,AB∥CD,CE⊥AD,垂足為點(diǎn)E,若∠A = 40°,則∠C的度數(shù)為( ? ).
(A)40°
(B)50°
(C)60°
(D)90°
例3 (浙江·杭州卷)如圖3,在△ABC中,∠ABC的平分線BD交AC邊于點(diǎn)D,AE⊥BC于點(diǎn)E. 已知∠ABC = 60°,∠C = 45°.
(1)求證:AB = BD;
(2)若AE = 3,求△ABC的面積.
例4 (河北卷)圖4是可調(diào)躺椅示意圖(數(shù)據(jù)如圖),AE與BD的交點(diǎn)為點(diǎn)C,且∠A,∠B,∠E保持不變. 為了舒適,需調(diào)整∠D的大小,使∠EFD = 110°,則圖中∠D應(yīng) ? ? ? ?(填“增加”或“減少”)的度數(shù)為 ? ? ? ? .
【評(píng)析】以上幾道試題測(cè)試載體都是三線八角或是在三線八角的基礎(chǔ)上延伸構(gòu)建出來(lái)的三角形、多邊形等基本圖形,考查這些基本圖形構(gòu)成要素(點(diǎn)、線段、角)之間的關(guān)系,題型可以是選擇題、填空題,也可以是解答題. 根據(jù)測(cè)試目標(biāo)的難度,可由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由靜到動(dòng),由單一到綜合,進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì).例如,例1僅僅是對(duì)“同旁?xún)?nèi)角”的判斷,直接考查對(duì)圖形的認(rèn)識(shí),屬于基礎(chǔ)題;例2在三線八角基本圖形的基礎(chǔ)上加入平行與垂直,進(jìn)一步考查平行線性質(zhì)與余角的運(yùn)算;例3則把載體明確為三角形,針對(duì)三角形內(nèi)部的邊、角及角平分線、高之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)問(wèn),考查學(xué)生的邏輯推理與數(shù)學(xué)運(yùn)算能力;例4增加了動(dòng)態(tài)變化元素,在變化過(guò)程中考查三角形外角與內(nèi)角的關(guān)系、三角形內(nèi)角和定理等知識(shí),同時(shí)考查了學(xué)生的知識(shí)遷移能力、變中不變的思想. 這類(lèi)試題難度以容易題、中檔題為主,屬于常見(jiàn)題型.
(2)基于圖形與圖形之間的相互關(guān)系設(shè)置不同層次的問(wèn)題,考查學(xué)生綜合運(yùn)用圖形的性質(zhì)解決問(wèn)題的思維能力,落實(shí)基本思想.
例5 (陜西卷)如圖5,AB,BC,CD,DE是四根長(zhǎng)度均為5 cm的火柴棒,點(diǎn)A,C,E共線. 若AC = 6 cm,CD⊥BC,則線段CE的長(zhǎng)度是( ?).
(A)6 cm
(B)7 cm
(C) [62]cm
(D)8 cm
例6 (海南卷)如圖6(1),在正方形ABCD中,E是邊BC上一點(diǎn),且點(diǎn)E不與點(diǎn)B,C重合,F(xiàn)是BA的延長(zhǎng)線上一點(diǎn),且AF = CE.
(1)求證:△DCE ≌ △DAF;
(2)如圖6(2),連接EF,交AD于點(diǎn)K,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥EF,垂足為點(diǎn)H,延長(zhǎng)DH交BF于點(diǎn)G,連接HB,HC.
① 求證:HD = HB;
② 若DK·HC =[2],求HE的長(zhǎng).
例7 (江西卷)如圖7(1),四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,AD為直徑,過(guò)點(diǎn)C作CE⊥AB于點(diǎn)E,連接AC.
(1)求證:∠CAD = ∠ECB.
(2)若CE是⊙O的切線,∠CAD = 30°,連接OC,如圖7(2)所示.
① 試判斷四邊形ABCO的形狀,并說(shuō)明理由;
② 當(dāng)AB = 2時(shí),求AD,AC與[CD]圍成陰影部分的面積.
【評(píng)析】以上試題分別以三角形、四邊形、圓為載體,通過(guò)全等、相似等圖形與圖形之間的關(guān)系,結(jié)合三角形、四邊形、圓等圖形的基本性質(zhì),考查了長(zhǎng)度、角度、面積的基本運(yùn)算,以及基于圖形與圖形之間的邏輯推理關(guān)系. 試題具有一定的綜合性,通常以中檔題為主,解答題居多. 其中也充分體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)思想、轉(zhuǎn)化思想和模型觀念. 通常每份中考試卷中都會(huì)有這樣一道幾何綜合題,屬于常見(jiàn)題. 大多數(shù)中考數(shù)學(xué)試卷中,都會(huì)把圓作為幾何綜合題的載體,把對(duì)圓的基本性質(zhì)、基本定理的考查作為鋪墊,更注重圓中相關(guān)圖形的形狀、位置及大小關(guān)系的證明、計(jì)算與探究. 例7以圓為素材,根據(jù)圓內(nèi)接四邊形上的點(diǎn)C在圓上的不同位置,設(shè)置不同的條件,設(shè)計(jì)了∠CAD與∠ECB的相等關(guān)系的證明、平行四邊形的判定、求不規(guī)則圖形的面積等遞進(jìn)式的設(shè)問(wèn),綜合考查了直徑所對(duì)圓周角為直角、圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)、平角的定義、直角三角形的性質(zhì),以及等角的補(bǔ)(余)角相等、圓的切線性質(zhì)、菱形的判定與性質(zhì)、等邊三角形的判定與性質(zhì)、含有30°角的直角三角形的性質(zhì)、扇形的面積等,較好地滲透了從一般到特殊、轉(zhuǎn)化思想,考查了學(xué)生的直觀想象、合情推理和邏輯推理能力,以及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng). 類(lèi)似地,還有浙江金華卷第10題,把勾股定理學(xué)習(xí)過(guò)程中常見(jiàn)的基本圖形與圓結(jié)合起來(lái),即以直角三角形的三條邊為邊向形外作三個(gè)正方形,其中正方形的頂點(diǎn)E,F(xiàn),G,H,M,N都在同一個(gè)圓上(如圖8),任務(wù)指向求圓與直角三角形的面積之比,設(shè)問(wèn)突破常規(guī),讓學(xué)生關(guān)注到不僅這三個(gè)正方形之間的面積有聯(lián)系,而且這個(gè)直角三角形與圓之間也存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,體現(xiàn)了基于教材習(xí)題的創(chuàng)新.
