【摘 要】 作為1984年高考的考生,對(duì)理工農(nóng)醫(yī)類(lèi)高考數(shù)學(xué)第四題記憶猶新.借鑒《經(jīng)典詠流傳》欄目,從教36年來(lái),一直將它作為立體幾何教學(xué)中的經(jīng)典范例,演繹其權(quán)威性、示范性、輻射性.
【關(guān)鍵詞】 1984年高考數(shù)學(xué)試題;經(jīng)典詠流傳;立體幾何
《經(jīng)典詠流傳》是中央電視臺(tái)綜合頻道和央視創(chuàng)造傳媒有限公司聯(lián)合制作推出的文化音樂(lè)節(jié)目.《經(jīng)典詠流傳》節(jié)目首先由主持人(撒貝寧)朗誦詩(shī)詞,接著經(jīng)典傳唱人用流行歌曲的演唱方式重新演唱經(jīng)典詩(shī)詞,在傳唱人的演繹中領(lǐng)略詩(shī)詞之美,再由嘉賓講述歌曲創(chuàng)作背景、時(shí)代意義,最后由資深評(píng)委專(zhuān)家(康震等)解讀經(jīng)典背后的詩(shī)詞人文背景,引領(lǐng)觀眾共同品鑒歌詞文化內(nèi)涵.
類(lèi)比《經(jīng)典詠流傳》節(jié)目,我們也重溫一下經(jīng)典高考試題.
筆者作為理科生參加1984年高考,有幸錄取到師范院校數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),成為一名光榮的人民教師.從教高中數(shù)學(xué)36年,成長(zhǎng)為特級(jí)教師、正高級(jí)教師,當(dāng)選國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”教學(xué)名師.時(shí)隔四十年,依然對(duì)當(dāng)年的高考數(shù)學(xué)試題(理工農(nóng)醫(yī)類(lèi))記憶猶新.尤其對(duì)第四題愛(ài)不釋手、流連忘返,并將其作為立體幾何教學(xué)中的經(jīng)典范例,演繹其應(yīng)用,彰顯其功能,收到良好效果.這是一道怎樣的試題呢?有著怎樣的精彩應(yīng)用呢?
1 重溫經(jīng)典試題
1984年全國(guó)高考數(shù)學(xué)試題(理工農(nóng)醫(yī)類(lèi))第四大題(本題滿分12分,試卷滿分120分),原題如下(為了敘述方便,以下簡(jiǎn)稱(chēng)“案例1”):
案例1 已知三個(gè)平面兩兩相交,有三條交線,求證這三條交線交于一點(diǎn)或相互平行.
2 嚴(yán)謹(jǐn)邏輯論證
2.1 文字語(yǔ)言等價(jià)切換為符號(hào)語(yǔ)言
已知:平面α,β,γ,直線l1,l2,l3,且α∩β=l1,β∩γ=l2,γ∩α=l3.
求證:P∈l1,且P∈l2,且P∈l3,或者l1∥l2∥l3.
2.2 符號(hào)語(yǔ)言等價(jià)切換為圖形語(yǔ)言
將符號(hào)語(yǔ)言等價(jià)切換為圖形語(yǔ)言,即構(gòu)造滿足題意的三棱錐(圖1)與三棱柱(圖2):
2.3 借助符號(hào)與圖形語(yǔ)言嚴(yán)密論證
證明如下:對(duì)于不重合的兩條直線l1,l2,要么相交,要么平行,二者必居其一.
4 贊美專(zhuān)家慧眼
鑒于案例1的經(jīng)典性、權(quán)威性、輻射性、基礎(chǔ)性、本源性,為了警示一線教師高度重視案例1的功能與價(jià)值,專(zhuān)家在編寫(xiě)新課標(biāo)下的新版教材時(shí)特意反復(fù)出現(xiàn)案例1的“影子”,比如,文[1]第139頁(yè)“練習(xí)”第4題(以下簡(jiǎn)稱(chēng)題1)、文[1]第169頁(yè)“復(fù)習(xí)參考題8”第6題(以下簡(jiǎn)稱(chēng)題2):
其中,題1是以符號(hào)語(yǔ)言呈現(xiàn).因?yàn)閎∥c,那么直線b與c確定平面γ,于是得到α∩β=a,α∩γ=b,β∩γ=c,這說(shuō)明題1就是案例1的部分結(jié)論,也是題2(2);題2的本質(zhì)就是將案例1的兩個(gè)結(jié)論分拆為兩問(wèn),并以探究的形式呈現(xiàn).題1、題2與案例1本質(zhì)相同,讓人驚嘆教材編寫(xiě)專(zhuān)家的睿智和慧眼,再一次彰顯案例1的重要性.
5 深度反思教學(xué)
立體幾何是研究現(xiàn)實(shí)世界物體的形狀、大小與位置關(guān)系的數(shù)學(xué)分支,立體圖形是立體幾何的研究對(duì)象,其中截面、共面、共點(diǎn)等問(wèn)題屬于立體幾何的核心與本源,主要考查空間想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模以及數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,目的在于建立空間感,優(yōu)化思維,發(fā)展智力,提升素養(yǎng),因而截面、共面等相關(guān)問(wèn)題一直是教學(xué)、高考的熱點(diǎn)、重點(diǎn)與難點(diǎn).
