(浙江省杭州市春蕾中學(xué))
筆者曾有幸參與浙江省杭州市(區(qū))九年級(jí)中考模擬試卷的命制工作,頗有感觸.現(xiàn)以其中的一道試題為例,談?wù)勅绾螌⒔滩睦}改編成試題.
根據(jù)試卷雙向細(xì)目表安排,試卷第10題為選擇題,涉及的知識(shí)點(diǎn)是平行線、角平分線、平移等,考查學(xué)生對(duì)平行線和角平分線等知識(shí)的綜合運(yùn)用能力.根據(jù)試題立意,命題組選擇浙教版《義務(wù)教育教科書(shū)·數(shù)學(xué)》(以下統(tǒng)稱“教材”)七年級(jí)下冊(cè)“1.3平行線的判定”(第2課時(shí))中的例4作為題源開(kāi)展研究.例4內(nèi)容如下.
題源如圖1,AP平分∠BAC,CP平分∠ACD,∠1+∠2=90°.判斷AB,CD是否平行,并說(shuō)明理由.
圖1
該題涉及的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系有∠1+∠2=90°,∠BAC+∠ACD=180°,∠1+∠2=∠P,AP平分∠BAC,CP平分∠ACD,AB∥CD等.
該中考模擬卷第10題要考查學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解和學(xué)以致用的能力,顯然在考查知識(shí)點(diǎn)的深度和廣度上還需要進(jìn)一步探索.經(jīng)過(guò)分析,命題組決定借助圖形中多樣的角度關(guān)系,在角度、角度的比值之間進(jìn)行深入研究,期待找到命題的生長(zhǎng)點(diǎn).
在第三學(xué)段中,從七年級(jí)下冊(cè)開(kāi)始,教材中頻繁出現(xiàn)類似于題源的題目,這些題目有三個(gè)共同點(diǎn):平行線,一對(duì)同旁內(nèi)角的平分線,90°角.教材八年級(jí)上冊(cè)“1.3證明”(第1課時(shí))的例2是題源的逆命題;八年級(jí)上冊(cè)“2.6直角三角形”(第2課時(shí))作業(yè)題A組第3題是在題源的基礎(chǔ)上,通過(guò)延長(zhǎng)AP,CP得到三個(gè)直角三角形;八年級(jí)下冊(cè)“4.2平行四邊形及其性質(zhì)”(第2課時(shí))作業(yè)題B組第5題是將三個(gè)共同點(diǎn)放置于平行四邊形背景中.從七年級(jí)下冊(cè)開(kāi)始出現(xiàn),到八年級(jí)上冊(cè),再到八年級(jí)下冊(cè),從平行線到三角形再到四邊形,題源為學(xué)生積累了豐富的知識(shí)基礎(chǔ)和思維活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).
無(wú)論是背景的置換,還是新元素的加入,在不斷變化和發(fā)展中的題源,漸漸從特例演變成模型,其數(shù)學(xué)本質(zhì)愈發(fā)凸顯.命題者若能深入剖析題源,進(jìn)而得到一般性的規(guī)律,再?gòu)囊?guī)律中引出更多的特例,這樣的命題是將例題一般化和特殊化相結(jié)合,在幫助學(xué)生繼續(xù)深化基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),連接了特殊化和一般化的關(guān)系,培養(yǎng)了學(xué)生的思維品質(zhì),發(fā)展了思維能力.
如圖2,AB∥CD,點(diǎn)P在AB,CD之間,連接AP,PC,AC,點(diǎn)P在AC右側(cè).假設(shè)∠BAP=x°,∠CAP=mx°,∠DCP=y°,∠ACP=ny°,∠P=z°,0°<x,y,z<180°,m,n>0.試探究m,n,z之間的數(shù)量關(guān)系.
圖2
解:由題意,得
消去x,得(n-m)y=180-(m+1)z.
在0°<y,z<180°,且m,n>0 的范圍內(nèi)討論,可得:
當(dāng)m=n>0時(shí),;
當(dāng)m>n>0時(shí),;
當(dāng)0<m<n時(shí),.
消去y,得(m-n)x=180-(n+1)z.