(3)基于數(shù)學(xué)活動(dòng)在圖形的變化中探究,落實(shí)基本思想、基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),考查學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng).
例8 (湖北·武漢卷)問(wèn)題提出:
如圖9(1),在△ABC和△DEC中,∠ACB = ∠DCE = 90°,BC = AC,EC = DC,點(diǎn)E在△ABC內(nèi)部,直線AD與BE交于點(diǎn)F.線段AF,BF,CF之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?
問(wèn)題探究:
(1)先將問(wèn)題特殊化如圖9(2)所示,當(dāng)點(diǎn)D,F(xiàn)重合時(shí),直接寫(xiě)出一個(gè)等式,表示AF,BF,CF之間的數(shù)量關(guān)系;
(2)再探究一般情形如圖9(1)所示,當(dāng)點(diǎn)D,F(xiàn)不重合時(shí),證明(1)中的結(jié)論仍然成立.
問(wèn)題拓展:
如圖9(3),在△ABC和△DEC中,∠ACB = ∠DCE = 90°,BC = kAC,EC = kDC(k是常數(shù)),點(diǎn)E在△ABC內(nèi)部,直線AD與BE交于點(diǎn)F. 直接寫(xiě)出一個(gè)等式,表示線段AF,BF,CF之間的數(shù)量關(guān)系.
例9 (江西卷)如圖10,在邊長(zhǎng)為[63]的正六邊形ABCDEF中,連接BE,CF,其中點(diǎn)M,N分別為BE和CF上的動(dòng)點(diǎn). 若以點(diǎn)M,N,D為頂點(diǎn)的三角形是等邊三角形,且邊長(zhǎng)為整數(shù),則該等邊三角形的邊長(zhǎng)為 ? ? ?.
【評(píng)析】《標(biāo)準(zhǔn)》中圖形的變化指的是平移、旋轉(zhuǎn)、相似、對(duì)稱(chēng)等,由于這些不屬于“圖形的性質(zhì)”范疇,所以在本文中這一類(lèi)試題沒(méi)有舉例. 這里的圖形的變化指的是動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題帶來(lái)的圖形變化,或者是動(dòng)手操作過(guò)程中帶來(lái)的圖形變化等. 例8通過(guò)共頂點(diǎn)的兩個(gè)三角形由特殊到一般地通過(guò)一定的活動(dòng)操作、觀察、歸納與類(lèi)比,探究相關(guān)線段之間的關(guān)系;例9以正六邊形為背景,通過(guò)兩條對(duì)角線上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)與頂點(diǎn)D構(gòu)建等邊三角形,任務(wù)指向求等邊三角形在變化過(guò)程中邊長(zhǎng)為整數(shù)時(shí)的值,重點(diǎn)考查分類(lèi)討論思想,還有浙江麗水卷以“紅色研學(xué)”用七巧板制作“奔跑者”形象,讓學(xué)生倍感親切,七巧板是我國(guó)傳統(tǒng)智力玩具,命制計(jì)算“奔跑者”兩腳之間的跨度,讓學(xué)生在玩中學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué). 類(lèi)似地,還有江西卷第6題、浙江金華卷第15題、浙江湖州卷第16題等.
(4)基于現(xiàn)實(shí)情境,考查學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)理解、數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),體現(xiàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用.
例10 (浙江·臺(tái)州卷)小光準(zhǔn)備從A地去往B地,打開(kāi)導(dǎo)航顯示兩地距離為37.7 km,但導(dǎo)航提供的三條可選路線長(zhǎng)卻分別為45 km,50 km,51 km(如圖11). 能解釋這一現(xiàn)象的數(shù)學(xué)知識(shí)是( ?).
(A)兩點(diǎn)之間,線段最短
(B)垂線段最短
(C)三角形兩邊之和大于第三邊
(D)兩點(diǎn)確定一條直線
例11 (吉林·長(zhǎng)春卷)將一副三角板按如圖12所示的方式擺放,點(diǎn)D在邊AC上,BC∥EF,則∠ADE的度數(shù)為 ? ? .
例12 (青海卷)如圖13,一根5 m長(zhǎng)的繩子,一端拴在圍墻墻角的柱子上,另一端拴著一只小羊A(羊只能在草地上活動(dòng)),那么小羊A在草地上的最大活動(dòng)區(qū)域面積是( ?).
