歐陽瑋媛 鄭秋月
(1.漳州第一中學,福建 漳州 363000;2.漳州市第八中學,福建 漳州 363000)
根據(jù)《福建省“十三五”教育發(fā)展專項規(guī)劃》,2017 年起福建省中考數(shù)學由各地市自主命題轉(zhuǎn)為全省統(tǒng)一命題。數(shù)學思想方法是全面地、籠統(tǒng)地討論“what to do,how to do,why do it such”[1]。本文對福建省2017-2022 年內(nèi)的中考數(shù)學試題基于數(shù)學思想方法的視角進行梳理與分析,福建省中考對數(shù)學思想方法的考查體現(xiàn)為應用性和綜合性,即一道題考查多種思想方法,一種思想方法在不同的知識點進行考查;再基于數(shù)形結(jié)合思想視角對題目進行分析與審視,提出試題背后滲透的數(shù)形結(jié)合思想。
“雙減”政策下,中考數(shù)學不再是追求難度和計算量,而是更加注重考查學生對于思想方法的理解與應用,有些題目不用計算,根據(jù)圖象就可以獲取很多解題關(guān)鍵信息。歷年來,福建省中考重視對數(shù)學思想方法的考查(如表1)。而在一道題中考查多種數(shù)學思想方法大都以數(shù)形結(jié)合思想為基礎(chǔ),這就要求學生需要有扎實的數(shù)學基礎(chǔ),了解和掌握數(shù)形結(jié)合思想方法,形成快速有效的解題策略。本文通過分析中考試題,探究導致學生學習困境的原因,為中考備考及教與學提出建議。
數(shù)形結(jié)合思想主要出現(xiàn)在利潤最值問題、對稱性問題、求函數(shù)表達式問題、幾何問題四大題型中,學生對這四大題型常常感到無從下手,導致得分率不高,主要問題是在只知道運用計算的方法算出結(jié)果,寫不出必要的文字說明或者是出現(xiàn)漏解、錯解,在知識點的學習過程中停留在一知半解的狀態(tài),知道結(jié)論卻不知道掌握其圖象進行數(shù)形結(jié)合分析,究其根本原因是學生沒有意識到數(shù)形結(jié)合思想的重要性,不會運用數(shù)形結(jié)合思想,也反映出在學習和教學過程中有效滲透數(shù)形結(jié)合思想的重要性。
文章對福建省近6 年來數(shù)學中考中的四大題型進行分析,選取典例分析其中蘊含的數(shù)形結(jié)合思想以及學生常見的處理問題的誤區(qū),強調(diào)數(shù)形結(jié)合思想的重要性,進一步分析在教學過程中如何利用數(shù)形結(jié)合思想深度挖掘問題,有效提高學生分析、解決問題的能力。
通過對福建省2022 年中考25 道真題分析可知(如表2),數(shù)形結(jié)合思想貫穿始終(除第3、7、17、19題外),是最普遍、最利于解題的基礎(chǔ)性思維,是數(shù)學學習的一種重要視角,是解決數(shù)學問題的重要抓手,是數(shù)學核心素養(yǎng)的一部分[2]。
表2 2022 年福建省中考數(shù)學真題
通過對福建省2017-2022 年中考試題中數(shù)形結(jié)合思想方法的分析與研究,結(jié)合中考熱點問題,進一步探究如何在平時的教學過程以及中考數(shù)學總復習中有效滲透數(shù)形結(jié)合思想,扎實學生數(shù)學基礎(chǔ),提升學生靈活運用數(shù)形結(jié)合思想方法解決問題的能力。
案例1:(2022 年福建省中考數(shù)學試卷第22 題)在學校開展”勞動創(chuàng)造美好生活“主題系列活動中,八年級(1)版負責校園某綠化角的設(shè)計、種植與養(yǎng)護。同學們約定沒人養(yǎng)護一盆綠植,計劃購買綠蘿和吊蘭兩種綠植共46 盆,且綠蘿盆數(shù)不少于吊蘭盆數(shù)的2 倍。已知綠蘿每盆9 元,吊蘭每盆6 元。
(1)采購組計劃將預算經(jīng)費390 元全部用于購買綠蘿和吊蘭,問可購買綠蘿和吊蘭各多少盆?
