黃 健
(江蘇省蘇州市教育科學研究院 215004)
精準把握教學方向、正確實施人才培養(yǎng)是每個教學工作者追求的目標.基于《中國高考評價體系》(下稱《體系》)的新高考體現(xiàn)了國家教育部對教育根本問題的思考與探索,是創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略和科教興國人才強國戰(zhàn)略下的新要求.在深度研究新高考的基礎上,筆者結合自身命題實踐,談談數學新高考的特點以及對有效引導思維提升和能力發(fā)展的思考.
《體系》指出,高考的核心功能是立德樹人、服務選材和引導教學.首先應引導學生樹立正確的人生觀、價值觀,為國家培養(yǎng)具有積極思想、良好心態(tài)的后續(xù)人才,保證國家的持續(xù)性發(fā)展.其次,高考會聚焦核心素養(yǎng),注重能力立意,加強開放探究,突出對邏輯思維和關鍵能力的考查,增強選拔功能,區(qū)分度會更為明顯.再次,高考會通過展示文化與應用的廣闊領域來引導教學回歸基礎、回歸規(guī)律、回歸本質,彰顯數學的科學價值.
《體系》為我們梳理了正確的研究目標方向、科學的方法路徑,提出了“價值引領、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”的命題理念.新高考數學命題的首要任務是要體現(xiàn)試題價值,遵循學以致用的原則,堅決摒棄“構造類”和“技巧型”問題,避免試題與生活脫節(jié),堅持應用導向,鼓勵學生運用知識、能力和素養(yǎng)去解決問題.新高考數學命題對創(chuàng)新思維的要求會更高,會引入更多的問題情境,要求學生在現(xiàn)有經驗與認識的基礎上敏銳地發(fā)現(xiàn)新舊事物的關系,并利用推測、類比、聯(lián)想、論證等手段創(chuàng)造性地解決問題,這是對學生核心素養(yǎng)考查的綜合體現(xiàn).
數學概念反映數學對象的數量關系和本質特征,是構成判斷、推理、論證、拓展等思維的基礎.正確理解數學概念,必須理解概念的內涵與外延.多選題型的加入,使得新高考對概念的考查有了更為寬闊的手段,除了傳統(tǒng)的對基本概念的直接考查外,還增加了對概念的全方位辨析考查,在復習過程中要注意對概念的深度理解和類比遷移.
數學概念試題的呈現(xiàn)方向一是對相似概念的鑒別,突出糾錯性,解題的關鍵點在于理解不同場景概念,有時需要融入實際情境進行甄別;二是平行概念的呈現(xiàn),突出全面性,解題的關鍵點是要全面理解概念,不能有遺漏;三是抽象概念的轉化,突出應用性,解題的關鍵點是要關注概念、公式、定理、法則的推導及拓廣.
例1(2022蘇州零模)下列命題正確的是( ).
A.若z1,z2為復數,則|z1z2|=|z1|·|z2|
B.若a,b為向量,則|a·b|=|a|·|b|
C.若z1,z2為復數,且|z1+z2|=|z1-z2|,則z1z2=0
D.若a,b為向量,且|a+b|=|a-b|,則a·b=0
命題意圖 本題主要考查向量與復數的概念辨析,學生通過對相似概念的鑒別,鞏固知識、深化理解.此外還可以聯(lián)想實數與復數、向量與實數的概念對比,培養(yǎng)類比探究的思維習慣.
例2(2022蘇錫常鎮(zhèn)二模)隨著北京冬奧會的舉辦,中國冰雪運動的參與人數有了突飛猛進的提升.某校為提升學生的綜合素養(yǎng)、大力推廣冰雪運動,號召青少年成為“三億人參與冰雪運動的主力軍”,開設了“陸地冰壺”“陸地冰球”“滑冰”“模擬滑雪”四類冰雪運動體驗課程.甲、乙兩名同學各自從中任意挑選兩門課程學習,設事件A=“甲乙兩人所選課程恰有一門相同”,事件B=“甲乙兩人所選課程完全不同”,事件C=“甲乙兩人均未選擇陸地冰壺課程”,則( ).