(A) [1712]πm2
(B) [7712]πm2
(C) [254]πm2
(D) [176]πm2
【評(píng)析】例10以生活中常用的導(dǎo)航畫(huà)面為載體,考查學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象的數(shù)學(xué)解釋?zhuān)瑥?qiáng)化應(yīng)用,促進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí);例11借助一副三角板,自然擺放構(gòu)造出“相交線與平行線”,以填空題形式考查學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、幾何直觀及數(shù)學(xué)運(yùn)算能力;例12是生活情境,考查了學(xué)生在具體情境中分析、解決問(wèn)題的能力,小羊的最大活動(dòng)區(qū)域是一個(gè)半徑為5、圓心角為90°的扇形和一個(gè)半徑為1、圓心角為60°的扇形的面積和,對(duì)小羊活動(dòng)范圍的分析考查了分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng). 這幾道題難度不大,設(shè)計(jì)精巧,類(lèi)似的還有山東棗莊卷第2題、湖北隨州卷第3題、安徽卷第5題、湖南岳陽(yáng)卷第5題等. 這類(lèi)試題在命制時(shí)常以學(xué)具、工具及日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象或者實(shí)物為情境,從情境中抽象出數(shù)學(xué)圖形,挖掘圖形中邊角之間的關(guān)系,進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì). 通常有兩類(lèi)任務(wù)要求:一類(lèi)是在推理基礎(chǔ)上的運(yùn)算求值,如求長(zhǎng)度、角度、弧長(zhǎng)、周長(zhǎng)、面積等;另一類(lèi)是對(duì)各圖形之間的位置關(guān)系的猜想、驗(yàn)證及證明等,如證線段相等、角相等、三角形全等. 試題的難度取決于素材抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)圖形的復(fù)雜程度,圖形越復(fù)雜,需要用到的數(shù)學(xué)知識(shí)越豐富,對(duì)能力要求就越高,難度也就越大.
2. 從命題導(dǎo)向角度分析
教育部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見(jiàn)》中明確要求,嚴(yán)格依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》科學(xué)命題,發(fā)揮考試命題的教育教學(xué)導(dǎo)向功能. 2021年全國(guó)各地中考數(shù)學(xué)試題普遍體現(xiàn)以下三個(gè)方面的命題導(dǎo)向.
(1)注重從教材中選取素材,問(wèn)題設(shè)計(jì)回歸基礎(chǔ),關(guān)注數(shù)學(xué)本質(zhì),對(duì)課堂教學(xué)起到良性引導(dǎo)作用.
例13 (浙江·湖州卷)為慶祝中國(guó)共產(chǎn)黨建黨100周年,某校用紅色燈帶制作了一個(gè)如圖14所示的正五角星(A,B,C,D,E是正五角星的五個(gè)頂點(diǎn)),則圖中∠A的度數(shù)是 ? ? ? .
例14 (內(nèi)蒙古·赤峰卷)如圖15,在擰開(kāi)一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正六角形螺帽時(shí),扳手張開(kāi)的開(kāi)口b = 20 mm,則邊長(zhǎng)a的值為 ? ? ? .
【評(píng)析】例13的素材與北師大版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》八年級(jí)上冊(cè)總復(fù)習(xí)中第199頁(yè)中的第37題的圖形一致,命題者給圖形賦予“建黨100周年”的時(shí)代特征,降低了教材習(xí)題的難度,改編成填空題,考查正多邊形的性質(zhì);例14取材于人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第108頁(yè)習(xí)題24.3中的第5題,把教材中的“綜合運(yùn)用”的解答題改編成填空題,并交換原題的條件與結(jié)論,降低難度,考查了正六邊形有關(guān)邊的計(jì)算和數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)化思想. 這些試題素材都來(lái)源于教材,學(xué)生是非常熟悉的,通過(guò)改變題型和問(wèn)題設(shè)置,起到同樣的考試功能. 對(duì)引導(dǎo)教學(xué)、回歸教材、重視基礎(chǔ)、促進(jìn)“雙減”政策落實(shí)具有良好的導(dǎo)向作用. 類(lèi)似的試題還有河北卷第10題、山東濟(jì)寧卷第7題、福建卷第7題、湖南株洲卷第8題、四川成都卷第10題、四川自貢卷第5題等.
(2)基于古代科學(xué)情境、數(shù)學(xué)文化情境進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì),體現(xiàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用及育人價(jià)值.
例15 (甘肅卷)在《阿基米德全集》中的《引
理集》中記錄了古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德提出的有關(guān)圓的一個(gè)引理. 如圖16,已知[AB],C是弦AB上一點(diǎn),試根據(jù)以下步驟完成這個(gè)引理的作圖過(guò)程.
(1)尺規(guī)作圖(保留作圖痕跡,不寫(xiě)作法);
① 作線段AC的垂直平分線DE,分別交[AB]于點(diǎn)D,交AC于點(diǎn)E,連接AD,CD;
② 以點(diǎn)D為圓心,DA長(zhǎng)為半徑作弧,交[AB]于點(diǎn)F(F,A兩點(diǎn)不重合),連接DF,BD,BF.
(2)直接寫(xiě)出引理的結(jié)論:線段BC,BF的數(shù)量關(guān)系.
例16 (河南卷)如圖17(1),在古代,智慧的勞動(dòng)人民已經(jīng)會(huì)使用“石磨”,其原理為在磨盤(pán)的邊緣連接一個(gè)固定長(zhǎng)度的“連桿”,推動(dòng)“連桿”帶動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),將糧食磨碎,物理學(xué)上稱(chēng)這種動(dòng)力傳輸工具為“曲線連桿機(jī)構(gòu)”. 小明受此啟發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)“雙連桿機(jī)構(gòu)”,設(shè)計(jì)圖如圖17(2)所示. 兩個(gè)固定長(zhǎng)度的“連桿”AP,BP的連接點(diǎn)P在⊙O上,當(dāng)點(diǎn)P在⊙O上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)點(diǎn)A,B分別在射線OM,ON上滑動(dòng),OM⊥ON.當(dāng)AP與⊙O相切時(shí),點(diǎn)B恰好落在⊙O上,如圖17(3)所示. 試僅就圖17(3)的情形解答下列問(wèn)題.
