陳建平
【摘要】結合新課標與考綱,通過對2017年幾個省的中考數學代數綜合題進行分析,尋找隱含在解題思路中相對穩(wěn)定的命題規(guī)律,然后從“重視概念的精致,構建完善的認知結構”“重視數學思想方法領悟”“重視答題的心理狀態(tài)”三個角度和常規(guī)、融合、深化三個教學階段,制定相應的教學策略,提高學生解決此類數學問題的能力。
【關鍵詞】數學中考;代數綜合題;教學策略
代數綜合題是中考數學的必考題目,是實現試題區(qū)分度的主要題目之一,考察學生關于代數部分的綜合解題能力。在廣東中考的考綱中,明確規(guī)定第23題分值為9分,對于考生的總分能否上100分有決定性作用。因此,無論從提升學生的數學問題解決能力,還是從提高學生應試水平來看,研究它的教學策略都有著重要的意義和價值。筆者將對2017年的幾道中考數學代數綜合題進行分析。
一、真題呈現
如圖1,在平面直角坐標系中,拋物線y=-x2+ax+b交x軸于A(1,0),B(3,0)兩點,點P是拋物線上在第一象限內的一點,直線BP與y軸相交于點C。
(1)求拋物線y=-x2+ax+b的解析式;
(2)當點P是線段BC的中點時,求點P的坐標;
(3)在(2)的條件下,求sin∠OCB的值。
本題還用到2017年中考數學真題的“廣州卷第23題”、“嘉興卷第20題”、“深圳卷第21題”、“湖南省湘潭卷第25題”。
二、分析真題,尋找命題規(guī)律
(一)求函數解析式
上述真題考察了求解二次函數(拋物線)、一次函數(直線)、反比例函數(雙曲線)的解析式,而求解析式一般的做法是用待定系數法。待定系數法最關鍵一步是:得到在圖象上的點的坐標。
題型1,直接用待定系數法,把已知點代入。如廣東省的題目直接給出圖象上的兩點求兩個待定系數,湖南省的題目直接給出圖象上的一個點求出一個待定系數。題型2,轉換交點定義,給出兩個圖象的交點坐標。學生需要理解交點就是在每個相交的圖象上的點,如廣州、深圳、嘉興的題目。由于三元一次方程組是選修內容,因此題目一般不會給出圖象上三個點,用待定系數法求二次函數解析式。除非其中一個點是與y軸的交點,即獲得常數項c的值,從而代入數值即得二元一次方程組。題型3,給出的交點坐標含有未知數。要先用一個交點坐標求出其中一個解析式,再把另一個含有未知數的交點坐標代入,求出該交點坐標,如深圳、嘉興的題目。題型4,需要結合其他知識求出圖象上的點的坐標,如2016年廣東省的中考題第23題。給出一個已知點P,先要求出點P關于直線y=x對稱點Q(拋物線上點)的坐標。又如,2017廣州的中考題:二次函數y1的對稱軸與y2交于點A(-1,5),學生需要理解對稱軸就是x=-1,便可求出m的值,再把點A坐標代入,即可求出n的值,從而得到解析式。其第2問,若y2隨著的增大而增大,且y1與y2都經過x軸上的同一點。要求y2的解析式,只有一個點A的坐標是不夠的,還要尋找二次函數y2圖象上的另一點。“y1與y2都經過x軸上的同一點”,即告訴學生令y1=0,可以列出一個一元二次方程,求出與x軸交點,這就是y2經過的第2個點的橫坐標,由于與x軸交點,其縱坐標為0,于是就得到另一個點的坐標。
還有一些題目給出一次函數或反比例函數名稱但沒有給出解析式,需要先設解析式,再用待定系數求出其解析式。
(二)在函數圖象的背景下,構造三角形模型問題
題型1,構造直角三角形。如廣東題的第2小題,點P是線段BC的中點,知道點B的坐標,但不知道點C的坐標,無法利用中點公式求出點P的坐標。如果學生能用構造直角三角形的想法,便很容易獲得解題思路。如圖2,在Rt△ABC中,作PD垂直于直線AB于點D,則PD∥OC。此時,圖中出現了Rt△PBD和Rt△OBC。因為點P為線段BC中點,所以點D也為線段OB的點,所以點P的橫坐標為1.5。再把橫坐標代入二次函數解析式,便可求出點P的縱坐標。如果學生做第三問求sin∠OCB,想到在Rt△OBC中運用解直角三形的方法,會自然獲得解題思路,先求點C的坐標。而求點C的坐標,又需要用到前面Rt△PBD和Rt△OBC構成的圖形,得到OC=2PD。PD就是點P的縱坐標,前面已經求出,此題解題思路已明。深圳的題目(圖3)也可以構造兩個直角三角形,把證AD=BC的問題,轉化為求這兩個直角三角形全等的問題。圖2圖3
