田獻增
題目 如圖1,在邊長為4的正方形ABCD中,請畫出以A為一個頂點,另外兩個頂點在正方形ABCD的邊上,且含邊長為3的所有大小不同的等腰三角形.(要求:只要畫出示意圖,并在所畫等腰三角形長為3的邊上標注數(shù)字3)
1 忘卻的記憶
筆者當看到南京試題的25題時,想起了2005年參加日照市中考試題命題時出的一道題:
一位園藝設(shè)計師計劃在一塊形狀為直角三角形且有一個內(nèi)角為60°的綠化帶上種植四種不同的花卉,要求種植的四種花卉分別組成面積相等,形狀完全相同的圖形圖案.某同學為此提供了如圖2所示的五種設(shè)計方案.其中可以滿足園藝設(shè)計師要求的有( ).
A.2種 B.3種 C.4種 D.5種
本題設(shè)計意圖是借助學生熟悉30°直角三角板,在考察30°角直角三角形、等邊三角形、矩形以及三角形中位線等知識點的同時,還考察了學生綜合探究能力或分類思想.題外之意是引導教師在教學或?qū)W生在學習時,要注意用數(shù)學的眼光觀察生活,培養(yǎng)學生的數(shù)學意識、數(shù)學思考.(解法略)
在命題過程中,原本想命制一道具有探究性的開放題,并以填空題或解答(畫圖)題形式展示.例如填空題形式:
一位園藝設(shè)計師計劃在一塊形狀為直角三角形且有一個內(nèi)角為60°的綠化帶上種植四種不同的花卉,要求種植的四種花卉分別組成面積相等,形狀完全相同的幾何圖案,其中可行的設(shè)計方案有 種.
本題從數(shù)學的角度考慮,若已經(jīng)找到n種方案,但沒找到第(n+1)種方案,又不能證明多于n(如n+1)種方案不存在.因此就改為試卷中的選擇題.
本題與南京中考試題第25題比較,筆者認為無論從數(shù)學素材的選擇,還是命題角度、意圖以及題目分析方法,都有相似之處.
2 題目解答過程中分類方法的探討
因為本題要求所畫出的三角形滿足以下條件:A為一個頂點;另外兩個頂點(不妨設(shè)為E,F(xiàn))在正方形ABCD的邊上;一邊長為3;所有大小不同的等腰三角形.因此應(yīng)先以等腰三角形的“頂點”(注:與三角形頂點含義不同)為標準進行分類討論.
(1)當AE=AF時,此時
①若AE=AF=3,有如圖3(1)一個等腰三角形.
②若EF=3,有如圖3(2)(5)兩個等腰三角形.
(2)當EA=EF時,此時
①若EA=EF=3,當點E在AB上時,有如圖3(3)一個等腰三角形;當點E在AD上時,有大小相等、形狀相同的三角形,同圖3(3).
②若AF=3,當點F在AB上時,有如圖3(4)一個等腰三角形;當點F在AD上時,有大小相等、形狀相同的三角形,同圖3(4).
(3)當FA=FE時,討論方法同(2).因此本題滿足條件的所有等腰三角形如圖3所示.
3 對南京第25題設(shè)計意圖以及價值分析
(1)從本題考察的數(shù)學知識角度上看,解答本題用到的知識比較淺顯,如正方形、等腰三角形和線段中垂線”等性質(zhì)以及全等三角形直觀判定.
(2)從本題命題目的角度上看,因為該題背景對于學生來說特別熟悉.因此有“出其不意,攻其不備”之效.從學生最熟悉的“生活情境”中提出問題,并且用最基本的數(shù)學知識解決問題,這應(yīng)是中小學數(shù)學教育的方向,也是課程標準的要求.“繁、難、偏”或數(shù)學內(nèi)部知識的疊加組合,無益于學生數(shù)學學習.培養(yǎng)學生的分析問題,解決問題的數(shù)學能力,探究問題的數(shù)學能力,深入挖掘日常生活中數(shù)學素材,同樣可以達到目的.
(3)從本題對教師學生心理影響上看,這樣的題目即使學生得分率很低,我想命題者也不會被學生、學生家長以及老師怨為“數(shù)學帝”.留給教師和學生的是自身的“反思”和“責備”.倘若是這樣,不正是“中考指揮棒”想達到的目的嗎?
(4)從本題解題的思想方法上看,除了考察運用“尺規(guī)作圖”思考問題的意識外,主要考察分類思想和方法.分類思想是數(shù)學中非常重要的思想方法.我曾經(jīng)和“當代教育家”雜志社主任王湘蓉“開過玩笑”——數(shù)學學習關(guān)鍵在于“分類”,對于低年級學生來說,要加強分類意識的培養(yǎng)和分類標準教學.學生分類意識薄弱,分類標準不清,難以學好數(shù)學.從這個意義上講,分類或許是數(shù)學思維的“核心”,數(shù)學能力的“基礎(chǔ)”.
事實上,學生對于數(shù)學知識掌握的多與寡,走向社會后(培養(yǎng)數(shù)學精英除外)對于自身發(fā)展影響不大.日本數(shù)學家米山國藏說過:“作為知識的數(shù)學出校門不到兩年就忘了,唯有深深銘記在頭腦中的數(shù)學的精神、數(shù)學的思想、研究的方法和著眼點等,這些隨時隨地地發(fā)生作用,使人終身受益.學生將知識忘卻了以后剩下的東西,這其中核心的成分是數(shù)學思維.”本題的價值正是在于留給學生的“分類”數(shù)學思維和數(shù)學的意識與數(shù)學的思考.也正是這種數(shù)學思想是學生走向社會或繼續(xù)學習必備的素質(zhì).
中學數(shù)學雜志(初中版)2015年4期