肖欽歡 邱克娥 陳娜 陳莎 潘彬彬 楊艷珍
(貴州師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550018)
隨著我國(guó)新課程改革的全面普及,初高中數(shù)學(xué)的差異越發(fā)明顯。無(wú)論是在學(xué)科內(nèi)容,還是在學(xué)習(xí)方法等方面都有重大改變。初中數(shù)學(xué)屬于義務(wù)教育,高中數(shù)學(xué)則屬于基礎(chǔ)教育,是為接受高等教育打下基礎(chǔ)。義務(wù)教育具有普及性,所以教材難度較低、學(xué)科知識(shí)較為簡(jiǎn)單,知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)明確;而基礎(chǔ)教育承擔(dān)著為高等院校輸送人才的基本任務(wù),面臨高考選拔,具有優(yōu)選性質(zhì)[1]。高中教材對(duì)比初中,顯得內(nèi)容繁多、難度大幅度提升,知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)不再明顯,多是融為一體,如初中的圖形與幾何、數(shù)與代數(shù)是分開(kāi)的,但到了高中,都?xì)w為了幾何與代數(shù)一類(lèi)。由于教材內(nèi)容安排的改變,初中的學(xué)習(xí)方法不再適用,致使學(xué)生進(jìn)入新的環(huán)境后,數(shù)學(xué)成績(jī)大幅度下滑,初中數(shù)學(xué)成績(jī)好的,到高中后甚至連及格都難保證[2]。這一方面是教材難度加大的原因,另一方面也是存在初高中知識(shí)銜接不當(dāng)?shù)年P(guān)系。下面,從初中教學(xué)出發(fā),結(jié)合課題組成員的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在新課改的背景下,以人教版為例,提供數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計(jì)與概率這三大方面的一些具體銜接教學(xué)措施,供大家探討參考。
以2018年貴陽(yáng)市中考題第18題為例,如圖1,在Rt△ABC中,下面為小亮探究之間關(guān)系的方法:
聯(lián)系自己所學(xué)的三角函數(shù)知識(shí),在圖2的銳角△ABC中,思考三者之間的關(guān)系,并寫(xiě)出探究過(guò)程。
圖1
圖2
顯而易見(jiàn),這道題答案就是高中的正弦定理推導(dǎo)過(guò)程的一部分,因此,若在處理初高中銜接問(wèn)題中,從初中數(shù)學(xué)的教學(xué)出發(fā),在具體教學(xué)過(guò)程中,補(bǔ)充一些與高中知識(shí)接軌的內(nèi)容,既能讓學(xué)生在接觸到高中知識(shí)時(shí)不再一無(wú)所知,也解決了遇到類(lèi)似中考題時(shí)沒(méi)有思路的困境,畢竟初中到高中過(guò)渡的過(guò)程,以初中教師的角度來(lái)看,就是一個(gè)補(bǔ)充擴(kuò)展的過(guò)程,但以高中教師的角度則是一個(gè)回顧聯(lián)系的過(guò)程。
以y=x2-2x-3和y=-x2-4x-3為例,結(jié)合它們函數(shù)圖像,可以發(fā)現(xiàn)a和x范圍確定時(shí),y的變化情況。
圖3
如圖3,x>1時(shí),x增大y也增大,x<1時(shí),x增大y減小。
圖4
如圖4,x>-2時(shí),x增大y減小,x<-2時(shí),x增大y也增大。
這里雖討論了x范圍確定時(shí)y的變化情況,但并沒(méi)考慮,若y的范圍確定時(shí)x的取值范圍又是多少?比如函數(shù)y=x2-2x-3,當(dāng)y<0,y<5時(shí),x的取值范圍是多少?根據(jù)函數(shù)圖像知:y<0時(shí),x的取值范圍為-1<x<3,即x2-2x-3<0這個(gè)不等式的解集為-1<x<3;y<5時(shí),x的取值范圍為-2<x<4,即x2-2x-3<5的解集為-2<x<4。這就和高中的一元二次不等式相聯(lián)系[3]。雖沒(méi)給出一元二次不等式的定義,但可根據(jù)二次函數(shù)的圖像解決此類(lèi)不等式解的問(wèn)題,所以在講這節(jié)知識(shí)點(diǎn)時(shí),不妨將這種情況一起講了,在講解中,可以引導(dǎo)學(xué)生反向思考,從而推出求x的取值范圍,既保證了初高中知識(shí)的銜接,也使學(xué)生養(yǎng)成了勤于思考的習(xí)慣,為以后高中的學(xué)習(xí)奠定了良好基礎(chǔ)。
例:(黔南州中考)如圖5,已知拋物線y=x2+bx+c的圖象與y軸交于點(diǎn)C(0,-6),與x軸的一個(gè)交點(diǎn)A(-2,0)。
(1)求此拋物線的表達(dá)式,并把定點(diǎn)D的坐標(biāo)寫(xiě)出來(lái);
圖5
問(wèn)題(2)就是一個(gè)根據(jù)圖象解決一元二次不等式的例子,若老師講二次函數(shù)時(shí),就講了這種例子,學(xué)生在遇到類(lèi)似的題就不會(huì)束手無(wú)策了,也為接觸高中知識(shí)中一元二次不等式時(shí)打下基礎(chǔ)。
