姜艷紅 余小芬 董萬(wàn)平
摘?要:本文研究了中考數(shù)學(xué)創(chuàng)新型試題的八種類(lèi)型:社會(huì)熱點(diǎn)型、趣味邏輯型、實(shí)踐操作型、數(shù)據(jù)分析型、歸納推理型、閱讀理解型、空間想象型、方案設(shè)計(jì)型,列舉并評(píng)析了這些類(lèi)型對(duì)應(yīng)的中考數(shù)學(xué)試題
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);中考試題;創(chuàng)新
習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)兩會(huì)參加廣東代表團(tuán)審議時(shí)的重要講話(huà)中提出“三個(gè)第一”的重要論斷,即“發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù),人才是第一資源,創(chuàng)新是第一動(dòng)力”.的確,創(chuàng)新是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力,它已經(jīng)普及每一個(gè)領(lǐng)域,它也是教育領(lǐng)域最重要的詞匯?.數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的學(xué)科,它是“思維的體操”,它具有的高度抽象性、嚴(yán)謹(jǐn)邏輯性、廣泛應(yīng)用性決定了數(shù)學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑?.所謂創(chuàng)新意識(shí),表現(xiàn)為認(rèn)識(shí)創(chuàng)新的重要性,在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中有好奇心,對(duì)新事物感興趣,不斷地發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,有創(chuàng)新的欲望,嘗試去做一些對(duì)自己是新的、沒(méi)有想過(guò)、沒(méi)有做過(guò)的事情,用學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題?.而創(chuàng)新能力是指完成創(chuàng)新工作的能力[1].
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(下文簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》)把“創(chuàng)新意識(shí)”確定為數(shù)學(xué)教學(xué)的十大核心概念之一,強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)應(yīng)該從義務(wù)教育階段做起,貫穿數(shù)學(xué)教育的始終”“要發(fā)揮數(shù)學(xué)在培養(yǎng)人的思維能力和創(chuàng)新能力方面的不可替代的作用”.[2]中考作為人才選拔的重要方式,中考命題也應(yīng)體現(xiàn)這一導(dǎo)向,重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的考查?.本文以近年中考數(shù)學(xué)試題為例,評(píng)析中考創(chuàng)新型試題的七大類(lèi)型:社會(huì)熱點(diǎn)型、趣味邏輯型、實(shí)踐操作型、數(shù)據(jù)分析型、歸納推理型、閱讀理解型、空間想象型、方案設(shè)計(jì)型?.
一、社會(huì)熱點(diǎn)型
《標(biāo)準(zhǔn)》特別強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)背景的現(xiàn)實(shí)性和“數(shù)學(xué)化”,以學(xué)生熟悉的現(xiàn)實(shí)生活和社會(huì)實(shí)踐為問(wèn)題的背景,注重讓學(xué)生在實(shí)際背景中理解基本的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,注重使學(xué)生經(jīng)歷從實(shí)際問(wèn)題中建立數(shù)學(xué)模型、估算、求解、驗(yàn)證解的正確性與合理性過(guò)程,最終解決實(shí)際問(wèn)題[2].社會(huì)熱點(diǎn)型試題取材生產(chǎn)生活實(shí)際,不僅展示時(shí)代特征,還聚焦社會(huì)熱點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)和國(guó)家熱點(diǎn)問(wèn)題?.
例1?(2017年湖南衡陽(yáng)市中考24題)為響應(yīng)綠色出行號(hào)召,越來(lái)越多市民選擇租用共享單車(chē)出行,已知某共享單車(chē)公司為市民提供了手機(jī)支付和會(huì)員支付兩種支付方式,圖1描述了兩種方式用支付金額y(元)與騎行時(shí)間x(時(shí))之間的函數(shù)關(guān)系,根據(jù)圖象回答下列問(wèn)題?.