A.A與B為對立事件 B.A與C互斥
C.A與C相互獨立 D.B與C相互獨立
命題意圖 本題主要考查事件的概念辨析,選擇分支比較抽象,需要合理轉化,和2021年全國I卷第8題理念一致.選項A,B,讓學生直觀想象求解,縮短解題時間;選項C,D,需通過獨立事件的計算公式驗證,引導學生做好對概念的提煉和梳理.
新高考數學卷強調基于實際情境的考查,“生活實踐情境”和“探索創(chuàng)新情境”[1]的引入給高考試題帶來了全新的面貌.學生通過閱讀、理解、猜測、探求、歸納等手段解決問題,經過長期積累整理出一般的解題模型,體會數學的應用價值,提升閱讀理解能力,發(fā)展數學建模素養(yǎng).
情境一般取材于社會熱點問題、改革開放偉大成果及數學史的經典案例,培養(yǎng)學生愛國主義精神和民族自豪感,其呈現(xiàn)方向一是基于我國科技領域的新成果,鼓勵人才創(chuàng)新;二是基于經典文化領域,注重學科交叉;三是基于生活實踐和民生領域,體現(xiàn)學以致用.
(1)求兩超市的月需求總量為1 000件的概率.
(2)已知企業(yè)對此罐頭的供貨價格為30元/件,生產此罐頭的成本為:800件內(含800)為20元/件,超過800件但不超過1 000件的部分為15元/件,超過1 000件的部分為10元/件.企業(yè)擬將月生產量X(單位:件)定為800或1 000或1 200.若兩超市的月需求總量超過企業(yè)的月生產量,則企業(yè)每月按月生產量供貨,若兩超市的月需求總量不超過企業(yè)的月生產量,則企業(yè)每月按月需求總量供貨.為保障食品安全,若有多余罐頭企業(yè)每月自行銷毀,損失自負.請你確定X的值,使該企業(yè)的生產方案最佳,即企業(yè)每月生產此罐頭的利潤Y的數學期望最大,并說明理由.
命題意圖 本題以商品買賣問題為情境考查隨機事件的概率與數學期望,并通過對數學期望的計算來制定決策,學生在處理問題中應理清成本、利潤等關系,感悟數學手段的廣泛應用,培養(yǎng)學習興趣.
說明本題也可融入對統(tǒng)計相關量的考查,并可將進貨量X規(guī)定在某個區(qū)間范圍內連續(xù)變動,與實際聯(lián)系更緊密,讓學生感受方法的統(tǒng)一和思維品質的提升.變式如下:
某連鎖超市欲從一家食品企業(yè)購進一種海鮮罐頭,每件罐頭食品的基本批發(fā)價為20元.如果進貨數量在1 000件到1 200件之間(不含1 000件,含 1 200件),超出的部分每件打9折;如果進貨數量大于1 200件(不含1 200件),超出的部分每件打8折.該超市準備以每件30元的零售價格在市場上銷售這種海鮮罐頭,為保障食品安全,到期未能售出的罐頭就地銷毀.為了解需求量情況,該超市通過市場調研,繪制了如圖1所示的頻率分布直方圖.
圖1
(1)請利用頻率分布直方圖的組中值估算該食品的平均市場需求量n;
(2)以各組需求量的頻率作為各組需求量發(fā)生的概率,假設實際銷售量為市場最大需求量.考慮到實際情況,超市決定將進貨量X(單位:件)定在800件到1 400件之間,則X為多少時,利潤Y的數學期望最大?
命題者憑借自身較強的觀察能力和創(chuàng)造能力,對原問題的本質特征進行深入分析與研究,找出“已知”與“所求”之間的聯(lián)系紐帶,編制合適的替代條件,將問題“改頭換面”.這里的數據特征,不僅是問題對象的代數式特征,還包括幾何、背景等屬性特征.
