鄭日鋒
歷年高考總是吸睛無數(shù),而試卷的命制規(guī)律、考試效度以及其對實際教學(xué)的引領(lǐng),也總是吸引不少專家研究。本期所選3篇論文,一篇指向浙江高考數(shù)學(xué)試題,一篇指向全國8套作文試題,一篇指向浙江高考?xì)v史試題第28題,或全卷評析,或分類統(tǒng)整,或單題分析,各有側(cè)重,各有精神。
摘 ? ?要:2021年浙江高考數(shù)學(xué)試題系統(tǒng)全面地考查了高中數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本思想方法,突出考查學(xué)生的核心素養(yǎng),保持了浙江卷的一貫特色,于穩(wěn)中求變.許多試題背景源自于課本素材的移植與改編,讓基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可動筆.此外,又設(shè)計了多道綜合性強、思維能力要求高并且設(shè)問方式新穎的試題,便于有效區(qū)分考生的水平.試卷再次傳遞信息,高中數(shù)學(xué)教學(xué)不能依靠“題海戰(zhàn)術(shù)”,呼喚數(shù)學(xué)教學(xué)回歸自然.
關(guān)鍵詞:浙江高考數(shù)學(xué)試題;數(shù)學(xué)教學(xué);核心素養(yǎng)
一、試題特點
自2017年浙江高考數(shù)學(xué)實施文理合卷以來,今年已是第五年.對于今年的高考數(shù)學(xué),一般考生反應(yīng)比較平靜,尖子生則反應(yīng)比較強烈,他們普遍覺得容易題大家都會做,而試卷上的第10題及第22題最后一小題,大家又都沒思路.筆者對全卷做了一番研究,認(rèn)為今年的試卷系統(tǒng)全面地考查了高中數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本思想方法,突出考查學(xué)生的核心素養(yǎng).試卷難度與去年相當(dāng),保持了浙江卷的一貫特色,穩(wěn)中求變,具有一定的區(qū)分度,并對高中數(shù)學(xué)教學(xué)具有良好的導(dǎo)向作用.主要體現(xiàn)了以下特點.
(一)定調(diào)——通性通法唱主角
今年大部分試題讓基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可動筆,許多試題背景熟悉,源自于課本素材的移植與改編,并從學(xué)科整體意義與知識結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了設(shè)計,全面覆蓋了中學(xué)數(shù)學(xué)教材中的主干知識模塊,試卷中第1,2,3,4,6,7,9,11,12,13,14,15,16,18,19,20,21第(1)小題,22第(1)小題,都源自于課本,或從課本中的例題、習(xí)題直接改編過來,這體現(xiàn)了試題的基礎(chǔ)性.試卷第11題,以趙爽弦圖為背景設(shè)計.趙爽是三國時期吳國的數(shù)學(xué)家,此題意在對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)文化的熏陶,與愛國主義教育相關(guān).
試卷注重考查對數(shù)學(xué)概念、基本定理、基本性質(zhì)等的理解,及數(shù)學(xué)思想方法的運用,倡導(dǎo)用通性通法解決問題.大部分試題都可以運用教材中的方法來解決,如:第6題,以正方體為載體,考查立體幾何中空間線面位置關(guān)系;第15題,以熟悉的摸球模型,考查古典概型、隨機變量的均值、超幾何分布等基礎(chǔ)知識;第20題,考查數(shù)列的和與通項的關(guān)系、錯位相減法求和及含參數(shù)的不等式恒成立求參數(shù)范圍.
試卷中的許多試題,可以有多個觀察視角,進(jìn)而可用多種方法解決,這可以有效區(qū)分不同層次學(xué)生的數(shù)學(xué)水平和能力.如第19題是立體幾何中線線垂直與求線面角問題,既可以用傳統(tǒng)幾何法解決,也可以用建立空間直角坐標(biāo)系的向量法解決,但后者會容易些.
例1 ? (第21題)如圖(略),已知F是拋物線[y2=2px(p>0)]的焦點,M是拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點,且[|MF|=2.]
