☉江蘇省揚州市江都區(qū)楊莊中學 肖世兵
·江蘇省揚州市江都區(qū)李維奇名師工作室·
一道模擬壓軸題的“高仿”與“高度”
☉江蘇省揚州市江都區(qū)楊莊中學肖世兵
2014年4月,筆者有幸為江都區(qū)命制了一份中考模擬試卷.全卷的第18題高仿于揚州市2013年中考試題第18題(填空壓軸題).從閱卷情況來看,此題“高三度”(即高效度、高信度、高區(qū)分度),是一道“高度”成功的改編試題.下面結(jié)合第18題的命制過程,談?wù)勗囶}何來高仿,何以高度,以期對大家的命題有所幫助.
1.試題呈現(xiàn)
如圖1,在Rt△ABC中,∠CAB= 90°,AB=AC=2,點D、E是斜邊BC的三等分點,點F是AB的中點,則AD+EF= ________.
圖1
2.試題解答
解法1:先求出EF(或AD),再利用中位線定理求出AD(或EF).
如圖2,過點E作EH⊥AB于H.
圖2
解法2:如圖3,將等腰三角形補成正方形,延長AD交正方形的邊于H.可利用全等證明CH=BF=1,DH= EF.在Rt△ACH中,由勾股定理可得AH=
圖3
解法3:如圖4,分別取DE、AF的中點M、N,連接MF、MN.易得△MNF是直角三角形,且MF=1,NF=,所以MN=,所以AD+EF=
圖4
解法4:如圖5,延長BA到點M,使得AM=AF,連接CM.
圖5
1.原型說明
試題的命制在選材上通常取材于課本中的例、習題,中、高考試題,競賽題等.本題的原型是揚州市2013年中考試題第18題(填空題的壓軸題).
原型:(2013·揚州)如圖6,已知⊙O的直徑AB=6,E、F為AB的三等分點,M、N為上兩點,且∠MEB=∠NFB=60°,則EM+FN=_________.
圖6
本題主要考查初中數(shù)學中圓的垂徑定理,解直角三角形的核心知識,以及轉(zhuǎn)化思想.其解法靈活多樣、解法1是整體求解策略,如圖7,巧妙利用圓的中心對稱性,將FN繞點O旋轉(zhuǎn)180°后,與EM形成一條完整的弦,從而將陌生的“EM+FN”的計算轉(zhuǎn)化為熟悉的圓內(nèi)弦MG的計算,靈活地考查了轉(zhuǎn)化能力和幾何直觀.解法2是直接求解策略,即直接求解ME、NF的長.從圓的視角考慮,可構(gòu)造垂徑定理求解;從三角形的視角考慮,可通過作高線,轉(zhuǎn)化為解直角三角形求解,如圖8.
圖7
圖8
2.原型命制技法
此題是揚州中考試題中近年來不多見的創(chuàng)新型試題,在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上,有所突破,求變求新.
從命制技術(shù)角度看,本題運用了圖形變換思想,在圓的相交弦基本圖形上,進行了分離、變換(旋轉(zhuǎn))、組合的創(chuàng)新技術(shù)處理.處理后的試題,既有常規(guī)題、基礎(chǔ)題的影子,又給人耳目一新的感覺.
演變過程大致如下:
圖9
值得借鑒之處:本題在核心知識處立意,巧用旋轉(zhuǎn),化常規(guī)為新穎,且解法靈活多樣,既有巧妙轉(zhuǎn)化的技法,又有常規(guī)通解通法,不失為一道考查學生能力的好題.
3.高仿改編
在學習研究中考題的命制之后,筆者深感此命制方法的獨妙之處,遂類比此法,如法炮制了一道試題.
高仿試題背景:原題是以圓為背景,圓既是中心對稱圖形,也是軸對稱圖形.正方形是完美的四邊形,它既是中心對稱圖形,也是軸對稱圖形.基于這樣的類比,筆者將原題中的圓改換成正方形,同時將圓中的直徑改換為正方形的對角線,將圓中兩條相交弦改換為正方形中的兩條相交的線段.
高仿圖形變換:原題能實現(xiàn)化陳為新,最獨具匠心的是巧妙運用了圖形變換(即分離—旋轉(zhuǎn)—組合).運用這一命題技法,筆者將正方形的背景也經(jīng)歷分離—旋轉(zhuǎn)—組合的演變,演變過程如下:
圖10
考慮變化后的題圖與正方形的關(guān)聯(lián)并不大,故在原有變換的基礎(chǔ)上,通過再隱去正方形的另一半,使試題走向新穎、簡潔.此時,正方形的背景最終以等腰直角三角形的知識背景呈現(xiàn),如此處理也體現(xiàn)出正方形與等腰直角三角知識的內(nèi)在聯(lián)系.同時,也加大了試題的難度.如果選用圖形變換思想解題的話,首先,要具備等腰直角三角形與正方形內(nèi)在聯(lián)系的知識儲備;其次,需要具備良好的圖形直觀能力和圖形變換思想.