(1)求證:∠PAO = 2∠PBO;
(2)若⊙O的半徑為5,AP =[203],求BP的長(zhǎng).
【評(píng)析】例15以《引理集》中阿基米德提出的關(guān)于圓的引理為素材,設(shè)計(jì)用尺規(guī)作圖的步驟展示出引理的條件,讓學(xué)生經(jīng)歷作圖的過(guò)程,依據(jù)作圖得到的邊角關(guān)系推理得出引理的結(jié)論,感悟古人的智慧和數(shù)學(xué)的魅力;例16在古代石磨連桿工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)雙連桿機(jī)構(gòu),即過(guò)圓上一點(diǎn)的兩條線段與圓的動(dòng)態(tài)探究問(wèn)題,情境創(chuàng)設(shè)有新意,讓人眼前一亮,體現(xiàn)了科學(xué)性、趣味性. 類(lèi)似地,湖北鄂州卷第8題根據(jù)徐光啟在《農(nóng)政全書(shū)》中用圖畫(huà)描繪的筒車(chē)的工作原理抽象成數(shù)學(xué)圖形考查圓的基本性質(zhì);北京卷第20題以《淮南子·天文訓(xùn)》中記載的一種確定東西方向的方法為素材,通過(guò)考查尺規(guī)作圖思考推理過(guò)程,并將推理過(guò)程補(bǔ)充完整,這既是考查學(xué)生的閱讀理解能力,更是對(duì)學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)性的考查,滲透了我國(guó)古代的數(shù)學(xué)文化,也凸顯了數(shù)學(xué)文化在學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中的重要性.
數(shù)學(xué)史料是數(shù)學(xué)命題素材來(lái)源之一,近幾年關(guān)于數(shù)學(xué)文化情境試題的命制已非常普遍,命題技術(shù)也得到發(fā)展和提升. 最初是直接引用史料并配上譯文,讓學(xué)生理解并解答,這類(lèi)試題往往是送分題,沒(méi)有多少思維含量;逐步發(fā)展到讓學(xué)生在閱讀史料的基礎(chǔ)上,依據(jù)數(shù)學(xué)史料中的思想、方法解決問(wèn)題;再發(fā)展到在數(shù)學(xué)文化的背景下進(jìn)一步改編、拓展,命題的思路和內(nèi)涵都比以前更加豐富了,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)文化的應(yīng)用價(jià)值及與育人價(jià)值.
(3)命制閱讀理解型試題,引導(dǎo)教學(xué),注重?cái)?shù)學(xué)思考與表達(dá).
例17 (湖北·荊州卷)閱讀下列材料,其①~④步中數(shù)學(xué)依據(jù)錯(cuò)誤的是( ?).
[如圖18,已知直線b∥c,a⊥b,求證:a⊥c.
證明: ① 因?yàn)閍⊥b,(已知)
所以∠1 = 90°. (垂直的定義)
② 又因?yàn)閎∥c,(已知)
所以∠1 = ∠2. (同位角相等,兩直線平行)
③ 所以∠2 = ∠1 = 90°. (等量代換)
④ 所以a⊥c. (垂直的定義) ]
(A)① (B)②
(C)③ (D)④
例18 (貴州·貴陽(yáng)卷)(1)閱讀理解.
我國(guó)是最早了解勾股定理的國(guó)家之一,它被記載于我國(guó)古代的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》中. 漢代數(shù)學(xué)家趙爽為了證明勾股定理,創(chuàng)制了一幅如圖19(1)所示的“弦圖”,后人稱(chēng)之為“趙爽弦圖”.
根據(jù)“趙爽弦圖”寫(xiě)出勾股定理和推理過(guò)程.
(2)問(wèn)題解決.
勾股定理的證明方法有很多,圖19(2)是古代的一種證明方法:過(guò)正方形ACDE的中心O,作FG⊥HP,將它分成4份,所分成的四部分和以BC為邊的正方形恰好能拼成以AB為邊的正方形. 若AC = 12,BC = 5,求EF的值.
(3)拓展探究.
如圖19(3),以正方形一邊為斜邊向外作直角三角形,再以該直角三角形的兩直角邊分別向外作正方形,重復(fù)這一過(guò)程就可以得到“勾股樹(shù)”的部分圖形.設(shè)大正方形N的邊長(zhǎng)為定值n,小正方形ABCD的邊長(zhǎng)分別為a,b,c,d.
已知∠1 = ∠2 = ∠3 = α,當(dāng)角α(0° < α < 90°)變化時(shí),探究b與c的關(guān)系式,并寫(xiě)出該關(guān)系式及解答過(guò)程(b與c的關(guān)系式用含n的式子表示).