在0<x,z<180, 且m,n>0 的范圍內(nèi)討論,可得:
當(dāng)m=n>0時(shí),;
當(dāng)m>n>0時(shí),;
當(dāng)0<m<n時(shí),.
綜上所述,可得如下結(jié)論:
(1)當(dāng)m=n>0時(shí),;
(2)當(dāng)m>n>0時(shí),;
(3)當(dāng)0<m<n時(shí),.
進(jìn)一步變形,可得如下結(jié)論:
(4)當(dāng)m=n>0時(shí),;
(5)當(dāng)m>n>0時(shí),;
(6)當(dāng)0<m<n時(shí),.
結(jié)論(1)(2)(3)是命制此道模擬試題的生長(zhǎng)源.z的取值范圍由決定,進(jìn)一步是由m和n決定.當(dāng)且僅當(dāng)m=n>0時(shí),z的值是唯一確定的.例如,當(dāng)m=n=1時(shí),z=90,此時(shí)∠P是直角.當(dāng)m≠n時(shí),z的取值范圍介于之間;當(dāng)|m-n|越小時(shí),z的取值范圍越?。划?dāng)|m-n|越大時(shí),z的取值范圍越大.例如,當(dāng)n=1,m=2時(shí),60<z<90,∠P是銳角;當(dāng)n=5,m=0.8 時(shí),30<z<100,∠P可以是銳角、直角或鈍角.通過(guò)調(diào)節(jié)m,n的大小,就可以影響∠P的大小,命題者可以“調(diào)數(shù)控形”了.
結(jié)論(4)(5)(6)也是命制此道模擬試題的生長(zhǎng)源.當(dāng)n和z的值確定了,n和的大小也隨之確定,那么m的取值范圍是中的一種.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),m的值是唯一確定的(例如,當(dāng)n=3,z=45時(shí),m=3).當(dāng)時(shí),,m的值是不唯一的(例如,當(dāng)n=1,z=60 時(shí),m>2).當(dāng)時(shí),,m的值是不唯一的(例如,當(dāng)n=1,z=100時(shí),0<m<0.8).通過(guò)調(diào)節(jié)m,n中的一個(gè)比值和∠P的大小,就可以影響另一個(gè)比值的大小,命題者可以“調(diào)形控?cái)?shù)”了.
從教材例題出發(fā),針對(duì)例題進(jìn)行一般化探究后,得到了六個(gè)關(guān)于m,n和z的相等或不等關(guān)系,這六個(gè)不同的數(shù)量關(guān)系還可以特殊化,這些都為命題者提供了可以挑選的不竭資源.
步驟1:保留一般化.
保留一個(gè)角度比值的一般化是期望在題源的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生往一般規(guī)律進(jìn)行探索的重要手段.其中一個(gè)角度的比值設(shè)為k+1而不是k,是因?yàn)樵谟?jì)算過(guò)程中k+1能夠巧妙地減少計(jì)算量.這樣的命題既增加了思維量,又控制了計(jì)算量.
步驟2:賦值特殊化.
該模擬試題中有四個(gè)命題需要判斷是否正確,四個(gè)命題分別由一般化結(jié)論賦值特殊化而來(lái).
以一般化結(jié)論為藍(lán)本,取四個(gè)特例,使該模擬試題變得多滋多味.命題①是從特殊角度推算特殊比值,入口較寬,有利于學(xué)生對(duì)于基本解法的探索;命題②構(gòu)造了一個(gè)正確的特例,以便讓師生能揭開(kāi)此題最大懸念,激發(fā)學(xué)生探究?jī)蓚€(gè)角度的比值和∠P之間規(guī)律的興趣;命題③是從特殊比值向特殊角度逆推;命題④設(shè)置需要分類討論的等腰三角形作為結(jié)論,這與∠P本身是可變的具有匹配的可能性.命題②較命題①,命題④較命題③呈現(xiàn)遞進(jìn)式問(wèn)題設(shè)置,命題①②較命題③④呈現(xiàn)順逆式問(wèn)題設(shè)置.
步驟3:化身成題.
模擬試題如圖3,AB∥CD,點(diǎn)P在AB,CD之間,CP平分∠ACD,連接AP,∠CAP與∠BAP的度數(shù)的比值為k+1.下列結(jié)論:①當(dāng)∠P=60°時(shí),k=2;②當(dāng)∠P=40°時(shí),;③當(dāng)k=0時(shí),△ACP一定是直角三角形;④當(dāng)k=1時(shí),△ACP一定是等腰三角形.其中正確的結(jié)論是( ).
