基于條件聯(lián)想,挖掘中考試題的教學(xué)價(jià)值

【摘 要】 中考試題有它的評(píng)價(jià)價(jià)值和導(dǎo)向價(jià)值，更需要關(guān)注它的教學(xué)價(jià)值.我們不單單滿足于完成解答，而是基于條件聯(lián)想，發(fā)掘更多可用的基本圖形，尋找更多的關(guān)聯(lián)，串聯(lián)起不同的知識(shí)應(yīng)用，讓中考試題成為我們教學(xué)的精品資源，達(dá)到中考試題的價(jià)值最大化.本文以2022年安徽省中考第14題填空壓軸題為例，來談?wù)勗囶}的價(jià)值挖掘.

【關(guān)鍵詞】 條件聯(lián)想;基本圖形;教學(xué)價(jià)值

1 題目呈現(xiàn)

（2022年安徽第14題）如圖1，四邊形ABCD是正方形，點(diǎn)E在邊AD上，△BEF是以E為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形，EF，BF分別交CD于點(diǎn)M，N，過點(diǎn)F作AD的垂線交AD的延長線于點(diǎn)G.連接DF，請(qǐng)完成下列問題：

（1）∠FDG=°;

（2）若DE=1，DF=22，則MN=.

2 價(jià)值挖掘

本題是正方形背景下，結(jié)合動(dòng)點(diǎn)作等腰直角三角形，經(jīng)歷從一般到特殊的探究過程，是較常規(guī)的命題考查方式.本題蘊(yùn)含豐富的幾何基本圖形，可作為教學(xué)資源使用，引導(dǎo)學(xué)生基于題中給出的條件進(jìn)行聯(lián)想[1]，收獲不同的解題方法，串聯(lián)起不同模型，不同知識(shí)的應(yīng)用，從而將試題的價(jià)值最大化.

2.1 基于等腰直角三角形，考查一線三直角

第一問，由題中等腰直角△BEF聯(lián)想一線三直角，如圖1，可證△ABE≌△GEF，所以EG=AB，AE=GF，又四邊形ABCD是正方形，所以AD=AB，所以AD=EG，從而得到AE=DG，所以DG=GF，得△GDF為等腰Rt△，所以∠FDG=45°.

本題是點(diǎn)E在AD上任意一點(diǎn)時(shí)都成立的一般情況下的結(jié)論，在第二問若DE=1，DF=22時(shí)，可得DG=GF=AE=2，所以正方形邊長為3.第一小題不需添加輔助線，基本圖形是現(xiàn)實(shí)存在，所以難度不大，但一線三直角的“K型圖”是中考考查的高頻考點(diǎn)，可以作為評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的不錯(cuò)選擇.下面主要對(duì)第二小題展開價(jià)值挖掘.

2.2 基于平行條件，考查“A型”“X型”相似

思路1 由四邊形ABCD是正方形及GF⊥AD，所以題中有現(xiàn)成的橫縱兩組平行線，可以構(gòu)造“A型”或“X型”相似.

簡(jiǎn)解1 如圖2，延長BC，GF交于點(diǎn)H，則FH=1，CH=DG=2，由CD∥GH，所以△EDM∽△EGF，△BCN∽△BHF，所以MDFG=EDEG=13，所以MD=13FG=23，NCFH=BCBH=35，所以NC=35FH=35，所以MN=3-23-35=2615.

評(píng)析 方法1充分利用了DC∥GH的條件，利用兩組“A型”相似分別求出DM和CN，進(jìn)而求得MN.類似的可以利用圖3，過點(diǎn)F作FH∥BC，交CD于點(diǎn)H，構(gòu)造△BCN與△FHN的“X型”相似求解CN;亦可如圖4，延長FE與BA的延長線交于點(diǎn)H，構(gòu)造“X型”相似求解AH，再利用△FMN與△FHB的“A型”相似求解MN;或是如圖5進(jìn)行構(gòu)造求解，此處不再贅述.像這樣對(duì)平行條件充分的進(jìn)行挖掘，是很實(shí)用的教學(xué)素材.

2.3 基于45°角，考查正方形背景下的半角模型

思路2 由條件中△BEF是以E為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形，所以∠EBF=45°，聯(lián)想到正方形中的半角模型，故可連結(jié)EN，利用半角結(jié)論，結(jié)合Rt△EDN中勾股定理即可求解.

簡(jiǎn)解2 如圖6，連結(jié)EN，由正方形背景下的半角模型結(jié)論可知，EN=AE+CN，令CN=a，則EN=a+2，DN=3-a，在Rt△EDN中由勾股定理得EN2=ED2+ND2，所以（a+2）2=12+（3-a）2，解得a=35.DM的求解同方法1，所以MN=3-23-35=2615.

評(píng)析 此法是對(duì)正方形中45°半角模型的自然思考，對(duì)于填空題形式可以借助結(jié)論進(jìn)行應(yīng)用，是練習(xí)半角模型應(yīng)用意識(shí)和能力的不錯(cuò)素材.其中半角結(jié)論的證明，如圖7，將△BCN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)至△BAN′，構(gòu)造△N′EB≌△NEB即可，這里不再細(xì)述.

2.4 基于面積思考，考查“寬高模型”

思路3 題中當(dāng)DE=1，DF=22時(shí)，圖形都是確定的，思路2連結(jié)EN后，MN恰為△ENF求解面積時(shí)“寬高模型”中的“高”，從而得到面積視角下的求解方法.

