《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》指出:數(shù)學(xué)運(yùn)算是指在明晰運(yùn)算對(duì)象的基礎(chǔ)上,依據(jù)運(yùn)算法則解決數(shù)學(xué)問題的素養(yǎng).主要包括:理解運(yùn)算對(duì)象,掌握運(yùn)算法則,探究運(yùn)算思路,選擇運(yùn)算方法,設(shè)計(jì)運(yùn)算程序,求得運(yùn)算結(jié)果等.在完成這些環(huán)節(jié)的過程中,其他五個(gè)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的作用是必不可少的.因?yàn)樵诮鉀Q一個(gè)具體問題的過程中,往往需要采用畫圖、分析、歸納、猜想、比較、推理、驗(yàn)證等方法,這些方法是與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)緊密相關(guān)的.因此,數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)是其他數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的集中呈現(xiàn)過程,數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的形成與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成過程具有同步性.那么采取哪些方法可以幫助學(xué)生提升數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng)呢?筆者認(rèn)為“回歸教學(xué)原點(diǎn),培養(yǎng)多思少算”不失為一個(gè)良策.
1對(duì)核心素養(yǎng)的考查分析
2025年數(shù)學(xué)新高考Ⅱ卷繼續(xù)沿用去年總題量19題的模式,深化考試內(nèi)容改革,試題加強(qiáng)對(duì)基本概念、基本思想方法、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)和思維品質(zhì)的考查.
1.1 深化基礎(chǔ)性考查,引導(dǎo)教學(xué)回歸原點(diǎn)
試題加強(qiáng)對(duì)基本知識(shí)、原理、方法、技能的深入理解和綜合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)全面深度檢測(cè),引導(dǎo)數(shù)學(xué)教學(xué)要注重減量提質(zhì),注重概念教學(xué)回歸本質(zhì),厘清原理,提升運(yùn)算能力與運(yùn)算速度;習(xí)題教學(xué)應(yīng)回歸試題的原點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生掌握內(nèi)在規(guī)律,厘清運(yùn)算思路.
1.2拓展綜合性考查,突出思維品質(zhì)
試題延續(xù)了多思少算的考查思路,注重綜合性考查,增強(qiáng)對(duì)主干知識(shí)的深層次理解,突出思維品質(zhì)考查.在解答題部分,對(duì)數(shù)列、三角函數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)、立體幾何、解析幾何、函數(shù)與導(dǎo)數(shù)等主干知識(shí)都進(jìn)行了重點(diǎn)考查,強(qiáng)調(diào)在深刻理解的基礎(chǔ)上融會(huì)貫通、靈活應(yīng)用,不考死記硬背、不出偏題怪題,而是降低題目的起點(diǎn),增強(qiáng)試題的靈活性和開放性,注重解決問題要有創(chuàng)新的思想,實(shí)現(xiàn)了平和中有新意,靈活中見潛力,引導(dǎo)學(xué)生形成完整的知識(shí)體系.
1.3 融合創(chuàng)新性、探索性考查,助力人才識(shí)別
通過材料信息的豐富性、解決問題視角的個(gè)性化和差異性、試題要素之間的巧妙聯(lián)系性以及解決問題思路的多樣性,增強(qiáng)了試題的靈活性、創(chuàng)新性和探索性,發(fā)揮高考數(shù)學(xué)的評(píng)價(jià)和選拔功能,滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型人才,特別是拔尖創(chuàng)新人才選拔的需要,助力教育強(qiáng)國(guó)建設(shè).
例如,第18題研究函數(shù)極值點(diǎn)和零點(diǎn)的關(guān)系,第(1)問要求確定二者的存在性和唯一性,為后兩問進(jìn)行鋪墊;第(2)問引入輔助函數(shù)探索極值點(diǎn)和零點(diǎn)之間的關(guān)系,邏輯性強(qiáng),設(shè)問具有一定的開放性,避免極值點(diǎn)偏移的固化解題模式,很明顯就是反押題、反套路化.第19題設(shè)置了乒乓球練習(xí)的情境,引入了一組事件,并研究其概率遞推與不等式之間的關(guān)系,要求學(xué)生能夠由特殊到一般創(chuàng)造性地分析問題,在新舊知識(shí)的聯(lián)系中形成解題思路,很好地考查了學(xué)生的信息提取和探索能力.