圖3
(A)①② (B)②③
(C)②③④ (D)③④
參考答案:B.
該題的題干是在題源的基礎(chǔ)上對(duì)于一對(duì)角度的比值進(jìn)行了一般化,四個(gè)命題是在一般化結(jié)論中對(duì)∠P、角度的比值、△ACP進(jìn)行了特殊化.經(jīng)歷定量計(jì)算和定性分析,一般化和特殊化相互作用,雙向理清角度之間的關(guān)系,顯露數(shù)學(xué)問(wèn)題的本質(zhì).通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng),層層遞進(jìn),加深學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)本質(zhì)的理解,正確處理一般化和特殊化的關(guān)系,提高靈活遷移的效率.
命題者從教材出發(fā),根據(jù)考點(diǎn),尋找匹配程度較高的例題作為題源,再針對(duì)題源進(jìn)行一般化研究,尋求蘊(yùn)含的數(shù)、形規(guī)律,最后從研究成果中選取一部分精華編制成模擬試題,如此這般,一道中考模擬題就新鮮出爐了.此類試題的命題策略一般包含以下三個(gè)方面.
從教材出發(fā),根據(jù)要考查的知識(shí)點(diǎn),尋找匹配程度較高的例題,篩選出的例題應(yīng)包含基本圖形、基本模型或基本思想方法,具有典型性,可以是一個(gè),也可以是多個(gè),以便為下一步探究使用.眾所周知,在中考復(fù)習(xí)階段,回歸教材才能有效減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān),追根溯源,夯實(shí)基礎(chǔ),才能展開(kāi)靈活的綜合運(yùn)用.該模擬試題中熟悉的幾何直觀,融合了理性的思考,周密的計(jì)算,將初中階段多個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)融合在一起,此試題是對(duì)教材例題的繼承和發(fā)展.
教材中的例題(題源)涉及多個(gè)角,多種數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,彼此之間相互關(guān)聯(lián),相互制約,通過(guò)抽絲剝繭,確定將兩個(gè)角度的比值和∠P作為研究對(duì)象,將三者和諧統(tǒng)一在一個(gè)及其常見(jiàn)的圖形當(dāng)中,其中必隱含數(shù)、形規(guī)律.命題者充分挖掘典型教材例題的潛能,洞悉圖形的自然規(guī)律,從特殊到一般不斷探索,得出的六個(gè)結(jié)論讓人不禁贊嘆.將教材例題一般化研究后,可以變化出一類題目,無(wú)論是特殊的,還是一般的,都包含有教材例題的通性、通法,這類題目將成為下一步命制試題的源泉.
按照《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》和考試大綱對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的要求,在六個(gè)結(jié)論中擇優(yōu)錄用,匯制成題,方法兼顧一般和特殊.該模擬試題中,將題干中兩對(duì)角度的比值一般化,四個(gè)命題涉及角度特殊化、比值特殊化、圖形特殊化,如此優(yōu)化設(shè)置后就得到了四個(gè)或真或假的命題.試題行文簡(jiǎn)潔,背景熟悉,角度新穎,層次分明,綜合性強(qiáng),包含數(shù)學(xué)核心知識(shí),滲透了多種數(shù)學(xué)思想方法,考查了學(xué)生的多項(xiàng)能力.至此,一道經(jīng)典的教材例題華麗轉(zhuǎn)身成為一道中考模擬試題.這樣的試題往往是源于教材,又高于教材的.
總之,此類試題可謂是教材例題一般化和特殊化的“化身”.深入研究例題后,帶給命題者以靈感,從一開(kāi)始的一般化到之后的特殊化,成為命制試題的寶藏.同時(shí),飽含一般化和特殊化元素的試題為學(xué)生提供了從特殊到一般,從一般到特殊的雙向訓(xùn)練,助力學(xué)生思維水平和數(shù)學(xué)推理思想的提升.這種命制試題的經(jīng)歷給命題者提供了一種有效的命題策略.
中國(guó)數(shù)學(xué)教育(初中版)2019年9期