☉湖北省武漢市黃陂區(qū)第一中學(xué)盤龍校區(qū) 李紅春 皮桂蘭

好題精彩又重現(xiàn)，文化氣息別樣濃
——對湖北省4道高考試題的賞析與感悟

☉湖北省武漢市黃陂區(qū)第一中學(xué)盤龍校區(qū) 李紅春 皮桂蘭

《普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出：數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分，數(shù)學(xué)課程應(yīng)適當(dāng)反映數(shù)學(xué)的歷史、應(yīng)用和發(fā)展趨勢.體現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價(jià)值是高中數(shù)學(xué)新課程的一個(gè)基本理念.翻開湖北省近幾年的高考試卷，一股別樣的文化氣息撲面而來，特別是2014年理科第8題，該題融知識、方法、思想、能力于一體，文化底蘊(yùn)深厚，再次吸引了讀者的廣泛關(guān)注，本文通過對湖北省近幾年四道試題的賞析，感悟試題背后的真諦！

例1（2014年高考湖北理科第8題）《算數(shù)書》竹簡于上世紀(jì)八十年代在湖北省江陵縣張家山出土，這是我國現(xiàn)存最早的有系統(tǒng)的數(shù)學(xué)典籍，其中記載有求“蓋”的術(shù)：置如其周，令相承也.又以高乘之，三十六成一.該術(shù)相當(dāng)于給出了由圓錐的底面周長L與高h(yuǎn)，計(jì)算其體積V的近似公式它實(shí)際上是將圓錐體積公式中的圓周率π近似取為3.那么近似公式相當(dāng)于將圓錐體積公式中的π近似取為（）.

例2（2012年高考湖北理科第10題）我國古代數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》中“開立圓術(shù)”曰：置積尺數(shù)，以十六乘之，九而一，所得開立方除之，即立圓徑.“開立圓術(shù)”相當(dāng)于給出了已知球的體積V，求其直徑d的一個(gè)近似公式人們還用過一些類似的近似公式.根據(jù)π=3.14159…判斷，下列近似公式中最精確的一個(gè)是（）.

評析：以上兩題分別取材于中國古代數(shù)學(xué)史料《算數(shù)書》和《九章算術(shù)》，屬于“自定義式信息遷移創(chuàng)新試題”，要求學(xué)生能領(lǐng)悟題設(shè)條件中蘊(yùn)含的算法和推理依據(jù)，并學(xué)以致用，考查學(xué)生的觀察、分析、推理、比較和估算能力.《算數(shù)書》被認(rèn)為是中國最古老的數(shù)學(xué)書，它比《九章算術(shù)》早三百年，它與古埃及紙草書、巴比倫數(shù)學(xué)泥版、古希臘數(shù)學(xué)文獻(xiàn)、古印度《圣壇建筑法典》并列為世界五大古文明的數(shù)學(xué)經(jīng)典.《九章算術(shù)》是中國漢族學(xué)者在古代第一部數(shù)學(xué)專著，是算經(jīng)十書中最重要的一種，該書內(nèi)容十分豐富，系統(tǒng)總結(jié)了戰(zhàn)國、秦、漢時(shí)期的數(shù)學(xué)成就，如最早提到分?jǐn)?shù)問題，也首先記錄了盈不足等問題，還在世界數(shù)學(xué)史上首次闡述了負(fù)數(shù)及其加減運(yùn)算法則，是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的應(yīng)用數(shù)學(xué)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著中國古代數(shù)學(xué)形成了完整的體系.《算數(shù)書》和《九章算術(shù)》都是中國古代數(shù)學(xué)杰出成就的代表，它們均以研究算法為中心，是現(xiàn)代算法思想的萌芽，與古希臘數(shù)學(xué)思想以演繹推理為中心完全不同，具有鮮明的個(gè)性.在當(dāng)今信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)解決問題的基礎(chǔ)是算法，兩道試題的設(shè)置充滿了歷史的厚重，更顯時(shí)代氣息！中華文化源遠(yuǎn)流長，發(fā)展進(jìn)程波瀾壯闊，在世界的古老文明中，中華文明薪火相傳，連綿不絕，數(shù)學(xué)是中國古代最發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)科學(xué)之一.它是璀璨奪目的中國古代文化的重要組成部分，古代偉大的數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)不僅是當(dāng)今進(jìn)行愛國主義的絕佳素材，而且古代數(shù)學(xué)家實(shí)事求是、敢于堅(jiān)持真理、勇于攀登高峰的高尚品德也可以激勵(lì)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí).

例3（2013年高考湖北理科第14題）古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的數(shù)學(xué)家研究過各種多邊形數(shù).如三角形數(shù)1，3，6，10，…，第n個(gè)三角形數(shù)為第n個(gè)k邊形數(shù)為N（n，k）（k≥3），以下列出了部分k邊形數(shù)中第n個(gè)數(shù)的表達(dá)式.

