关注思维层次,经历数学提炼,落实核心素养一道模拟题引发的感想

(整期优先)网络出版时间:2021-02-25
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关注思维层次,经历数学提炼,落实核心素养一道模拟题引发的感想

杨芳

上海市比乐中学 200025

试题呈现

已知60376973ed91b_html_aca25009cf7c1daf.gif 所在平面外一点60376973ed91b_html_12ee9a285feb847b.gif 满足60376973ed91b_html_5348d2e809d90a5d.gif60376973ed91b_html_b1980f36fce1f60d.gif

60376973ed91b_html_19bb1a3ec217256d.gif 的面积为60376973ed91b_html_cd5332169f22078b.gif ,则60376973ed91b_html_aca25009cf7c1daf.gif 的面积为

这是2015年上海徐汇二模中的一道模拟题,考察的是平面向量与三角形结合的问题,学生看到这道题束手无策,不知突破口在哪里,其实细看本题,抓住60376973ed91b_html_5348d2e809d90a5d.gif60376973ed91b_html_b1980f36fce1f60d.gif ,可以得出点60376973ed91b_html_12ee9a285feb847b.gif 的位置,再研究60376973ed91b_html_aca25009cf7c1daf.gif60376973ed91b_html_19bb1a3ec217256d.gif 的面积。

通过此题的分析,回顾与反思相融合,现将此题的思考与分析整理成文。并对教学中如何渗透核心素养做一下有益探索。

  1. 回归教材是不变的主旋律。

高考命题的重要思想之一是“来源于教材,高于教材”。学生在学习过程中知识点间是分散的,独木难以成林。所以在解决问题的时候要引导学生注重知识的迁移与转化。在教学中教师不仅要加强应在典型问题的基础上尝试改变限定条件,这不仅可以提高学习数学的兴趣,而且可以提高学习的主动性、合作学习、探究学习能力,同时应注重引导学生对知识的总结,解题策略的总结,逐步达到知识和能力的考察更加综合化。如例1-例3题

60376973ed91b_html_e94176d1425d3c76.png

例1.在60376973ed91b_html_c39e0699c442802a.gif 中,60376973ed91b_html_ac2e27881ce2691f.gif60376973ed91b_html_fa3863319919711a.gif 的中点,则60376973ed91b_html_5f8a596cd0cb2b5b.gif

例2.在60376973ed91b_html_aca25009cf7c1daf.gif 中,60376973ed91b_html_b602babb855bf156.gif60376973ed91b_html_4ea262b3afc4d499.gif 的中点,60376973ed91b_html_496ca63d8771613c.gif60376973ed91b_html_25cb2a930201d4d4.gif,

60376973ed91b_html_3e9e95444d60e718.gif

解:60376973ed91b_html_fa0bc9f2e91e6fca.gif

60376973ed91b_html_19a1cfed7b1c29f7.gif60376973ed91b_html_25bcb7d725c90cc0.png

例3.60376973ed91b_html_72b17ce2852bb2df.gif60376973ed91b_html_eec04364390cea4a.gif的重心,60376973ed91b_html_9a77507a829f0f42.gif60376973ed91b_html_4727f0bb5096b9d2.gif,则60376973ed91b_html_9c98b227197e36ba.gif

解:60376973ed91b_html_a8d53bff29e8e840.gif

60376973ed91b_html_40282a3ad8564789.gif

由以上3题的基础,回头看上述模拟题,会发现60376973ed91b_html_5ed633ec193fa8b8.gif,即60376973ed91b_html_4cea5d9999040de6.gif ,从而找到点P的位置,本题中考察的思想是划归与转化思想,将符号语言转化为图形语言。

2. 凸显数学学科理性思维

此题体现数学学科思维的缜密性、逻辑的严谨性、运算的准确性、表述的规范性。在突出考查数学核心概念和方法的同时,重视考查考生对数学本质的感悟。如果学生对60376973ed91b_html_5348d2e809d90a5d.gif 有较深刻的理解,不用太多计算,就可以得出结论,体现了“多想一点,少算一点”的理念。为了让学生加深对60376973ed91b_html_9c0ce0f93256de61.gif 的认识、理解与应用。教学中在例1-例3已掌握的基础上进行相关变式如例4-例5进一步拓展应用。