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)過點F的直線交拋物線于A,B兩點,若斜率為2的直線[l]與直線[MA, MB, AB, x]軸依次交于點[P, Q, R, N],且滿足[|RN|2=|PN|?|QN|],求直線[l]在[x]軸上截距的取值范圍.
此題以拋物線為載體,關(guān)注了解析幾何的本質(zhì),體現(xiàn)了坐標(biāo)法思想.解決此題的關(guān)鍵是將幾何條件[|RN|2=|PN|?|QN|]坐標(biāo)化,即把同一直線上的三條線段[RN,PN,QN]投影在[y]軸上,得到[R,P,Q]三點的縱坐標(biāo)的關(guān)系[|yR|2=|yP?yQ|].解答此題通常有兩種思路:
一是設(shè)[AB : x=1+ty(t≠12)],[l: y=2x+m],
則[N(-m2, 0)],由[|yR|2=|yP?yQ|],建立關(guān)于[m, t]的方程,[(m+2)2(m-2)2=(1-2t)24t2+3],求出[(1-2t)24t2+3]的取值范圍[(0, 43]],再解不等式[0<(m+2)2(m-2)2≤43],得[m≥14+83]或[m≤14-83]且[m≠-2],所以直線[l]在[x]軸上截距的取值范圍是[(-∞, -43-7]?[43-7, 1)?(1, +∞).]
二是利用拋物線的焦點弦性質(zhì),發(fā)現(xiàn)直線[MA, MB]的斜率互為相反數(shù),設(shè)[AB: x=1+ty(t≠12), l: x=x0+12y],[MA: x=-1+ny],則[MB: x=-1-ny],可得[n2-t2=1],將直線[MA, MB]看成一條曲線[(x+1)2-][n2y2=0],利用直線[l]與此曲線交點為[P, Q],由[|yR|2=|yP?yQ|],建立關(guān)于[x0, t]的方程,[(x0-1)2(x0+1)2=(1-2t)24t2+3],同樣得到直線[l]在x軸上截距的取值范圍是[(-∞,]
[-43-7]?[43-7, 1)?(1, +∞).]
(二)定位——以考查素養(yǎng)為主導(dǎo)
試卷在考查數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的基礎(chǔ)上,重視對數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的考查:第8,9,10,13,15,17,18,20,21,22等題考查數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng);第3,6,7,8,10,19,20,22等題考查邏輯推理素養(yǎng);第2,4,9,10,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22等題考查數(shù)學(xué)運算素養(yǎng);第4,5,6,7,9,11,16,17,19,21,22等題考查直觀想象素養(yǎng).
例2 (第8題)已知[α, β, γ]是互不相同的銳角,則在[sinαcosβ, sinβcosγ, sinγcosα]三個值中,大于[12]的個數(shù)的最大值是( ? ?)
A.0 ? ? ?B.1 ? ? ?C.2 ? ? ?D.3
本題設(shè)計新穎,考查數(shù)學(xué)直覺和估算能力,及綜合運用知識分析問題、解決問題的能力,考查數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理素養(yǎng),有以下兩種解法:
解法1:[sinαcosβ+sinβcosγ+][sinγcosα]
[≤sin2α+cos2β2+sin2β+cos2γ2]
[+sin2γ+cos2α2=32],所以[sinαcosβ],[sinβcosγ],
[sinγcosα]中至多有兩個大于[12],故選C.
解法2:[(sinαcosβ)(sinβcosγ)(sinγcosα)=18sin2αsin2βsin2γ≤18.]
所以[sinαcosβ, sinβcosγ, sinγcosα]中至多有2個大于[12],故選C.
解法1的本質(zhì)是[min(a, b ,c)≤13(a+b+c)];解法2的本質(zhì)是[min(a, b, c)≤]
[abc3][(a, b, c>0).]