題型2,構造等腰三角形。嘉興題目的第二問,在軸上是否存在點,使其為等腰三角形?題目只給出線段AB(圖4),需要在x軸上找點P,連接PA、PB構造等腰三角形??煞秩惽闆r構造等腰三角形,PA=AB、PB=AB、PA=PB。第1類以A為圓心,線段AB為半徑作圓,與x軸相交的點即為點P(圖中的P1、P2);第2類以B為圓心,線段AB為半徑作圓,與x軸相交的點即為點P(圖中的P3、P4)。最后一類,作線段AB的垂直平分線,與x軸相交的點即為點P(圖中的P5)。本題的點P是有限制的,要求n>0,即點P要在x軸的正半軸。因此符合要求的點P,只有P2、P4。湖南省湘潭市題目的最后一問,要在拋物線上找點P。比較容易想到的一種情況是,過點A作PA//BC,交拋物線點于P,由“兩直線平行,內錯角相等”可知此時點P為所求。但另外一種情況,就需要構造等腰三角形,如圖5,作線段AB的垂直平分線,交拋物線于點P,交x軸于點D,則△ABD為等腰三角形,AD=BD。
圖4圖5
題型2,把多邊形切割為三角形或梯形求面積最值。把廣東的題目進行變式,加上問題“在(2)的條件下,在線段PB上方的拋物線上找點Q,使得四邊形PABQ的面積最大,求此時點Q的坐標和四邊形PABQ的面積?!狈椒?(圖6),由于四邊形PABQ可以切割為△ABP和△PBQ,而⊿ABP是不變的,要求四邊形的最大值,即求△PBQ的最大值。過點Q作x軸的垂線并線段BC于點H。此時把△PBQ拆成△PQH和△BQH,拆成的兩個三角形,它們的底都是QH,高的和是點P與點B的橫坐標之差(固定值)。線段QH取最大值的時候,△PBQ的面積最大。QH的長度可以用拋物線與直線BC的解析式之差來表示,這樣就轉變?yōu)槎魏瘮档淖畲笾祮栴}。方法2(圖7),把四邊形PABQ拆為△PAG、△BQH和梯形PGHQ。其中△PAG面積不變,梯形PGHQ與△BQH的和可以用含有x的函數來表示,轉化為求函數的最值問題。圖6圖7
三、教學策略
(一)重視概念的精致,構建完善的認知結構
數學教育心理學理論指出:個體對概念的理解結果既非來自外部提供的信息,也不是原來的長時記憶,而是思維過程的產物,認知心理學家將之稱為“精致的概念”。在數學學習中,“精致”的實質是對數學概念的內涵與外延進行盡量詳細的“深加工”,對“概念要素”進行具體界定,以使學生建立更清晰的概念表象,獲得更多的概念例證,對概念的細節(jié)把握得更加準確,理解概念的各個方面,獲得概念的某些限制條件等。對概念的精致越充分,越能形成良好的記憶。一旦某個概念出現遺忘,精致還可以幫助個體進行重新推導。對概念的另一種精致方式是組織。組織是對新信息分類并標明它們之間關系的過程。在概念的系統中學習概念,使所學概念與其相關的知識之間的聯系明確化,使概念的網絡結構更加清晰。這一過程使概念成為一種有層次的“組織”,其作用是能使人對記憶進行結構化地搜索,這將使概念的提取更加迅速和準確。[1]
因此,在中考數學代數綜合題的教學中,先讓學生把一次函數、二次函數、反比例函數各自的概念、性質理解透徹,再把三者結合一起研究學習,重新組織三者,進行混合運用。當對概念精致到一定程度后,自然會構建一個相對完善的認知結構。
(二)重視數學思想方法領悟
數學思想方法是數學的靈魂。因此把數學思想方法作為學生學習數學的核心素養(yǎng)是必要的。從上述討論構造三角形模型的解題思路,滲透著數學建模思想與數形結合思想;從圖中找等腰三角形,滲透著幾何直觀的思想;從構建函數解決面積最大值問題,滲透著函數的思想;求解析式時,使用待定系數法等。因此,在講解中滲透各種數學思想方法,讓學生領悟并掌握顯得尤為重要。
(三)重視答題的心理狀態(tài)
從每年廣東的中考評卷情況來看,大部分學生的第1、第2問做得并不理想。除了不會做的原因外,更重要的原因是心理狀態(tài)。要解決學生的畏難情緒,教師需要在平時教學中教會學生如何保持心理的平穩(wěn)、安定、適度緊張的心理狀態(tài)。要學生在平時的解題中理解第1問一般是常規(guī)題,只要平時做到概念的精致,并且靈活組織運用三類函數,就能快速解決。如果遇到稍難的第2問,一般用化歸、建模、數形結合等數學思想可以解決。教師盡量不主張題海戰(zhàn)術,但適量的題目練習還是必須的。
四、結語
中考數學代數綜合題是歷年中考的拉分題,是提高試題區(qū)分度的主要題目。學生需要一個系統的專題教學才能達到中考考查優(yōu)生的應有水平。本文只是選擇2017年的五道中考數學代數綜合題,必然存在一定的片面性,還有很多考察的題型并沒有在本文敘述。其次,如果能從一道基本的典型的母題,逐步變式,把所有的題型都能涉及,學生可能更容易領悟并掌握。
參考文獻:
[1]曹才翰,章建躍.數學教育心理學[M].北京:北京師范大學出版社,2006.
[2]鄒香根.淺談中考數學試題的題型及解題策略[J].中學教學參考,2015(08):47~48.
[3]張雁.中考數學復習專題四——代數與幾何綜合題復習[J].中學生數學,2013(06).