60376973ed91b_html_70cf21d7d495cb9e.jpg 4.在60376973ed91b_html_dbd16faccdf27e92.gif 中,60376973ed91b_html_af6fdc9f67042215.gif60376973ed91b_html_a7c0d2189fc0e349.gif 的中点,过点60376973ed91b_html_dfce0bfd19c799cb.gif 的直线分别交60376973ed91b_html_ebc85c8122212919.gif60376973ed91b_html_ca2cc07b7bc45ff5.gif 于不同的两点60376973ed91b_html_8648ab764ce5775d.gif ,若60376973ed91b_html_23397d08c75cfe49.gif60376973ed91b_html_fd464f5f3eb6d6c.gif

解: 根据平行四边形法则60376973ed91b_html_4eed149ee1487bb.gif 可以得到

60376973ed91b_html_39b07b1c969d99a8.gif 由于60376973ed91b_html_a15cc12c016609f5.gif 三点共线,则得到60376973ed91b_html_b01c8986fdcdffcd.gif


变式:设60376973ed91b_html_9f1b11e135f6fad.gif 是直线60376973ed91b_html_536eafefbe7496f.gif 外一点,60376973ed91b_html_29ac34011517d8fb.gif60376973ed91b_html_f60d7e1535084713.gif60376973ed91b_html_cee4a7b3796d564c.gif 是线段60376973ed91b_html_536eafefbe7496f.gif60376973ed91b_html_c3c4f299c2b41c94.gif 等分点,则60376973ed91b_html_3da437725e185536.gif60376973ed91b_html_660cc2963157975f.gif

点评:本题考查向量加减混合运算的加减法则及几何意义,以及向量加法,减法满足的三角形法则。本题表面上与三角形无关,其实依然是在三角形中解决问题,利用平行四边形法则60376973ed91b_html_1c412e8a856c867d.gif (60376973ed91b_html_43556173c186408f.gif60376973ed91b_html_536eafefbe7496f.gif 的中点)

例5.已知圆心为60376973ed91b_html_72d93525afff2487.gif ,半径为1的圆上有三点60376973ed91b_html_9a9e04376ecb01f6.gif ,若60376973ed91b_html_aa13a0b0847be7d4.gif ,

60376973ed91b_html_92781dbfc6471f8c.gif

60376973ed91b_html_b53762051860304d.jpg 法一:因为60376973ed91b_html_aa13a0b0847be7d4.gif ,得到60376973ed91b_html_1f002a75b749b927.gif

两边平方,得到60376973ed91b_html_5a976c538a003e1b.gif 根据余弦定理,得60376973ed91b_html_92781dbfc6471f8c.gif60376973ed91b_html_2a2e2a9c3ff6a4b7.gif

解法二:设60376973ed91b_html_9aad9fd4e234b7b1.gif ,如图所示,

60376973ed91b_html_ba0eb16dd7d7d735.jpg 别用60376973ed91b_html_cced14cad59bf7c1.gif60376973ed91b_html_aa13a0b0847be7d4.gif 作数量积,可得

60376973ed91b_html_b5dd5b4beb99c7fe.gif ,得60376973ed91b_html_68385e7423b2000d.gif

根据余弦定理,得60376973ed91b_html_92781dbfc6471f8c.gif60376973ed91b_html_2a2e2a9c3ff6a4b7.gif

解法三:平面向量的分解定理

因为60376973ed91b_html_aa13a0b0847be7d4.gif ,得到60376973ed91b_html_b03f7d2b99e54c33.gif

60376973ed91b_html_9b748cce42331243.jpg 据平面向量分解定理得到60376973ed91b_html_327f729c56730560.gif ,