例3 (第17題)已知平面向量[a, b, c(c≠0)]滿足[|a|=1, |b|=2, a?b=0, (a-b)?c=0].記向量d在[a, b]方向上的投影分別為[x, y],[d-a]在[c]方向上的投影為[z],則[x2+y2+z2]的最小值是________.
本題考查平面向量數(shù)量積的幾何意義,及分析問題、解決問題的能力,考查數(shù)學(xué)運算及直觀想象素養(yǎng).解決本題既可以用幾何法,也可以用建系的方法,它的本質(zhì)是求直線上的動點到此直線上兩定點距離的平方和的最小值,此時動點為兩定點的中點.
(三)定向——設(shè)計新穎問題求突破
高考評價體系對高中數(shù)學(xué)提出了數(shù)學(xué)建模能力、空間想象能力、運算求解能力、邏輯推理能力及創(chuàng)新能力等要求.試卷設(shè)計了多道綜合性強,思維能力要求高并且設(shè)問方式新穎的試題,這些試題回歸概念、回歸通性通法、回歸數(shù)學(xué)本原,能有效區(qū)分考生的水平.
例4 ? (第22題)設(shè)[a, b]為實數(shù),且[a>1],函數(shù)[f(x)=ax-bx+e2(x∈R).]
(1)求函數(shù)[f(x)]的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對任意[b>2e2],函數(shù)[f(x)]有兩個不同的零點,求[a]的取值范圍;
(3)當(dāng)[a=e]時,證明:對任意[b>e4],函數(shù)[f(x)]有兩個不同的零點[x1, x2],滿足[x2>blnb2e2x1+e2b].(注:e=2.71828…是自然對數(shù)的底數(shù))
本題是零點問題,2018年與2020年的浙江省高考數(shù)學(xué)試卷的壓軸題也都是零點問題,解決本題需綜合運用導(dǎo)數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì).此題考查了函數(shù)與方程思想、分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想及轉(zhuǎn)化思想,考查了學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)、運算素養(yǎng)及分析問題、解決問題的能力.
解決第(1)小題,求出導(dǎo)函數(shù)后,需對[b]分(i)[b≤0],(ii)[b>0]兩種情況分類討論,利用導(dǎo)函數(shù)的符號與原函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系來解決.
解決第(2)小題,由第(1)小題及已知條件,只需[f(x)min=f(logablna)=blna-][blogablna][+]
[e2<0.]即把問題轉(zhuǎn)化為此不等式對任意[b>2e2]恒成立,求[a]的取值范圍。接下來求解有三種常用方法.一是將不等式左邊記作函數(shù)[g(b)],轉(zhuǎn)化為[g(b)]的最大值小于零(或上確界不大于0),需分類討論;二是令[blna=t>0],則不等式化為[t-tlnt+e2<0],設(shè)此不等式左邊為[h(t)],通過求導(dǎo)得[h(t)]在[(0, 1)]上遞增,在[(1, +∞)]遞減,又[h(e2)=0],作出[h(t)]的圖象(圖略),得[t>e2],即[blna>e2],從而得[lna≤2],故[12e2],指數(shù)函數(shù)[y=ax]與一次函數(shù)[y=bx-e2]的圖象恒有兩個交點,求[a]的取值范圍”,可以采用定性分析的方法解決,即若[b]固定,則[a]越小越滿足,若[a]固定,則[b]越大越滿足,故只需考慮函數(shù)[y=ax]與[y=2e2x-e2]相切時的情況,設(shè)切點為[(x0, ax0)],則[ax0lna=2e2ax0=2e2x0-e2,]解得[x0=1a=e2 ,]所以[1 解決第(3)小題,先證明[f(x)]有兩個零點,后證明不等式,前者比較簡單,后者的證明思路如下:由第(2)小題得[f(x)]在[(-∞, lnb)]上單調(diào)遞減,在[(lnb, +∞)]上遞增,且[x1 本題第(3)小題不等式的證明,需要學(xué)生運用分析法、綜合法及放縮的技巧,與平時練習(xí)的極值點偏移問題,雖然在解題方法上有相似之處,即將證明的自變量的大小關(guān)系轉(zhuǎn)化為證明函數(shù)值的大小關(guān)系,但避開了運用常見不等式[ex≥1+x, lnx≤x-1]及對數(shù)均值不等式,導(dǎo)致絕大部分學(xué)生未能做出此題.