條件賦值成題:構(gòu)圖是本題成形的關(guān)鍵.考慮本題意在考查學生分析問題、轉(zhuǎn)化問題的能力,力求少算多思,因此,在圖形上,正方形內(nèi)的另一條線段取為一邊中點和頂點的連線,利用相似知識,經(jīng)過圖形變換后,不難得出對角線上的兩點恰好是對角線的三等分點;在數(shù)值上,以簡單易算為原則,取值為“AB=AC=2”.最后,根據(jù)圖形,組織語言,敘述成題.
本題綜合了初中幾何的基礎(chǔ)知識、核心知識(勾股定理、中位線定理、相似三角形的性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)等),給學生提供了良好的思維發(fā)散的空間,有助于創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是一道“高三度”的改編題.
縱觀此題,其具有良好的信度、效度和區(qū)分度,主要得益于以下幾點.
首先,題圖變化大.改編后的試題,雖源于中考題,且問法都是求兩條線段的和,但改編后的題圖與原題圖相去甚遠,即使有學生做過原題,如不領(lǐng)會解題本質(zhì),解決此題依然困難.
其次,條件變化大.雖然改編前后試題中都出現(xiàn)了三等分點這一條件,但原題是通過角度來確定兩線段的位置關(guān)系和大小關(guān)系,而改編后的試題中,當“D、E是斜邊BC的三等分點”時,由圖形變換可確定此時“點F是AB的中點”.改編后試題通過等分點確定兩線段的位置關(guān)系和大小關(guān)系.
最后,解法區(qū)別大.改編試題的解法1利用解直角三角形的知識,構(gòu)造直角三角形分別直接求解,這是通解通法,與原中考題有共同之處.而解法2雖可以利用原中考題的旋轉(zhuǎn)變換整體求解,但需要通過補形后,方能與中考題產(chǎn)生關(guān)聯(lián),并不能直接求得,難度相比之前有所增大.改編后的中點條件會使學生聯(lián)想到中位線、相似等知識點,由此會想出除中考題解法之外的解法3和解法4,其中,解法4巧借等分構(gòu)造相似求解,是在試卷講評課上學生提出的解法.
優(yōu)秀的中考試題,是命題創(chuàng)作的源泉.一方面,許多中考試題是命題者精心打磨的,原創(chuàng)度高,創(chuàng)新性強,同時,它們還有一些再挖掘、再創(chuàng)造的空間.仿照優(yōu)秀的中考試題,變式引申,既可以挖掘原題的價值,揣度命題者的意圖和想法,同時,又可以拓寬命題視角,提升命題能力.
眾所周知,為了確保試題的信度、效度和區(qū)分度,在用于大范圍考試的試題命制中時,壓軸題是必須要原創(chuàng)的.如何使改編題也具有“高三度”?
幾何改編試題可以從兩個方面考慮.一是形似神離,即取原題的幾何圖形背景,在縱向上挖掘圖形中新的性質(zhì)、新的結(jié)論,力求在考查的內(nèi)容、方向上有所突破.二是神似形離,即取原題中命制的技法、解題思想方法等,在橫向上,改換圖形,觸類旁通,以求在不同類型的問題中,尋求相同的解題本質(zhì).在仿題時,不是對試題形式的小改小變,更多的要關(guān)注試題的數(shù)學模型、數(shù)學本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系.這樣仿照改編的試題,才具有生命力,才會賦予原題更多的內(nèi)涵與外延.題在書外,根在書中.在改編試題時,是借而不是抄,是仿而不是搬,力求創(chuàng)新,不留痕跡,雖是“高仿”,卻似原創(chuàng),不失“高度”.
1.夏再迅.試題改編需要理解深層結(jié)構(gòu)——由一道幾何考題的求解說起[J].中學數(shù)學(下),2013(12).
2.肖世兵.一道中考原創(chuàng)填空壓軸題的命制與感悟[J].中學數(shù)學(下),2013(5).
3.季麗娟.研究、模仿、創(chuàng)新——淺議中考模擬試卷命制的三部曲[J].中學數(shù)學(下),2013(5).