所以60376973ed91b_html_657007b5b8f11313.gif

可以得到60376973ed91b_html_a947f1f23910342.gif60376973ed91b_html_31370780f35696db.gif60376973ed91b_html_d6ccec84d1ba7ee1.gif

60376973ed91b_html_5a960713aa769c2d.gif 中,利用余弦定理得60376973ed91b_html_b73538a68073352c.gif

60376973ed91b_html_6de1492abbf0734f.gif 中,利用余弦定理得60376973ed91b_html_80cf3a989cf53df0.gif

60376973ed91b_html_37ae1e8f15a71093.gif 中,利用余弦定理得60376973ed91b_html_92781dbfc6471f8c.gif60376973ed91b_html_2a2e2a9c3ff6a4b7.gif

变式:已知圆心为60376973ed91b_html_72d93525afff2487.gif ,半径为1的圆上有三点60376973ed91b_html_9a9e04376ecb01f6.gif ,若60376973ed91b_html_196cc1b6c111d31f.gif ,则60376973ed91b_html_b686c684fcf54350.gif

点评:平面向量在三角形中与重心、外心、内心相结合是常见问题,对于这类问题一方面主要从平行四边形法则或三角形法则入手,引导学生从“形”的角度考虑问题,培养学生对于向量和与差的几何意义的敏感性。另一方面可以从“数”的角度考虑问题,对向量进行数量积或者两边平方进行运算。

3.注重核心素养 ,考查综合能力

在整题的分析过程中通过解题思路的多角度思考,探寻解题的切入点,通过一题多解,多题归一,拓展解题思路,掌握解题方法;培养学生对数学方法的选择意识,强化函数与方程、数形结合,参数法,数学运算等数学核心素养等思想,从而提升综合运用数学方法解题的能力。

4. 学科内在联系的相互融合

从学科整体意义和思维价值高度考虑问题,许多问题都强调知识间的交叉,多个知识点的教会,渗透和综合,尤其数学学科的内在联系和知识的综合性,这有利于考查学生对知识的综合理解能力,考察学生对所学知识的综合应用能力、迁移能力,有利于提高区分度,体现高考的选拔功能。

已知60376973ed91b_html_f96f6779d49e21b0.gif60376973ed91b_html_7d516e9dddfca172.gif60376973ed91b_html_6b93ffcff7761813.gif ),60376973ed91b_html_ce9a6e9734376476.gif60376973ed91b_html_e7e621b35d7f9bf9.gif 轴交点为60376973ed91b_html_aac4f92ce746ae65.gif ,若对于60376973ed91b_html_ce9a6e9734376476.gif 图像上任意一点60376973ed91b_html_26b018b3c3af0584.gif ,在其图像上总存在另一点60376973ed91b_html_364670b77b39ebb0.gif60376973ed91b_html_26b018b3c3af0584.gif60376973ed91b_html_364670b77b39ebb0.gif 异于60376973ed91b_html_aac4f92ce746ae65.gif ),满足60376973ed91b_html_a04531fcf5255e66.gif ,且60376973ed91b_html_8180e4630b024f02.gif ,则60376973ed91b_html_5b35451a35c71a6e.gif (2019年上海高考题12题)

分析:本题根据题意对函数60376973ed91b_html_ce9a6e9734376476.gif 分析之后可画出60376973ed91b_html_ce9a6e9734376476.gif 大致图象,然后结合图象可不妨设点60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif 在左边曲线上,点60376973ed91b_html_aa09d35b4076fa36.gif 在右边曲线上.设直线60376973ed91b_html_a0386f038ac826f1.gif 的斜率为60376973ed91b_html_23087554af7d75b2.gif ,联立直线与曲线的方程可得60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif 点坐标,同理可得60376973ed91b_html_aa09d35b4076fa36.gif 点坐标.再分别算出|60376973ed91b_html_a0386f038ac826f1.gif |、|60376973ed91b_html_d48dff96f9a20ae5.gif |,再根据|60376973ed91b_html_a0386f038ac826f1.gif |=|60376973ed91b_html_d48dff96f9a20ae5.gif |及60376973ed91b_html_23087554af7d75b2.gif 的任意性可解得60376973ed91b_html_3a0bdfb493653ece.gif 的值.