【評(píng)析】例17以一個(gè)命題的證明過(guò)程為閱讀材料,根據(jù)閱讀材料對(duì)證明依據(jù)的正確與否做出判斷并選擇;例18以“趙爽弦圖”為閱讀材料命制試題,通過(guò)閱讀理解、問(wèn)題解決、拓展探究三個(gè)層次遞進(jìn)設(shè)問(wèn),讓學(xué)生經(jīng)歷了論證、應(yīng)用和拓展的認(rèn)知過(guò)程,逐步深化對(duì)勾股定理的理解,并滲透了直觀想象、邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算等素養(yǎng). 同類(lèi)試題還有湖南長(zhǎng)沙卷第19題以人教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》八年級(jí)上冊(cè)第35 ~ 36頁(yè)的“作一個(gè)三角形與已知三角形全等的方法”為閱讀材料設(shè)置填空題,考查學(xué)生對(duì)尺規(guī)作圖的理解、全等的判定,以及判定依據(jù)的理解與表達(dá). 還有山西卷第20題給出“圖算法”的閱讀材料,文字量較大,有424個(gè)字,針對(duì)這段文字設(shè)置兩個(gè)問(wèn)題,第(1)小題要求說(shuō)出圖算法的優(yōu)越性,第(2)小題要求分別用代數(shù)運(yùn)算和幾何證明來(lái)驗(yàn)證圖算法的正確性,既考查了實(shí)數(shù)運(yùn)算,又考查了等邊三角形和相似三角形的判定與性質(zhì),除了材料文字量偏大之外,也不失為一種創(chuàng)新的設(shè)問(wèn)方式. 類(lèi)似地,還有以教材中勾股定理為閱讀材料考查的試題,如山西卷第8題,通過(guò)展示多種勾股定理的“無(wú)字證明”圖,讓學(xué)生思考、領(lǐng)悟其中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)思想方法(數(shù)形結(jié)合思想);四川資陽(yáng)卷第8題以趙爽弦圖為背景,適當(dāng)改編,延長(zhǎng)中間小正方形對(duì)角線,增加新的邊角關(guān)系并設(shè)問(wèn),通過(guò)構(gòu)造直角三角形求解,考查銳角三角函數(shù).
3. 命題創(chuàng)新點(diǎn)及命題趨勢(shì)
與往年相比,2021年中考數(shù)學(xué)試題“圖形的性質(zhì)”的考查整體覆蓋面更寬,各地積極探索回歸基礎(chǔ)、注重與生活之間的聯(lián)系,突出數(shù)學(xué)理解的命題趨勢(shì),在尺規(guī)作圖、加強(qiáng)幾何直觀、開(kāi)放性試題、綜合與實(shí)踐試題的命制上不斷嘗試創(chuàng)新.
(1)開(kāi)放性試題的嘗試.
例19 (浙江·杭州卷)在① AD = AE,② ∠ABE = ∠ACD,③ FB = FC,這三個(gè)條件中選擇其中一個(gè),補(bǔ)充在下面的問(wèn)題中,并完成問(wèn)題的解答.
問(wèn)題:如圖20,在△ABC中,∠ABC = ∠ACB,點(diǎn)D在AB邊上(不與點(diǎn)A,B重合),點(diǎn)E在AC邊上(不與點(diǎn)A,C重合),連接BE,CD,BE與CD相交于點(diǎn)F. 若 ? ? ?,求證:BE = CD.
【評(píng)析】此題是在限制條件下的條件開(kāi)放性試題,命題者要求在三個(gè)條件中選擇一個(gè)放入試題結(jié)構(gòu)中,再進(jìn)一步完成試題的證明,答案不唯一,任選一個(gè)條件都可證,考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)等,與傳統(tǒng)的推理證明題相比,多了學(xué)生自主選擇、思考的過(guò)程,體現(xiàn)了創(chuàng)新性. 開(kāi)放性試題的命制在學(xué)業(yè)水平考試試題命制過(guò)程中會(huì)受諸多因素的制約,如考試時(shí)間、難度控制、閱卷評(píng)分等,一直以來(lái)各地命題者都在謹(jǐn)慎探索的過(guò)程中,2020年筆者在《回歸本質(zhì) ?適度創(chuàng)新——2020年中考試題總評(píng)》一文中曾列舉一些在統(tǒng)計(jì)題的任務(wù)設(shè)計(jì)中設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題的嘗試,這樣的開(kāi)放通常是結(jié)論的開(kāi)放,2021年在“圖形的性質(zhì)”的考查中也出現(xiàn)了這樣的嘗試. 例如,山西卷第20題的第(1)小題,在閱讀完材料之后,提問(wèn)“試根據(jù)以上材料簡(jiǎn)要說(shuō)明圖算法的優(yōu)越性”就是考查學(xué)生自己的思考和理解,答案是不唯一的,具有開(kāi)放性.
(2)對(duì)尺規(guī)作圖考查的創(chuàng)新.
例20 (北京卷)《淮南子·天文訓(xùn)》中記載了一種確定東西方向的方法,大意是:日出時(shí),在地面上點(diǎn)A處立一根桿,在地面上沿著桿的影子的方向取一點(diǎn)B,使B,A兩點(diǎn)間的距離為10步(步是古代的一種長(zhǎng)度單位),在點(diǎn)B處立一根桿;日落時(shí),在地面上沿著點(diǎn)B處的桿的影子的方向取一點(diǎn)C,使C,B兩點(diǎn)間的距離為10步,在點(diǎn)C處立一根桿. 取CA的中點(diǎn)D,那么直線DB表示的方向?yàn)闁|西方向.
(1)上述方法中,桿在地面上的影子所在直線及點(diǎn)A,B,C的位置如圖21所示.使用直尺和圓規(guī),在圖中作CA的中點(diǎn)D(保留作圖痕跡);
(2)在圖21中,確定了直線DB表示的方向?yàn)闁|西方向. 根據(jù)南北方向與東西方向互相垂直,可以判斷直線CA表示的方向?yàn)槟媳狈较?,完成如下證明.
證明:在△ABC中,BA = ? ,D是CA的中點(diǎn),
所以CA⊥DB( ?)(填推理的依據(jù)).
因?yàn)橹本€DB表示的方向?yàn)闁|西方向,
所以直線CA表示的方向?yàn)槟媳狈较?