基于數據特征的試題呈現(xiàn)方向一是基于代數特征,強調變形能力與換元能力,要求學生通過觀察代數式特征,嘗試變形或換元,探尋問題本源;二是基于幾何特征,注重圖形溯源與運算優(yōu)化,要求學生通過圖形感知挖掘幾何背景,優(yōu)化解題的途徑;三是基于高等背景,注重形式和問題類比遷移,要求學生提升知識寬度和探究能力,努力尋找問題關聯(lián),從而加深認識、突破難點.
命題意圖 本題考查函數的零點問題,解題的關鍵是要通過觀察函數表達式特征發(fā)現(xiàn)其為偶函數,將問題轉化為研究在(0,+∞)上的零點個數,達到簡化運算的目的,要求學生有較強的洞察力和知識遷移的能力.
說明將函數表達式進一步抽象化,有如下變式:
分析令t=x-1,則g(t)=f(t)+f(-t)為偶函數,問題轉化為函數g(t)在(0,+∞)上有兩個零點,下略.
例5(2022蘇州大學考前指導卷)已知x1,x2,x3(x1 命題意圖 本題考查多元最值問題,應在充分理解零點定義的基礎上尋找合適的轉化路徑,由函數表達式的特征發(fā)現(xiàn)其對稱性是解題關鍵. 命題意圖 本題考查點到直線的距離,滲透數形結合與轉化化歸思想.常規(guī)處理是平移已知直線與函數圖象相切,進而轉化為求已知直線與切線的距離.事實上,此題源于高等的切線不等式背景: 數學探究是一個活動或者一個過程,它包括:觀察分析數學事實,發(fā)現(xiàn)并提出有意義的數學問題,數學探究猜測、探求適當的數學結論或規(guī)律,給出解釋或證明.數學探究有助于學生體驗知識產生、發(fā)展、完善的過程,樹立科學嚴謹的態(tài)度和不畏困難的精神,在質疑和反思中提高發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決數學問題的能力. 開放探究問題的呈現(xiàn)方向一是重視對研究對象通性的考查,結論不單一,思維多樣化,要求學生全方位理解對象屬性;二是對動態(tài)圖形中的結論探究,考查定理、思想的靈活運用,要求學生能夠分析出動態(tài)過程中對象變化的規(guī)律;三是調整邏輯關聯(lián)、轉變邏輯方向,直接指向對概念的深度考查,強調基礎性.[1] 例7(2022蘇錫常鎮(zhèn)二模)已知圓錐同時滿足條件:①側面展開圖為半圓;②底面半徑為正整數.請寫出一個這樣的圓錐的體積V=. 命題意圖 本題考查簡單幾何體的側面積和體積、圓錐的側面展開圖.引導學生經歷對公式的回憶及表達,全方位完善知識結構,從而提升關鍵能力和學科素養(yǎng). (1)證明:sinA=2sinB; (2)求所有正整數k,m的值,使得c=mb和 tanA=ktanC同時成立. 命題意圖 本題考查解三角形,第(2)題以探究性問題形式呈現(xiàn),體現(xiàn)數論方法與三角知識的融合,激發(fā)學生的探索欲,有效區(qū)分了學生間的差異. 新高考全國卷正在努力打破數學知識間的壁壘,尋找試題的新的呈現(xiàn)方式.在考查方式上更加突出綜合性[1],強調能力立意,要求學生能夠揭開問題表面的面紗,深入到問題的本質中去. 注重知識交叉的試題呈現(xiàn)方向一是知識載體的融合貫通,彰顯呈現(xiàn)方式的靈活性;二是研究目標的適度變化,彰顯知識板塊的發(fā)展性,培養(yǎng)創(chuàng)新意識;三是思想方法的多元考查,彰顯能力考查的多樣性. C.