解:由题意,可知:

60376973ed91b_html_5e790e05710d8e02.gif,解得60376973ed91b_html_632f2db3cd0a3ff6.gif :∴点A的坐标为:60376973ed91b_html_807a13b3695b6eff.gif

60376973ed91b_html_64674e622d3af514.pngfx)=60376973ed91b_html_477ab08a6735987e.gif

60376973ed91b_html_ce9a6e9734376476.gif 大致图象如右图所示:

由题意,很明显60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif60376973ed91b_html_aa09d35b4076fa36.gif 两点分别在两个分段曲线上,

不妨设点60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif 在左边曲线上,点60376973ed91b_html_aa09d35b4076fa36.gif 在右边曲线上.

设直线60376973ed91b_html_a0386f038ac826f1.gif 的斜率为

60376973ed91b_html_23087554af7d75b2.gif ,则lAP60376973ed91b_html_baeb86701c6fea89.gif

联立方程:60376973ed91b_html_6a62edfdf8794829.gif

整理,得:60376973ed91b_html_d8d49e8f6bca60f4.gif

60376973ed91b_html_5f076f9c68f12114.gif

60376973ed91b_html_e4baa93960d4199d.gif60376973ed91b_html_cd1ce3f4805dc7dd.gif

再将60376973ed91b_html_6a49b9297f46232d.gif 代入第一个方程,可得:60376973ed91b_html_75a8f7cda0d9646a.gif

∴点60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif 的坐标为:60376973ed91b_html_b41cae6980ec1f95.gif

60376973ed91b_html_52e47882c2cc0328.gif

60376973ed91b_html_cc667fb2cfd72997.gif

60376973ed91b_html_d6a4d98ba406beda.gif

60376973ed91b_html_8b2dea55dc2c4c.gif60376973ed91b_html_dd462f5a1adec0f1.gif ,∴直线60376973ed91b_html_dd462f5a1adec0f1.gif 的斜率为﹣60376973ed91b_html_f3672993bc2c6bf8.gif ,则lAQ60376973ed91b_html_696ed9ad2740b8a4.gif

同理类似求点60376973ed91b_html_4c2c5c7691a149e5.gif 的坐标的过程,可得:点60376973ed91b_html_aa09d35b4076fa36.gif 的坐标为:60376973ed91b_html_48436ef6faaf292e.gif

60376973ed91b_html_a8402530d57a928c.gif

60376973ed91b_html_6e7c4fd798345a44.gif

60376973ed91b_html_cf17373b403265af.gif

∵|AP|=|AQ|,及60376973ed91b_html_23087554af7d75b2.gif 的任意性,可知:60376973ed91b_html_f6296c244ace79f3.gif 解得:60376973ed91b_html_d81be70deaef361f.gif

点评:本题主要考查对函数分析能力,根据平移对称画出符合函数的图象,采用数形结合法分析问题,以及用平面解析几何的方法进行计算,以及设而不求法的应用.本题是一道较难的中档题.

在关于函数图像变换的填空题中,既有提示信息也有冗余信息,需要学生在阅读时提取有价值的数学信息。在解决这个问题的过程中,学生既可以用常规方法求解,也可以运用光线的反射原理快速得出结论,体现了数学和其他学科的融合。

5.应用题背景取材更加生活化,现代化

数学来源于生活,应用于生活,这是数学问题的立命之本,脱离生活则失去其生存之根。所以在高考题中,一些生活化、时代话的问题,如垃圾分类问题,交通问题,环境污染问题,新能源问题等都受到青睐。如2019年全国1卷理科

第4题是一道选择题考查类比归纳与合情推理,渗透了逻辑推理和数学运算素养.采取类比法,利用转化思想解题:

60376973ed91b_html_26ed2f4a5f9d159b.png 古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是60376973ed91b_html_338d60cf3e661812.gif60376973ed91b_html_338d60cf3e661812.gif ≈0.618,称为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,最美人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是60376973ed91b_html_338d60cf3e661812.gif .若某人满足上述两个黄金分割比例,且腿长为105cm,头顶至脖子下端的长度为26 cm,则其身高可能是( )(2019年全国1卷第4题)

A.165cm B.175cm C.185cm D.190cm

解:头顶至脖子下端的长度为26cm,说明头顶到咽喉的长度小于26cm

由头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比是60376973ed91b_html_338d60cf3e661812.gif ≈0.618,

可得咽喉至肚脐的长度小于60376973ed91b_html_98ea37d022c4c50b.gif ≈42cm

由头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是60376973ed91b_html_338d60cf3e661812.gif

可得肚脐至足底的长度小于60376973ed91b_html_f6e96dedc1ca87f.gif =110,

即有该人的身高小于110+68=178cm,又肚脐至足底的长度大于105cm

可得头顶至肚脐的长度大于105×0.618≈65cm

即该人的身高大于65+105=170cm,故选:B

点评:本题考查简单的推理和估算,考查运算能力和推理能力,属于中档题.


又如2019年上海高考第19题关于海岸线建设的应用题,较好地考查了考生直观想象和数学建模能力,体现了数学学科解决实际问题的价值。

60376973ed91b_html_381620996d20009f.png 图,60376973ed91b_html_211459c21acb92cd.gif 为海岸线,AB为线段,60376973ed91b_html_cd4b630018f056be.gif 为四分之一圆弧,60376973ed91b_html_494315a607d919be.gif km,60376973ed91b_html_f466ede5b978cf2e.gif60376973ed91b_html_cac5fe20110a836f.gif60376973ed91b_html_d8ff088adbbaf228.gif .

(1)求60376973ed91b_html_cd4b630018f056be.gif 的长度;

(2)若60376973ed91b_html_303cad49e5c03d7b.gif km,求D到海岸线60376973ed91b_html_211459c21acb92cd.gif 的最短距离. (精确到0.001km)(2019年上海高考第19题)

解:(1)由题意可得,BCBDsin22°,弧BC所在的圆的半径RBCsin60376973ed91b_html_a9e1b0b87c0a8160.png60376973ed91b_html_26e475ee5753160e.png

BC的长度为60376973ed91b_html_4702685c0141341f.gif

(2)根据正弦定理可得60376973ed91b_html_dae5ad16bf1867fa.gif ,∴60376973ed91b_html_6a36e4b7948223e7.gif 60376973ed91b_html_3d76327b5080757a.gif

∴∠ABD=180°﹣56.2°﹣58°=65.8°,

DHBD×sin∠ABD=35.750kmCD=36.346km

D到海岸线ABC的最短距离为35.750km

点评:本题主要考查了利用三角函数,正弦定理求解三角形,还考查了基本运算.

结束之语:

数学是一门基础学科,数学教师的任务不仅仅是教给学生数学知识,更重要的是培养、发展学生的思维能力,感悟数学知识的生成过程,提高学生解决问题的能力。有效的教学不仅能提升教师组织课堂教与学活动的有效度,还能促进学生学习方式的转变,进而促进学生的可持续发展。教学中通过适切的情景创设与导入,要求体现所创设的情境对知识学习、意义建构、知识系统梳理及数学内在问题生成的重要促进作用。解题数学如果仅限于教会学生会解课堂上的题目,不能举一反三,学生就会陷入茫茫题海,造成思维固化,渐渐失去学习数学的兴趣。在教学中,只有注重引导学生深入探究问题的条件,分析条件和结论的内在练习,逐步培养学生转化与划归的思想,把握好每一类教学问题的本质,积累并掌握解决问题的关键所在,学生的思维能力、解题能力才会真正得到提升,学生的核心素养才能得到培养和发展,数学课堂才会正真做到少教多学、自主高效,才能真正做到肩负增效。