(2)規(guī)劃組認為有比390 元更省錢的方案,請求出購買兩種綠植總費用的最小值。
本題考查二元一次方程組的應用、一次函數(shù)的性質(zhì)[3]。1.由綠蘿和吊蘭的關(guān)系可以列出二元一次方程組求解箱數(shù);2.假設(shè)綠蘿m盆,可以列出總費用W=3m+276,這是一次函數(shù)并且k>0,可得W隨著m的增大而增大,由題意綠蘿盆數(shù)不少于吊蘭盆數(shù)的2倍,所以且m為整數(shù),確定自變量的取值范圍,當m=31 時,總費用最小值為369 元。雖然考查的是一次函數(shù)的性質(zhì),但其實很多學生只是生搬硬套,在考試中只知道用計算的方法算出結(jié)果,卻無法寫出必要的文字說明,追根究底,是在一次函數(shù)的圖象與性質(zhì)學習過程中,不是數(shù)形結(jié)合,將圖象與性質(zhì)結(jié)合起來融會貫通,而是將兩者分開,死記硬背結(jié)論。在日常教學過程中,應讓學生充分感受題目中描述的情景,提取題目中的有效信息,把條件轉(zhuǎn)化為符號語言和圖形語言,給學生留下充足的時間進行深度思考,讓學生感受用數(shù)形結(jié)合來描述事物變化的過程,從而提升學生的數(shù)學表達能力。
案例2:(2019 年福建省中考數(shù)學試卷第10 題)若二次函數(shù)y=|a|x2+bx+c的圖象過不同的五點A(m,n),B(0,y1),C(3-m,n),D(2,y2),E(2,y3),求y1,y2,y3的大小關(guān)系( )
A.y1<y2<y3B.y1<y3<y2
C.y3<y2<y1D.y2<y3<y1
本題考查的是二次函數(shù)的對稱性,在確定二次項系數(shù)是|a|>0 的情況下,圖象開口向上,再觀察題目給出的五個點,A點和C點的函數(shù)值相同,由二次函數(shù)的對稱性可得對稱軸為,畫出二次函數(shù)的圖象,此時,離對稱軸越近函數(shù)值越小,從而確定y1,y2,y3的大小關(guān)系。函數(shù)問題是初中數(shù)學學習的重難點,遇到函數(shù)問題,多采用數(shù)形結(jié)合思想。在函數(shù)教學過程中,需注重對函數(shù)圖象與性質(zhì)的探索與分析,讓學生自己觀察,試著總結(jié),再得出結(jié)論,讓學生充分感受到每一種函數(shù)圖象的特點,如正比例函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)的對稱性,使數(shù)量關(guān)系與幾何直觀巧妙結(jié)合在一起,讓抽象的問題具體化,化難為易。
案例3:(2020 年福建省中考數(shù)學試卷第25 題(1)已知直線l1:y=-2x+10 交y軸于點A,交x軸于點B,二次函數(shù)的圖象過A,B兩點,交x軸于另一點C,BC=4,且對于該二次函數(shù)圖象上的任意兩點P1(x1,y1),P2(x2,y2),當x1>x2≥5 時,總有y1>y2。求二次函數(shù)的表達式。
本題考查一次函數(shù)和二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)。對于未知參數(shù),常常需要結(jié)合函數(shù)圖象,進行分類討論。BC=4,C點坐標有兩種情況,在B點的左邊或者右邊,C(9,0)或C(1,0),若拋物線過C(9,0),當5<x<7 時,y隨x的增大而減小,不符合題意;若拋物線過C(1,0),當x>3 時,必有y隨x的增大而增大,符合題意。因此C(1,0)。利用B、C點坐標即可求出二次函數(shù)表達式。除了參數(shù),函數(shù)中取值范圍無法確定,取最大值或最小值等也需要數(shù)形結(jié)合進行分類討論。忽視數(shù)形結(jié)合容易導致思維的局限性,考慮問題不全面,容易出現(xiàn)漏解、錯解,數(shù)形結(jié)合則有利于提升學生的理性思維品質(zhì)和分析綜合能力,培養(yǎng)嚴謹?shù)臄?shù)學思維。