數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和核心,也是學(xué)生形成關(guān)鍵能力的必備數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一,其水平直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和自信心.要提升學(xué)生的運(yùn)算能力可以采取不同的途徑來實(shí)現(xiàn),如教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生知其然更知其所以然,培養(yǎng)多思少算的習(xí)慣,從而有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,真正發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng).
2 對(duì)試題的考向分析
2.1 回歸數(shù)學(xué)概念和基本原理
基本概念和基本原理是數(shù)學(xué)知識(shí)體系的基石和支撐,是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的根基.數(shù)學(xué)概念和基本原理教學(xué)的關(guān)鍵是要通過課堂教學(xué)展現(xiàn)數(shù)學(xué)概念、公式、法則、公理、定理、結(jié)論的發(fā)現(xiàn)與形成過程,逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探究、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu),這樣可以有效提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、探索能力,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).
1)回歸概念原點(diǎn),厘清算法算理
例1 (第4題)不等式 的解集是( ).
A. {x∣-2?x?1}
B. {x∣x?-2}
C. {x∣-2?xlt;1}
D. {x∣xgt;1}
分析本題的考點(diǎn)是分式不等式的求解.通過移項(xiàng)通分可化不等式一邊為0(-4
,0),再轉(zhuǎn)化為解不等式組 主要陷阱在分母 x-1≠0 ,解集需排除 x=1 ,故選C.對(duì)于忽略定義域的考生來說會(huì)直接選A,成功掉入命題人設(shè)計(jì)的陷阱里.可見,正確理解運(yùn)算對(duì)象及掌握運(yùn)算對(duì)象的本質(zhì)特點(diǎn),才是順利解決此類問題的關(guān)鍵.
例2 (第10題,多選題)已知 f(x) 是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng) xgt;0 時(shí), f(x)=(x2-3)ex+2 ,則( ).
A. f(0)=0
B.當(dāng) xlt;0 時(shí), f(x)=-(x2-3)e-x-2 C. f(x)?2 當(dāng)且僅當(dāng)
D. x=-1 是 f(x) 的極大值點(diǎn)
分析本題是對(duì)函數(shù)奇偶性、對(duì)稱性的全方位考查.選項(xiàng)A和B考查奇函數(shù)的基本定義: f(0)=0 和當(dāng) xlt;0 時(shí), f(x)=-f(-x) .通過舉反例 f(-1)= 2(e-1)gt;2 可以輕松排除選項(xiàng)C.對(duì)于選項(xiàng)D,當(dāng) 0時(shí), f′(x)=ex(x+3)(x-1) ,可得 x=1 是 f(x) 的極小值點(diǎn).由奇函數(shù)的對(duì)稱性知 x=-1 是 f(x) 的極大值點(diǎn),故選ABD.如果漏選D,說明還沒完全理解導(dǎo)數(shù)零點(diǎn)與函數(shù)對(duì)稱性概念間的本質(zhì)聯(lián)系,
2)回歸公式、定理原點(diǎn),簡(jiǎn)化運(yùn)算程序
例3(第5題)在△ABC中, BC=2,AC=1+ .
,則
:
A. 45° B. 60° C. 120° (204號(hào) D. 135°
分析本題是余弦定理的逆向使用,設(shè) ΔABC 的內(nèi)角 A,B,C 所對(duì)的邊分別為 a,b,c ,將題設(shè)條件直接代人cos ,求得cos
,故選A.作為選擇題,由于已知三邊長(zhǎng),也可根據(jù)大邊對(duì)大角用排除法得到最小的角小于 60° ,直接得出答案.
本題的陷阱是數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)故意使 AC 的長(zhǎng)度含 ,誘導(dǎo)考生聯(lián)想 30° 或 60° ,但答案卻是 45° .另外,如果考生作高解三角形硬算,說明沒有回歸公式、定理的原點(diǎn),缺乏簡(jiǎn)化運(yùn)算程序、優(yōu)化運(yùn)算方法的思維.因此,在教學(xué)中應(yīng)回歸公式、定理的本質(zhì),了解或理解概念、公式、法則的來龍去脈,對(duì)公式不但要會(huì)正用,更重要的是會(huì)逆用和變形用,這樣才能快速解決相關(guān)問題,提升數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.