上述案例1的論證過(guò)程,看似簡(jiǎn)單,其實(shí)構(gòu)思過(guò)程很不容易,既是文字語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言的等價(jià)切換的抽象過(guò)程,又是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型(三棱錐、三棱柱)的具體過(guò)程,更是嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的邏輯推理論證過(guò)程,這是導(dǎo)致當(dāng)年案例1得分極低的主要原因.上述案例2、案例3、案例4均為近期各地試卷中出現(xiàn)的試題,都是涉及立體幾何中的截面問(wèn)題.對(duì)于案例2,學(xué)生未能正確作出經(jīng)過(guò)三點(diǎn)A,E,F(xiàn)的完整截面,難以找到PC與平面ABE的交點(diǎn)為F,思維受阻而不得不直接放棄.對(duì)于案例3,大部分學(xué)生束手無(wú)策,難以在線段PC上找到點(diǎn)Q,使得A,E,Q,F(xiàn)四點(diǎn)共面.對(duì)于案例4,學(xué)生無(wú)法正確作出經(jīng)過(guò)SB,CD,SD的中點(diǎn)的平面α,難以得到平面α截得四棱錐S-ABCD所得的完整截面.
教學(xué)實(shí)踐及考試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都表明,學(xué)生害怕截面、共面問(wèn)題,因?yàn)榻孛?、共面等?wèn)題往往屬于邏輯推理論證層面,不方便甚至難以通過(guò)建立空間直角坐標(biāo)系后借助坐標(biāo)的代數(shù)運(yùn)算來(lái)完成.上述案例2、案例3、案例4難度較大,而上述解答及證明過(guò)程簡(jiǎn)潔明了,讓人賞心悅目,緣于借助案例1的結(jié)論.對(duì)于一道數(shù)學(xué)題目,當(dāng)我們尋覓到一種妙解、巧證,宛如一彎絢麗的彩虹,折射出智者的光輝,體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的魅力,正如克萊因感嘆:“一個(gè)精彩巧妙的證明,精神上近乎一首詩(shī).”細(xì)心的讀者應(yīng)該發(fā)現(xiàn)案例2的解答過(guò)程根本沒(méi)有利用已知條件“PA⊥平面ABCD;AB⊥AD”,從一個(gè)側(cè)面也說(shuō)明了這些條件是多余的.命題專(zhuān)家之所以在命制試題時(shí)給出這些條件,緣于命題專(zhuān)家先入為主,默認(rèn)解答案例2必須建立空間直角坐標(biāo)系來(lái)處理,這也是專(zhuān)家命制數(shù)學(xué)試題時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的瑕疵乃至錯(cuò)誤.案例4連續(xù)兩次運(yùn)用案例1的結(jié)論,折射出案例1的強(qiáng)大功能.其實(shí),命題專(zhuān)家正是依據(jù)案例1的結(jié)論,采用逆向思維命制出案例4.
毫無(wú)疑問(wèn),1984年高考數(shù)學(xué)試題堪稱(chēng)史上難度最大的年份之一.當(dāng)年數(shù)學(xué)命題專(zhuān)家基于“出活題、考基礎(chǔ)、重能力”的指導(dǎo)思想,與目前新高考命題理念“反套路、考基礎(chǔ)、優(yōu)思維、提素養(yǎng)”不謀而合,因而具有重要的研究?jī)r(jià)值.高考試題凝聚專(zhuān)家集體智慧,歷經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐檢驗(yàn),具有權(quán)威性、示范性、輻射性,是教學(xué)中的經(jīng)典范例.其實(shí),每一年的高考試題中都有一些經(jīng)典試題,值得深度研究,挖掘其內(nèi)涵,彰顯其功能,突出其應(yīng)用.期待有更多的數(shù)學(xué)同行將更多的經(jīng)典數(shù)學(xué)試題像中央電視臺(tái)播出的《經(jīng)典詠流傳》節(jié)目一樣,一代人一代人傳承下去,渴望有更多的數(shù)學(xué)雜志開(kāi)辟這樣的特色專(zhuān)欄刊登這些經(jīng)典試題,讓更多的數(shù)學(xué)后來(lái)人欣賞到當(dāng)年精妙絕倫的經(jīng)典試題.
案例1堪稱(chēng)經(jīng)典,經(jīng)典應(yīng)該傳承并發(fā)揚(yáng)光大.
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中教科書(shū)·數(shù)學(xué)·必修第二冊(cè)(人教A版)[M].北京:人民教育出版社,2019.
作者簡(jiǎn)介 王淼生(1966—),男,江西九江人,國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”教學(xué)名師,福建省高層次A類(lèi)人才,廈門(mén)市高層次A類(lèi)人才,廈門(mén)市領(lǐng)軍人才,廈門(mén)市拔尖人才,正高級(jí)教師,特級(jí)教師;曾獲“蘇步青數(shù)學(xué)教育獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng),國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)教育教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),全國(guó)教育科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),福建省基礎(chǔ)教育教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng);發(fā)表論文近300余篇.
基金項(xiàng)目 福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題“基于課程思政的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)研究”(FJJKZX23-467).