【評(píng)析】此題以《淮南子·天文訓(xùn)》中記載的一種確定東西方向的方法為素材,抽象出數(shù)學(xué)圖形,設(shè)計(jì)了2道小題,第(1)小題用尺規(guī)作出線段AC的中點(diǎn),第(2)小題是對(duì)第(1)小題的操作進(jìn)行數(shù)學(xué)解釋?zhuān)f(shuō)明操作的合理性,體現(xiàn)思維上的遞進(jìn). 命題者適當(dāng)降低對(duì)學(xué)生的要求,以填空的方式只需學(xué)生寫(xiě)出推理依據(jù)即可,從命題立意的角度來(lái)看,對(duì)尺規(guī)作圖的考查不僅作為知識(shí)點(diǎn),還可以作為解決問(wèn)題的一種工具,在掌握操作的同時(shí)更要理解操作的依據(jù),這會(huì)是今后尺規(guī)作圖考查的方向之一. 類(lèi)似試題還有陜西卷第17題,把簡(jiǎn)單的邏輯推理與尺規(guī)作圖結(jié)合起來(lái)考查,強(qiáng)調(diào)只有理解“到兩平行線l1,l2的距離相等的點(diǎn)一定是線段AB的中點(diǎn),才能進(jìn)一步通過(guò)作AB的垂直平分線完成任務(wù);湖南長(zhǎng)沙卷第19題通過(guò)尺規(guī)作圖展示作三角形的過(guò)程(使它與已知三角形的三邊相等),要求補(bǔ)全所作三角形與已知三角形全等的證明過(guò)程及推理的依據(jù);河南卷第23題以小明和小軍的兩種作角平分線的方法為閱讀材料,設(shè)置3道小題,前2道小題是對(duì)這兩種作法的背后原理的理解和證明,第(3)小題是以小軍所作的圖為基本圖形考查全等三角形的判定與性質(zhì)等基本內(nèi)容和分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想,把這道題作為整卷的壓軸,也是新的嘗試.
(3)從直觀理解基本事實(shí)及基本性質(zhì)角度嘗試創(chuàng)新,突出幾何直觀.
例21 (浙江·寧波卷)抖空竹在我國(guó)有著悠久的歷史,是國(guó)家級(jí)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一. 如圖22,
AC,BD分別與⊙O相切于點(diǎn)C,D,延長(zhǎng)AC,BD交于點(diǎn)P. 若∠P = 120°,⊙O的半徑為6 cm,則圖中[CD]的長(zhǎng)為 ? ? ? .(結(jié)果保留π.)
例22 (河北卷)如圖23,已知四條線段a,b,c,d中的一條與擋板另一側(cè)的線段m在同一直線上,試借助直尺判斷該線段是( ?).
(A)a ? ? (B)b
(C)c ? ? ? (D)d
【評(píng)析】例21以國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)抖空竹為素材,直觀地將其抽象為兩條直線與圓相切的問(wèn)題,考查切線長(zhǎng)定理、直角三角形和弧長(zhǎng)的計(jì)算問(wèn)題;例22設(shè)計(jì)新穎有趣,借助數(shù)學(xué)工具解釋生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象,判斷被擋板擋住的線段共線問(wèn)題,盡管是容易題,也凸顯幾何直觀在數(shù)學(xué)抽象過(guò)程中的作用. 對(duì)幾何直觀的考查還會(huì)在一些綜合探究的解答題中體現(xiàn),如山東棗莊卷第24題,是一道新定義幾何綜合探究題,題干給出“垂美四邊形”的定義,然后以“概念理解—性質(zhì)探究—解決問(wèn)題”為主線,依次設(shè)置三個(gè)層次的問(wèn)題,在性質(zhì)探究環(huán)節(jié)要求通過(guò)觀察猜想[AD2+BC2]與[AB2+CD2]之間的關(guān)系并證明,凸顯了直覺(jué)思維的作用,考查了學(xué)生直觀想象素養(yǎng),類(lèi)似的試題還有很多,在此不一一贅述.
三、復(fù)習(xí)課教學(xué)啟示
研究關(guān)于“圖形的性質(zhì)”試題的命制特點(diǎn),既可以學(xué)習(xí)與改進(jìn)命題技術(shù),又是為了體現(xiàn)學(xué)業(yè)水平考試命題對(duì)教育教學(xué)的導(dǎo)向作用,促進(jìn)課堂教學(xué)的提質(zhì)增效. 教育部提出的“依標(biāo)命題”“科學(xué)命題”的要求,是為了打破“以考定教”的模式,進(jìn)一步促進(jìn)在課堂教學(xué)中落實(shí)立德樹(shù)人的育人目標(biāo),發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng). 因此,無(wú)論是在九年級(jí)的復(fù)習(xí)教學(xué)中還是在日常教學(xué)中,都需要注意以下幾點(diǎn).
1. 強(qiáng)化學(xué)科育人,滲透數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)
理性思維是人類(lèi)思維的高級(jí)形式,而數(shù)學(xué)學(xué)科育人的核心是發(fā)展學(xué)生的理性思維,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì). 因此,在課堂教學(xué)中要注重兩個(gè)方面的育人功能. 一方面,關(guān)注數(shù)學(xué)本身的學(xué)科特點(diǎn),在學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);另一方面,加強(qiáng)聯(lián)系生活實(shí)際,注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、社會(huì)人文情境、傳統(tǒng)文化與數(shù)學(xué)文化情境等,開(kāi)展基于情境、問(wèn)題導(dǎo)向、深度思考、高度參與的課堂教學(xué)模式,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),體現(xiàn)育人功能.