2.2 回歸試題原點(diǎn),掌握內(nèi)在規(guī)律,厘清運(yùn)算規(guī)律
例4(第14題)一個(gè)底面半徑為 4cm ,高為
9cm 的封閉圓柱形容器(容器壁厚度忽略不計(jì))內(nèi)有
兩個(gè)半徑相等的鐵球,則鐵球半徑的最大值為cm.
分析球的切接問題是近幾年高考的一大熱點(diǎn)與難點(diǎn),解決問題的核心是確定球心和球的半徑.解決思路是有圖識(shí)圖到無圖想圖、畫圖.
求解本題的關(guān)鍵是作出軸截面圖,把問題轉(zhuǎn)化為矩形內(nèi)切兩等圓.作出軸截面,如圖1所示,設(shè)鐵球的半徑為 r ,由幾何關(guān)系得
|AB|2=(8-2r)2+(9-2r)2=(2r)2,
解得 或
因?yàn)?rlt;4 ,所以
0
本題源自工程學(xué)中的包裝問題,是高考球體問題的經(jīng)典變式.如果列三元方程組求解,說明缺乏空間問題平面化的轉(zhuǎn)換能力,沒有回歸球體問題的本質(zhì).球的問題常?;瘹w為球心和其他點(diǎn)組成的平面或多面體的截面問題.
例5 (第19題)甲、乙兩人進(jìn)行乒乓球練習(xí),每個(gè)球勝者得1分,負(fù)者得0分.設(shè)每個(gè)球甲勝的概率為 ,乙勝的概率為 q,p+q=1 ,且各球的勝負(fù)相互獨(dú)立.對(duì)正整數(shù) k?2 ,記 pk 為打完 k 個(gè)球后甲比乙至少多得2分的概率, qk 為打完 k 個(gè)球后乙比甲至少多得2分的概率.
(1)求 ?3°?4 (用 ΣP 表示);
(2)若 =4,求p;
(3)證明:對(duì)任意正整數(shù) m,p2m+1-q2m+1lt;
分析本題以熟悉的乒乓球練習(xí)得分為情境,引入了事件,并研究其概率之間的關(guān)系,是2024年數(shù)學(xué)高考新定義問題的延續(xù)和新探索.解決此類問題的核心是新舊知識(shí)的轉(zhuǎn)化和聯(lián)系,即先按照考題給出的要求將新知識(shí)“翻譯\"為舊知識(shí),再用學(xué)過的舊知識(shí)進(jìn)行解答.解題的突破點(diǎn)是以題目給定的條件和結(jié)論作為線索,按圖(或表)索驥,形成猜想,綜合分析出命題人想要考查的核心知識(shí)點(diǎn).解決這類問題的思路是“現(xiàn)象一規(guī)律(共性)一猜想原理一挖掘原因”,考生需要通過一些具體的例子,有意識(shí)地去總結(jié)規(guī)律并形成猜想,再將這個(gè)過程抽象成數(shù)學(xué)語言.例如,本題通過解決第(1)問,尋找概率之間的變化,就可以順利寫出遞推關(guān)系,然后作差后利用已知條件和組合數(shù)性質(zhì)證明不等式.此題源自博弈論的連勝概率模型,很好地避開了馬爾科夫鏈解題的套路,真正實(shí)現(xiàn)考查學(xué)生探索能力的要求,有助于拔尖創(chuàng)新人才的選拔,
3對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)及復(fù)習(xí)備考的啟示
1)回歸教材,夯實(shí)基礎(chǔ),掌握必備知識(shí)
2025年數(shù)學(xué)新高考1卷有不少題目(如前面的例1~ 例4)都是以教材中的典型例題、習(xí)題以及素材為基礎(chǔ)進(jìn)行改編或重組的.因此,教師在高三復(fù)習(xí)教學(xué)中要深人研究教材,用好教材,深人研究各主要版本教材中的經(jīng)典例題和習(xí)題,使學(xué)生了解知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)用的全過程.回歸教材要注意以下三點(diǎn):深入理解核心概念、重新溫習(xí)重要定理和公式的推導(dǎo)、梳理解題方法.具體可以從以下三個(gè)方面入手:一是教師要針對(duì)性地精心設(shè)計(jì)一些典型易混易錯(cuò)問題,引導(dǎo)學(xué)生厘清數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵和外延,準(zhǔn)確把握概念間的區(qū)別與聯(lián)系,會(huì)用概念進(jìn)行辨析、思考、運(yùn)算、推理等,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);二是教師要引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo)教材中的重要定理、公式、結(jié)論等,讓學(xué)生明確知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過程,理解知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和形成過程中所蘊(yùn)含的思想方法,進(jìn)而形成知識(shí)體系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)間的融會(huì)貫通;三是教師要充分挖掘教材中典型例題、習(xí)題以及素材的價(jià)值,通過一題多變、拓展延伸等手段,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考,從而積累解決問題的基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),提高解題效率,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,提高復(fù)習(xí)實(shí)效.