對任意n∈N*均有an+bn≤cn D.存在n∈N*使得an+bn>cn 命題意圖 本題以二項式為載體,考查不等式與數列問題.試題呈現(xiàn)方式靈活,研究目標多變.學生若對概念和基本思想有深刻理解,則不難解決該問題. 例10(2022蘇州零模)已知函數f(x)=ln(ex-1)-lnx. (1)判斷f(x)的單調性,并說明理由; 命題意圖 本題聚焦函數導數與數列、不等式的有機融合,重點考查導數的綜合運用,通過載體融通實現(xiàn)目標變化,融合“聯(lián)想”“構造”“迭代”“放縮”等多種思想方法,實現(xiàn)對邏輯推理核心素養(yǎng)的考查. 說明此題源于2020年教育部考試中心為山東省命制的新高考模擬卷,原題如下: (1)求a;(2)討論g(x)=x(f(x))2的單調性;(3)設a1=1,an+1=f(an),證明:2n-2|2lnan-ln 7|<1. 邏輯思維能力是學習數學的根本能力,它是借助問題條件,通過尋找依據、層層遞進等思維形式進行思考與活動的能力.提升學生的思維品質是數學學科的根本任務.新高考全國卷題型最顯著的變化是增加了邏輯證明題的數量,力求全方位考查學生的思維習慣和思維品質,要求學生能準確而有條理地表達自己的思維過程,包括分析、推演、說理、論證等環(huán)節(jié).教師應及時貫徹國家方針,努力幫助學生提升邏輯推理能力,強化理性思維,培養(yǎng)創(chuàng)新能力. 注重邏輯推理的試題呈現(xiàn)方向一是重視充要關系的辨析,完善知識網絡,以此來改變教學中忽視概念細節(jié)的情況;二是重視基于概念的探究,揭示命題背景,體驗試題價值;三是重視高等背景的延伸,體現(xiàn)考點融合,體現(xiàn)綜合性與創(chuàng)新性[1]原則. 例11(2022蘇錫常鎮(zhèn)二模)在平面直角坐標系xOy中,已知拋物線C:y2=4x的焦點為F,準線為l,過點F且斜率大于0的直線交拋物線C于A,B兩點,過線段AB的中點M且與x軸平行的直線依次交直線OA,OB,l于點P,Q,N. (1)判斷線段PM與NQ長度的大小關系,并證明你的結論; (2)若線段NP上的任意一點均在以點Q為圓心、線段QO長為半徑的圓內或圓上,求直線AB斜率的取值范圍. 命題意圖 本題聚焦對直線與拋物線位置關系的考查,檢測學生的字母運算能力.試題追求理性思維和數學探索,要求學生在經歷邏輯推理的過程中體會數學的重要性. 圖2 新高考數學全國卷注重基礎、體現(xiàn)方法、突出思想、考查能力,考查學生的數學素養(yǎng)和探究意識.在《體系》的引領下,教師應努力轉變教學觀念,構建有價值的教學模式,對學生的思維能力、創(chuàng)新意識、問題意識及合作意識開展高質量培養(yǎng).在新課教學中,教師要培養(yǎng)學生的開放探究意識,通過開放性設問、連續(xù)型套問、拓展性追問、糾錯式反問等方式幫助學生領悟問題、發(fā)展思維.在解題教學中,教師應關注課標理念、重視四基落實、立足數學本質、優(yōu)化示范引領,通過一題多解、多角度探源、變式拓展、總結提煉等方法引導學生探尋本質、理解背景.作為教育主管部門,應當呼吁和鼓勵更多的教師參與命題研究,在實踐中體會《體系》的理念,從而更為精準地了解學情,把握教學方向.2.4 嘗試開放探究,有效區(qū)分差異
2.5 注重知識交叉,彰顯能力立意
2.6 注重邏輯推理,發(fā)展理性思維
3 結語