四邊形數(shù)：N（n，4）=n2；

六邊形數(shù)：N（n，6）=2n2-n；

……

可以推測N（n，k）的表達(dá)式，由此計(jì)算N（10，24）= __________.

解法1：觀察可知N（n，k）=an2+bn.當(dāng)k=3、4、5、6時(shí)，a分別為，分別構(gòu)成等差數(shù)列，故可推測N（n，k）=從而N（10，24）=1000.

例4（2011年高考湖北理科第15題）給n個(gè)自上而下相連的正方形著黑色或白色.當(dāng)n≤4時(shí)，在所有不同的著色方案中，黑色正方形互不相鄰的著色方案如下圖所示：

由此推斷，當(dāng)n=6時(shí)，黑色正方形互不相鄰的著色方案共有__________種，至少有兩個(gè)黑色正方形相鄰的著色方案共有_________種.（結(jié)果用數(shù)值表示）

解：假設(shè)圖中n個(gè)自上而下相連的正方形中黑色正方形互不相鄰的著色方案數(shù)為an，直接觀察，則通過歸納可以發(fā)現(xiàn)：a1=2，a2=3，a3=5=a1+a2，a4=8=a2+a3，…，即an=an-1+an-2.另一方面，我們也可以通過推理得到這一結(jié)論.因?yàn)閍n的結(jié)果可分為兩類：一類是第n個(gè)正方形著白色，這時(shí)剩下的n-1個(gè)正方形中黑色正方形互不相鄰的著色方案數(shù)恰為an-1；一類是第n個(gè)正方形著黑色，則第n-1個(gè)正方形必須著白色，這時(shí)剩下的n-2個(gè)正方形中黑色正方形互不相鄰的著色方案數(shù)恰為an-2，從而可得到an= an-1+an-2，易知本題結(jié)果分別為21和43.

評析：以上兩道試題均取材于人教A版必修5教材，巧妙地將數(shù)列問題融于具體問題之中，對考生的“數(shù)感”和合情推理能力進(jìn)行了有效的考查，讓學(xué)生在數(shù)學(xué)史的背景中體會(huì)數(shù)學(xué)的文化價(jià)值.

例3和例4分別以“形數(shù)”和“斐波那契數(shù)列”知識為背景，它們都有著深厚的文化底蘊(yùn)，如三角平方數(shù)構(gòu)成的數(shù)列的通項(xiàng)公式為斐波那契數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=這兩個(gè)含有無理數(shù)的通項(xiàng)公式，給出的解卻都是正整數(shù)，神奇之處如此一致！在研究探究性學(xué)習(xí)的今天，我們的教學(xué)一直在研究如何組織和組織的形式上，對在發(fā)展過程中使用的合情推理等方法沒有予以足夠的重視，而這些恰恰是人類的優(yōu)秀文化素質(zhì)的重要組成部分！

數(shù)學(xué)是人類的一種文化，它的內(nèi)容、思想和方法以及語言都是現(xiàn)代文明的重要組成部分.王梓坤先生在《今日數(shù)學(xué)與應(yīng)用》一文中總結(jié)了數(shù)學(xué)在四個(gè)方面的巨大作用，其中一條就是“對全體人民的科學(xué)思維與文化素質(zhì)的哺育”.他進(jìn)一步指出：“數(shù)學(xué)文化具有比數(shù)學(xué)知識體系更為豐富和深邃的文化內(nèi)涵，數(shù)學(xué)文化是對數(shù)學(xué)知識、技能、能力和素質(zhì)等概念的高度概括.”我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不僅是為了獲取知識，更能通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)接受數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法的熏陶，提高思維能力，鍛煉思維品質(zhì).

本文中的4道試題情境交融、知能并重，蘊(yùn)含著濃郁的文化意韻，蘊(yùn)含著深刻的數(shù)學(xué)思想，是湖北高考試卷精心打造的亮點(diǎn)之處和匠心獨(dú)運(yùn)的創(chuàng)新之舉.這類問題要求學(xué)生對所提供的信息資料進(jìn)行整理和分析，在試題營造的數(shù)學(xué)氛圍中，感受數(shù)學(xué)的思維方式，體驗(yàn)數(shù)學(xué)的理性精神，用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)識世界、觀察社會(huì)、思考問題.這些試題的出現(xiàn)體現(xiàn)出高考數(shù)學(xué)以問題為背景、以知識為載體、以方法為依托、以能力為主線，在平凡中進(jìn)行科學(xué)探究，在樸實(shí)中傳播數(shù)學(xué)文化的命題意圖.

1.李紅春.“形數(shù)”試題繽紛現(xiàn) 如今靚影又重來［J］，中學(xué)教研，2013（10）.

2.梅磊.高考試題背后的數(shù)學(xué)文化［J］數(shù)學(xué)通訊，2012（11）.Y