對(duì)于圓的定義,初中是利用點(diǎn)動(dòng)成線,線動(dòng)成面的思想,定義圓為平面內(nèi)一線段繞固定一端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周所形成的圖形;而高中是利用集合的思想,定義圓為到定點(diǎn)距離是定長(zhǎng)的點(diǎn)的集合。這就將圖形與幾何和代數(shù)聯(lián)系起來(lái)了,并由此結(jié)合距離公式推導(dǎo)出了圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+(y-b)2=r2,其中定點(diǎn)(a,b),定長(zhǎng)r。這就從方程的角度來(lái)描述圓,也體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想[3]。但在高中生初次接觸到圓的方程時(shí),總有同學(xué)想去解,但自己又不會(huì)解,因?yàn)槌踔兄粚W(xué)過(guò)二元一次方程和一元二次方程,高中也沒(méi)講二元二次方程的求解,所以這就是一個(gè)初高中銜接不當(dāng)?shù)牡胤健?/p>
現(xiàn)從初中老師的角度出發(fā),給學(xué)生講用配方法求解一元二次方程時(shí),可以插入特殊二元二次方程的求解,如x2+y2-10x-12y+61=0,可用配方法配成兩個(gè)完全平方式(x-5)2+(y-6)2=0,解得x=5,y=6。由此擴(kuò)展,r>0時(shí),二元二次方程有多少組解呢?比如(x-5)2+(y-6)2=16,利用換元的思想,將x-5和y-6分別用m和n替換掉,原方程就變?yōu)榱薽2+n2+16,再化簡(jiǎn)為由平方根根號(hào)內(nèi)的數(shù)必須大于或等于零,解得n取值范圍為-4≤n≤4,同理得m取值范圍為-4≤m≤4,從數(shù)軸看-4到4間有無(wú)窮個(gè)數(shù),所以二元二次方程有無(wú)窮組解,就和二元一次方程有無(wú)窮組解原理相同。這也對(duì)應(yīng)了高中圓的方程有無(wú)窮解,即圓上的點(diǎn)也有無(wú)窮個(gè)。所以圓的方程不用求解,學(xué)生只需判斷點(diǎn)是在圓上(即點(diǎn)滿足方程(x1-a)2-(y1-b)2=r2),在圓內(nèi)((x2-a)2-(y2-b)2=r2)還是圓外((x3-a)2-(y3-b)2=r2),如圖6。
圖6
初中對(duì)概率的定義是刻畫(huà)隨機(jī)事件發(fā)生可能性大小的數(shù)值,而高中對(duì)概率的定義是度量隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小,二者并無(wú)太大差別,但是高中有講分類(lèi)加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理,而初中計(jì)算概率的方法只有列舉法,分別為列表法和樹(shù)狀圖。
然而,樹(shù)狀圖與列表法都是計(jì)算事件發(fā)生可能性次數(shù)的方法,但有些實(shí)際問(wèn)題計(jì)算概率就不能單純的用樹(shù)狀圖與列表法來(lái)計(jì)算。例如甲、乙兩人進(jìn)行乒乓球比賽,比賽規(guī)則為3局2勝制,如果兩人在每局比賽中獲勝的概率都相等,在比賽開(kāi)始后,甲先勝了第1局,最后甲獲勝的概率是多少?如果用樹(shù)狀圖來(lái)解決,就如圖7但是若按照個(gè)數(shù)來(lái)看,獲勝概率為,但利用公式法(即通過(guò)分類(lèi)加法、分步乘法計(jì)數(shù)原理)可得P(甲勝)。這道題的答案是 ,所以樹(shù)狀圖不能處理此類(lèi)問(wèn)題,這是樹(shù)狀圖實(shí)際應(yīng)用的缺陷,當(dāng)然,若按照理論計(jì)算,樹(shù)狀圖沒(méi)有問(wèn)題,即假設(shè)一定完成3場(chǎng)比賽,利用樹(shù)狀圖就可以得到,如圖8
圖7
圖8
如果我們?cè)诔踔懈怕示筒迦牒?jiǎn)單的分類(lèi)加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理,那么學(xué)生就更能理解清楚概率的概念。從而學(xué)生會(huì)列公式計(jì)算概率,更加節(jié)約計(jì)算時(shí)間,減小計(jì)算量,而且也為高中接觸排列組合打下基礎(chǔ)。
數(shù)學(xué)在學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯中扮演著無(wú)法替代的角色,初高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)尤為重要,它們之間的銜接問(wèn)題的研究也成為一大難題,就目前來(lái)看,并沒(méi)有統(tǒng)一的研究方法。而本文主要致力于數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計(jì)與概率三方面內(nèi)容銜接問(wèn)題進(jìn)行研究,找到該類(lèi)型問(wèn)題的一般性解決思路和方法,比以往解決問(wèn)題的方式更加高效,在促進(jìn)初高中數(shù)學(xué)知識(shí)正遷移的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了初中和高中數(shù)學(xué)教學(xué)的無(wú)縫銜接。