與此類似的還有第10題,給出遞推數(shù)列,估計前100項和的范圍,這是本屆學(xué)生備考時忽略的問題;第21題也是如此.這樣的考查打破了原有的模式,體現(xiàn)了試題的靈活性與創(chuàng)新性,展現(xiàn)了穩(wěn)定與創(chuàng)新、穩(wěn)定與改革的融合,考查了學(xué)生的數(shù)學(xué)理性思維、知識技能及靈活解決問題的能力等,發(fā)揮了高考數(shù)學(xué)學(xué)科選拔人才的功能. 二、對試題的認(rèn)識 加強應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),是新課程的一大亮點.數(shù)學(xué)的應(yīng)用分兩大類,一類是內(nèi)部的應(yīng)用,另一類是實際應(yīng)用.在今年的試卷中,與往年一樣僅設(shè)計了第15題,以摸球為背景的概率問題,與全國卷比較,實際應(yīng)用的試題偏少. 選擇題第10題、填空題第17題及解答題第21,22題作為給優(yōu)等生量身定制的問題,選材及設(shè)問方式都較新穎,但第10題答案為A,與前兩年的答案相同,讓投機取巧者占了便宜.第22題第(3)小題分值只有4分,而且包含了證明[f(x)]有2個零點(此證明比較容易),明顯占分太少,這讓優(yōu)等生情何以堪?筆者認(rèn)為最后一小題賦6分會更合理. 自2017年以來,連續(xù)5年選擇題答案分配均為3,3,2,2,即A,B,C,D四個選項正確答案個數(shù)為3,3,2,2,我們認(rèn)為這樣命題是不科學(xué)的,只會給投機取巧者占便宜,對優(yōu)等生尤其不公平. 此外,填空題前6題都比較簡單,梯度不夠,如將第15,16題稍微提高點難度會更恰當(dāng)些.從整張試卷來看,簡單題稍微少了些,導(dǎo)致試卷對藝術(shù)、體育類及純文科的考生不太有利.運算量還是比較大,應(yīng)該體現(xiàn)“多考點怎么想,少考點怎么算”. 三、對教學(xué)的啟示 綜觀全卷,考查基礎(chǔ)主干知識是不變的旋律,強調(diào)探究應(yīng)用是命題的指向,力求推陳出新是不懈的追求.試卷再次傳遞信息——高中數(shù)學(xué)教學(xué)依靠“題海戰(zhàn)術(shù)”并不能保證考生在高考中取得好成績,呼喚數(shù)學(xué)教學(xué)回歸自然. 在概念教學(xué)中,教師要注重揭示概念的發(fā)生、發(fā)展過程,讓學(xué)生明晰概念的內(nèi)涵與外延.注重基礎(chǔ)、回歸教材是教學(xué)的首要環(huán)節(jié):一是幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò);二是再現(xiàn)重要知識的產(chǎn)生過程;三是挖掘教材例題、習(xí)題的潛在價值. 在教學(xué)中,只有加強數(shù)學(xué)知識內(nèi)在的聯(lián)系,抓住數(shù)學(xué)的本質(zhì),突出對概念的理解和運用,突出思維能力的培養(yǎng),才能真正提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),提高學(xué)生解決新穎問題的能力. 開展深度學(xué)習(xí),關(guān)注高階思維和意義建構(gòu),以此引導(dǎo)學(xué)生在體驗知識方法的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題,落實數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).同時,教師應(yīng)對課堂上的某些問題適當(dāng)加以延伸、推廣,并引導(dǎo)學(xué)生加以解決,使學(xué)生的數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力和學(xué)習(xí)力獲得提升.