2)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)知識(shí)體系,筑牢素養(yǎng)根基
數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教、學(xué)、評(píng)具有指導(dǎo)作用,是高考數(shù)學(xué)考查內(nèi)容范圍和考查要求的依據(jù).《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》是高考數(shù)學(xué)命題理念的依據(jù),高考備考要以《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》為指導(dǎo),以數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),明確“一核、四層、四翼”的考查要求,遵循數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)規(guī)律,把握高考命題方向,注重構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)體系,完善認(rèn)知結(jié)構(gòu),筑牢素養(yǎng)根基.
3)細(xì)研真題,明確備考方向
高考真題是命題專家對(duì)考試內(nèi)容的深思熟慮、對(duì)學(xué)生水平的客觀判斷后精雕細(xì)磨的產(chǎn)物,仔細(xì)研究高考真題對(duì)復(fù)習(xí)備考、理解課程標(biāo)準(zhǔn)、理解新高考的要求意義重大.
研究高考真題,宏觀上要從以下幾個(gè)方面入手:一是通過研究近年高考真題,尋找命題趨勢(shì)和變化,如真實(shí)情境下探究能力和創(chuàng)新能力的考查是近兩年的命題熱點(diǎn);二是通過研究相同考點(diǎn)試題,尋找命題規(guī)律,如抽象函數(shù)問題、三次函數(shù)問題、立體幾何中平行與垂直問題等都是近兩年的??碱愋停蝗峭ㄟ^研究不同高考試卷的試題,尋找命題特點(diǎn),預(yù)測(cè)未來考向;四是研究教材例題和習(xí)題,尋找題目原型,回歸教材原點(diǎn),針對(duì)每一道高考真題,微觀上要研究命題考查的意圖、命題選材的視角、命題題型的特點(diǎn)、命題設(shè)問的特點(diǎn)、命題答案的擬制等.
4)課堂教學(xué)為根提效率,培養(yǎng)關(guān)鍵能力
2025年數(shù)學(xué)新高考Ⅱ卷通過創(chuàng)新情境設(shè)計(jì)、設(shè)問方式,破除套路,進(jìn)而深化基礎(chǔ)性和探索能力的考查,強(qiáng)調(diào)對(duì)“四基、四能\"的深刻理解,規(guī)避高等數(shù)學(xué)內(nèi)容和套路化解題模式的直接應(yīng)用,引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)遵循教育規(guī)律,嚴(yán)格按照課程標(biāo)準(zhǔn)和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》實(shí)施教學(xué).因此,教師要回歸教材,立足課堂教學(xué),以課堂教學(xué)為根,把教材講透,把精力放在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維上,精準(zhǔn)高效開展高三各個(gè)階段的復(fù)習(xí)備考.
總之,高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)、《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》為依據(jù),淡化技巧、破除套路,回歸數(shù)學(xué)本質(zhì);掌握基本方法,培養(yǎng)解題思維;克服思維定式,用數(shù)學(xué)思想引領(lǐng)解題方向,提升學(xué)生的理性思維能力和探究能力.
(完)