簡(jiǎn)解3 如圖6，連結(jié)EN，由AB=3，AE=2，所以BE2=13，所以得S△BEF=12BE2=132.又由平行線分對(duì)應(yīng)線段成比例可知，NFBF=DGAG=25，所以S△ENF=25S△BEF=135，所以S△ENF=12MN·EG=135，所以MN=2615.

評(píng)析 由簡(jiǎn)解2連結(jié)EN得到啟發(fā)，只需求得△ENF的面積，即可利用“寬高模型”求解MN.“寬高模型”簡(jiǎn)介，△ENF的面積可以用“12鉛錘線段MN×水平距離EG”，鉛錘線段即為“高”，水平距離即為“寬”，本質(zhì)就是看成以MN為公共底邊的△ENM和△FNM的面積之和，這在許多背景下的面積問題中都有廣泛應(yīng)用.

簡(jiǎn)解4 如圖8，過點(diǎn)E作EH∥CD交BF于點(diǎn)H，同簡(jiǎn)解3知S△BEF=12BE2=132.在△BEF中由“寬高模型”得S△BEF=12EH·AG=132，所以EH=135，

圖8再由△MNF∽△EHF，對(duì)應(yīng)底的比等于對(duì)應(yīng)高的比，所以MNEH=GDGE，所以MN=23×135=2615.

評(píng)析 此法也是基于△BEF的面積確定，利用“寬高模型”確定公共底EH，同時(shí)又有“A型”相似的出現(xiàn)，這里的線段EH串聯(lián)起了三角形面積與平行得相似的不同知識(shí)，起到橋梁紐帶的作用，關(guān)聯(lián)起不同條件和知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生不同方法的發(fā)現(xiàn)也體現(xiàn)了知識(shí)的生長過程.

2.5 基于公共邊角，考查相似基本圖形

思考4 能否不添加輔助線直接求解？分析題中條件，圖中有現(xiàn)成的公共邊角相似的基本圖形，又線段DF，MF，DM的長可求，所以嘗試直接利用相似求解.

簡(jiǎn)解5 如圖1，DF=22，EF=13，所以由DM∥GF得MF=23EF=2313，又由（1）知∠NDF=∠NFM=45°，又∠DNF=∠FNM為公共角，所以△NDF∽△NFM，所以MNFN=FNDN=FMDF，所以MN·FNFN·DN=FM2DF2，即MNDN=FM2DF2=1318，所以MNDM=135，所以MN=135DM=2615.

評(píng)析 此法不需添加輔助線，△NDF與△NFM公共邊角相似也是相似的常見基本圖形，但直接求解MN還是有一定難度的，這里有公共邊角相似常用的“MN·DN=FN2”外，還有“MNDN=FM2DF2”這個(gè)結(jié)論相對(duì)比較少用，其實(shí)由面積還可推導(dǎo)得到“DF·NF=DN·FM”等結(jié)論，可以作為探究的素材，也可以成為解題的新突破口.

2.6 基于函數(shù)解析，考查形數(shù)轉(zhuǎn)化

思考5 基于題中的正方形背景和等腰直角三角形的條件，聯(lián)想規(guī)則圖形下，建立平面直角坐標(biāo)系，借助函數(shù)解析式，通過解析法求解也是一條有效途徑.

簡(jiǎn)解6 如圖9，以點(diǎn)B為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，則E（2，3），F(xiàn)（5，1），所以可得EF的解析式為：y=-23x+133，OF的解析式為：y=15x，所以M（3，73），

評(píng)析 笛卡爾在《指導(dǎo)思維的法則》中提出了“通用數(shù)學(xué)”的思路，運(yùn)用“幾何問題代數(shù)化，代數(shù)問題坐標(biāo)化”的思想解題，實(shí)現(xiàn)形數(shù)轉(zhuǎn)化.初中幾何中遇正方形、矩形、菱形和特殊三角形如等腰直角三角形等圖形時(shí)，建立坐標(biāo)系，應(yīng)用解析法也是破解幾何問題的一種有效路徑.本題是應(yīng)用函數(shù)解析的思考方向，實(shí)現(xiàn)形數(shù)轉(zhuǎn)化的好題.

3 一點(diǎn)思考

一道中考試題，尤其是試卷中的關(guān)鍵題、壓軸題，往往都凝聚著命題人的心血，是考查知識(shí)應(yīng)用、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果、反映素養(yǎng)發(fā)展的好題.讓中考試題在教學(xué)中充分發(fā)揮它的價(jià)值是很有價(jià)值的研究方向.本文以一道中考填空的壓軸題為例，基于不同條件的聯(lián)想，串聯(lián)起了“一線三等角”全等、平行線、相似的幾種基本圖形“A型”“X型”和“公共邊角型”相似、“半角模型”“寬高模型”以及“函數(shù)解析化”等不同的知識(shí)與方法.整個(gè)方法的探究過程也就是知識(shí)的生長和應(yīng)用過程，是充分挖掘試題教學(xué)應(yīng)用價(jià)值的過程，當(dāng)然試題的變式拓展延伸還有待后續(xù)進(jìn)一步研究.

參考文獻(xiàn)

[1]姜黃飛.挖掘試題中各條件的關(guān)聯(lián)變式話命題[J].數(shù)學(xué)通訊（上半月），2020（01）：52-55.

作者簡(jiǎn)介

姜黃飛（1975—），男，浙江海鹽人，中學(xué)高級(jí)教師;嘉興市名師，浙江省張宗余名師工作室學(xué)科帶頭人，參加市中考命題和承擔(dān)期末統(tǒng)考命題;主要從事數(shù)學(xué)教育和試題研究;發(fā)表論文多篇.