案例4:(2019 年福建省中考數(shù)學試卷第21 題)在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°。將△ABC繞點C順時針旋轉(zhuǎn)一個角度α得到△DEC,點A,B的分別對應點D,E。
(1)若點E恰好落在邊AC上,如圖①,求∠ADE的大??;
圖①
(2)若α=60°,F(xiàn)為AC的中點,如圖②,
圖②
求證:四邊形BEDF是平行四邊形。
本題考查圖形的旋轉(zhuǎn)、直角三角形、等腰三角形和平行四邊形。(1)觀察圖形旋轉(zhuǎn)前與旋轉(zhuǎn)后的變與不變,將求∠ADE的大小轉(zhuǎn)化為求∠CDA與∠CDE的差,利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和等腰三角形的性質(zhì)得∠ADE=15°。(2)將求證四邊形BEDF是平行四邊形轉(zhuǎn)化為求證DE與BF平行且相等,求證DE與BF平行,轉(zhuǎn)化為求證一組內(nèi)錯角相等,利用∠DEC=90°,延長BF交EC于點G(如圖③),得∠DEC=∠BGE=90°,問題(2)得證。幾何是初中數(shù)學學習的重難點,學生遇到問題找不到切入點,在教學過程中需要引導學生通過觀察圖形,“將圖形語言轉(zhuǎn)化為符號語言,通過數(shù)形結(jié)合有利于將問題轉(zhuǎn)化為已經(jīng)掌握的知識,將復雜問題轉(zhuǎn)化為幾個簡單的問題,將抽象問題轉(zhuǎn)化為具體、直觀的問題以便精確求解、化繁為簡”[4]。
圖③
數(shù)形結(jié)合思想的形成是一個長期的過程,需要在日常數(shù)學學習和教學過程中逐步滲透,形成系統(tǒng)化的數(shù)形結(jié)合思想認知結(jié)構(gòu)。首先,教師在日常教學要有意識地滲透數(shù)形結(jié)合思想,培養(yǎng)學生從利用數(shù)形結(jié)合思想解決一道簡單問題到用數(shù)形結(jié)合思想與其他數(shù)學思想方法共同解決一道復雜問題,逐漸增加難度。其次,教師需要引導學生在閱讀題目中進行深度思考,提取題目中的有效信息,通過數(shù)形結(jié)合將題目中的條件轉(zhuǎn)化為符號語言和圖形語言;加強針對性,通過解決進階式變式問題提升學生的邏輯性、綜合性和探索性,訓練學生的思維能力和探索能力,揭示數(shù)形結(jié)合的思想方法。最后,教師需要把最基本的知識點講透,把利用數(shù)形結(jié)合思想解題的策略講到位,在練習和糾錯中不斷鞏固和深化,形成規(guī)律性的理性認識,培養(yǎng)學生靈活運用數(shù)形結(jié)合思想方法分析、解決問題的能力。
數(shù)形結(jié)合思想的形成不同于數(shù)學知識的理解、掌握和運用,它需要在知識教學與方法教學中形成,同時需要與學生的認知發(fā)展水平相適應[5]。數(shù)學結(jié)合思想是數(shù)學思想方法中的核心思想方法,是必修重視的數(shù)學核心素養(yǎng),如何更好更有效滲透數(shù)形結(jié)合思想方法,讓學生形成良好的數(shù)形結(jié)合認知視角和思維品質(zhì)、提高學生的數(shù)學核心素養(yǎng),仍然需要在教學過程中不斷探索研究與完善。