2. 重視知識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián),整體把握“圖形的性質(zhì)”的主要脈絡(luò),避免機(jī)械化題型訓(xùn)練
教師要加強(qiáng)對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》的研究,領(lǐng)悟?qū)Α皥D形的性質(zhì)”所有內(nèi)容的要求,抓住研究幾何圖形的一般思路就是“認(rèn)識(shí)圖形(明確組成要素,定義相關(guān)概念)—圖形性質(zhì)(各要素之間的關(guān)系)—圖形判定—圖形之間的關(guān)系”,對(duì)于每一個(gè)研究對(duì)象都可以做到一線貫穿,這是縱向的聯(lián)系;不同對(duì)象之間突出內(nèi)在關(guān)聯(lián),即適當(dāng)?shù)卦黾狱c(diǎn)、線、角等元素,就會(huì)產(chǎn)生新的對(duì)象及相互關(guān)系,這樣就可以把相交線、平行線與三角形、四邊形等全部串起來(lái),這是橫向的聯(lián)系. 在縱橫交錯(cuò)之間就可以覆蓋所有的知識(shí)內(nèi)容,不需要刻意把一些所謂的“模型”或者“套路”強(qiáng)加給學(xué)生,反復(fù)訓(xùn)練,讓學(xué)生產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),達(dá)到快速解題的目的,這樣會(huì)增加學(xué)生的負(fù)擔(dān),同時(shí)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也是不利的.
3. 重視數(shù)學(xué)閱讀與文化滲透,培養(yǎng)數(shù)學(xué)文本閱讀能力與數(shù)學(xué)理解能力
在復(fù)習(xí)課的教學(xué)中,一線教師主觀上會(huì)非常排斥文字量較大的數(shù)學(xué)試題,通常會(huì)在講解過(guò)程中直接代替學(xué)生閱讀,并給出數(shù)學(xué)化的結(jié)果,忽略學(xué)生自己閱讀、思考、理解,并數(shù)學(xué)化的過(guò)程,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文本的閱讀存在畏難、恐懼、抵觸的心理,這與中考命題對(duì)課堂教學(xué)的導(dǎo)向是不符的. 加強(qiáng)數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系,與傳統(tǒng)文化、數(shù)學(xué)文化的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生具備自主閱讀、自主學(xué)習(xí)的能力. 學(xué)生必須學(xué)會(huì)通過(guò)閱讀獲取有價(jià)值的數(shù)學(xué)信息. 結(jié)合所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)獲取的信息進(jìn)行推理、判斷、識(shí)別,建立數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),是今后發(fā)展的趨勢(shì),如2021年中考數(shù)學(xué)試題中就有文字量達(dá)到400多字的單個(gè)試題. 因此,在教學(xué)過(guò)程中需要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文本閱讀的興趣,并能在閱讀過(guò)程中自主思考,逐步學(xué)會(huì)在閱讀中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維. 還可以引導(dǎo)學(xué)生多閱讀數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)科普書(shū)籍、數(shù)學(xué)家的故事等,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力. 例如,關(guān)于“勾股定理”,可以讓學(xué)生查閱有關(guān)歷史資料,多開(kāi)展交流活動(dòng)等.
4. 重視開(kāi)放性、探究性教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生的思考、表達(dá)
在復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí),教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)開(kāi)放性、探究性問(wèn)題,引領(lǐng)學(xué)生參與數(shù)學(xué)活動(dòng). 開(kāi)放性問(wèn)題的設(shè)計(jì)要有基礎(chǔ)性、層次性、發(fā)展性和挑戰(zhàn)性. 幾何教學(xué)中,每一個(gè)概念的形成,每一個(gè)命題的建立,每一個(gè)結(jié)論的證明都要經(jīng)過(guò)觀察、分析、猜想、判斷,再加以科學(xué)論證,這些都離不開(kāi)基于推理的數(shù)學(xué)思考. 教學(xué)中教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度和方向思考問(wèn)題,培養(yǎng)他們思維的靈活性. 同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生不滿(mǎn)足于停留在表面上,要善于概括歸類(lèi),抓住事情的本質(zhì)規(guī)律,預(yù)見(jiàn)事情發(fā)展的進(jìn)程,把思維引向一定的深度和廣度,培養(yǎng)思維的深刻性. 在幾何教學(xué)中,教師要注意給學(xué)生足夠的時(shí)間和空間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,多讓學(xué)生動(dòng)手操作,經(jīng)歷從感性到理性、從具體到抽象的過(guò)程,并能完整、準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái),增強(qiáng)學(xué)生之間交流表達(dá)的時(shí)間,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位.
四、模擬題賞析
為了便于交流與學(xué)習(xí),特為大家提供幾道“圖形的性質(zhì)”的模擬題,愿與大家共同探討.
1. 將含30°角的三角板(三個(gè)頂點(diǎn)分別為A,B,C)和直尺按如圖24所示的方式擺放,交點(diǎn)分別為F,D,E,且[CD=CE],則∠BFA的值為( ? ?).
(A)120° (B)135°
(C)140° (D)150°
答案:B.
【提示】借助平行關(guān)系、平角的定義和三角形的內(nèi)角和求解.
2. 如圖25,在矩形ABCD中,AB =[3]AD,點(diǎn)E為AB上的動(dòng)點(diǎn),△DEF為等邊三角形,過(guò)點(diǎn)F作FK垂直BD于點(diǎn)K,以下結(jié)論不正確的是( ? ?).
(A)當(dāng)點(diǎn)F落到CD上時(shí),連接BF,四邊形DEBF是菱形
(B)△DEA ≌ △DFK
(C)K為BD中點(diǎn)
(D)若AD = 1,則點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng)為[2π]
答案:D.
【提示】此題以共頂點(diǎn)的矩形和等邊三角形為背景,觀察與思考相關(guān)點(diǎn)、線及圖形之間的形狀、位置及大小關(guān)系.
3. 下面是小于同學(xué)設(shè)計(jì)的“過(guò)直線外一點(diǎn)作這條直線的平行線”的尺規(guī)作圖過(guò)程.
已知:如圖26,直線[l]及直線[l]外一點(diǎn)[P.] 求作:直線[PQ],使得[PQ∥l].
小于同學(xué)的作法如下:
(1)在直線[l]的下方取一點(diǎn)[O];
(2)以點(diǎn)[O]為圓心,[OP]長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓,[⊙O]交直線[l]于點(diǎn)[C,D] (點(diǎn)[C]在左側(cè)),連接[CP];
(3)以點(diǎn)[D]為圓心,[CP]長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓,交[⊙O]于點(diǎn)[Q,N] (點(diǎn)[Q]與點(diǎn)[P]位于直線[l]同側(cè));
(4)作直線[PQ].
所以直線[PQ]即為所求.
試依據(jù)小于同學(xué)設(shè)計(jì)的尺規(guī)作圖過(guò)程,完成下列問(wèn)題.
(1)使用直尺和圓規(guī),完成作圖(保留作圖痕跡);
(2)完成下面的證明:
證明:連接[DP,]
因?yàn)閇CP=DQ,]
所以[CP=DQ]( ? ?)(填推理的依據(jù)).
所以[∠PDC=∠DPQ]( ? ?)(填推理的依據(jù)).
所以[PQ∥l]( ? ?)(填推理的依據(jù)).
解:(1)如圖27所示.
(2)在同圓中,等弧所對(duì)的弧相等;在同圓中,等弧所對(duì)的圓周角相等;內(nèi)錯(cuò)角相等,兩直線平行.
4. 如圖28,D是△ABC外的一點(diǎn),DA = DC,∠DCB = ∠DAB,過(guò)點(diǎn)D作DF⊥AB于點(diǎn)F,DE⊥CB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,連接DB. 求證:點(diǎn)D在∠ABE的平分線上.
證明:通過(guò)兩三角形全等進(jìn)行證明,具體過(guò)程略.
5. 已知△ABC和△FDE是等邊三角形,點(diǎn)A,B,D,E在同一直線上,D是AE的中點(diǎn),限用無(wú)刻度直尺作圖.
(1)在圖29(1)中作線段AE的中垂線;
(2)在圖29(2)中過(guò)點(diǎn)F作AE的平行線;
答案:(1)如圖30(1),DM是所作的中垂線;
(2)如圖30(2),F(xiàn)Q是所作的平行線.
6. 如圖31(1),在矩形ABCD中,點(diǎn)G為線段AD上的一動(dòng)點(diǎn),△ABG的外接圓交BC交于點(diǎn)M,線段OF∥AD,交CD于點(diǎn)F,與⊙O交于點(diǎn)E.
(1)AB = 6.
① 當(dāng)AG為何值時(shí),四邊形ABMG為正方形;
② 當(dāng)AG為何值時(shí),四邊形BMEO為菱形.
(2)如圖31(2),若AB = AD = a,⊙O半徑為R,探究a與R滿(mǎn)足什么關(guān)系時(shí),⊙O與CD相切,并說(shuō)明理由.
解:(1)① 當(dāng)AG = 6時(shí),四邊形ABMG為正方形;
② 當(dāng)AG =[23]時(shí),四邊形BMEO為菱形.
(2)R =[58a],理由略.
7. 如圖32,已知四邊形ABCD和直線l,過(guò)四邊形ABCD的各頂點(diǎn)分別作直線l的垂線段,分別記作dA,dB,dC,dD .
(1)若四邊形ABCD是正方形,如圖32(1),直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)D,直接寫(xiě)出dA,dB,dC的數(shù)量關(guān)系.
(2)若四邊形ABCD是平行四邊形.
① 若直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)D,如圖32(2),寫(xiě)出dA,dB,dC的數(shù)量關(guān)系,并證明;
② 直線l不經(jīng)過(guò)四邊形ABCD的各頂點(diǎn),如圖32(3),寫(xiě)出dA,dB,dC,dD的數(shù)量關(guān)系,并證明.
(3)若四邊形ABCD是正方形,邊長(zhǎng)為12,如圖32(4),直線l經(jīng)過(guò)CD的中點(diǎn)M,且直線l與CD的夾角為60°,直接寫(xiě)出dA + dB + dC + dD的值.
解:(1)dA + dC = dB.
(2)① dA + dC = dB,通過(guò)三角形全等實(shí)現(xiàn)相關(guān)線段之間的轉(zhuǎn)移求解,證明略.
② dA + dC +dD = dB,證明略.
(3) [12+63].
8. 如圖33(1),已知BH = 6,點(diǎn)C是線段BH上的動(dòng)點(diǎn),分別以BC,CH為邊向同一側(cè)作正方形BCDA和正方形CHKG,則稱(chēng)正方形BCDA和正方形CHKG為相伴正多邊形,若點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是相伴正多邊形的中心,設(shè)P是EF的中點(diǎn).
(1)延長(zhǎng)BD交HG于點(diǎn)M,連接CE,CF,判斷四邊形CEMF的形狀,并證明;
(2)直接寫(xiě)出點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路徑是什么圖形,并直接寫(xiě)出該路徑長(zhǎng);
(3)如圖33(2),若△BCA和△CHD是相伴正三角形,點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是相伴正三角形的中心,P是EF的中點(diǎn),求出點(diǎn)P的路徑長(zhǎng).
解:(1)四邊形CEMF為矩形,證明略;
(2)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路徑是一條線段,點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路徑長(zhǎng)為3;
(3)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路徑是一條線段,點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路徑長(zhǎng)為3.
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