(1)求手機(jī)支付金額y(元)與騎行時(shí)間x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)李老師經(jīng)常騎行共享單車(chē),請(qǐng)根據(jù)不同的騎行時(shí)間幫他確定選擇哪種支付方式比較合算.
評(píng)析?本例以當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)“共享單車(chē)”為命題背景,不僅考查了學(xué)生對(duì)一次函數(shù)及其圖象的理解,也發(fā)揮了“立德樹(shù)人”的功能,宣傳了綠色出行的交通方式,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)?.
二、趣味邏輯型
我國(guó)古代教育家孔子曾說(shuō):“知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)之者”?.興趣是最好的老師,要使學(xué)生對(duì)枯燥的數(shù)學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生濃厚興趣,便是將數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行趣味化?.而邏輯推理是數(shù)學(xué)的基本思維方式,也是人們學(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常使用的思維方式[1].新穎有趣的數(shù)學(xué)邏輯問(wèn)題能極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的積極性?.
例2?(2017年湖北恩施中考16題)如圖2,在6×6的網(wǎng)格內(nèi)填入1至6的數(shù)字后,使每行、每列、每個(gè)小粗線(xiàn)宮中的數(shù)字不重復(fù),則a×c=.
評(píng)析?數(shù)獨(dú)是源自18世紀(jì)瑞士的一種運(yùn)用紙、筆演算的數(shù)學(xué)邏輯游戲?.本例以數(shù)獨(dú)游戲?yàn)槊}背景,考查學(xué)生的邏輯推理能力,滲透了分類(lèi)討論、正難則反的數(shù)學(xué)思想?.
三、實(shí)踐操作型
《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào):“有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)不能單純地依賴(lài)模仿與記憶,動(dòng)手實(shí)踐、自主探究與合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式”[2].通過(guò)實(shí)踐操作,例如折紙、拼剪、繪制、測(cè)量等,讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)過(guò)程,更能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,更有助于知識(shí)的內(nèi)化和經(jīng)驗(yàn)的積累?.
例3?(2017年內(nèi)蒙古通遼中考25題)鄰邊不相等的平行四邊形紙片,剪去一個(gè)菱形,余下的一個(gè)四邊形,稱(chēng)為第一次操作;在余下的四邊形紙片中再剪去一個(gè)菱形,又余下一個(gè)四邊形,稱(chēng)為第二次操作;…依此類(lèi)推,若第n次操作余下的四邊形是菱形,則稱(chēng)原平行四邊形為n階準(zhǔn)菱形.如圖3,平行四邊形ABCD中,若AB=1,BC=2,則平行四邊形ABCD為1階準(zhǔn)菱形.
(1)猜想與計(jì)算
鄰邊長(zhǎng)分別為3和5的平行四邊形是階準(zhǔn)菱形;已知平行四邊形ABCD的鄰邊長(zhǎng)分別為a,b(a>b),滿(mǎn)足a=8b+r,b=5r,請(qǐng)寫(xiě)出平行四邊形ABCD是階準(zhǔn)菱形.
(2)操作與推理
小明為了剪去一個(gè)菱形,進(jìn)行了如下操作:如圖4,把平行四邊形ABCD沿BE折疊(點(diǎn)E在AD上),使點(diǎn)A落在BC邊上的點(diǎn)F處,得到四邊形ABFE.請(qǐng)證明四邊形ABFE是菱形.
評(píng)析?本例以新定義“n階準(zhǔn)菱形”為載體,考查學(xué)生的實(shí)踐操作能力?.(1)問(wèn)中,結(jié)合“n階準(zhǔn)菱形”的定義,通過(guò)剪(或畫(huà)),不難分析出n的值?.(2)問(wèn)中,通過(guò)折疊圖形,利用對(duì)稱(chēng)性和平行線(xiàn)性質(zhì)即可證四邊形ABFE是菱形.(1)、(2)問(wèn)緊密銜接,從認(rèn)識(shí)理解“n階準(zhǔn)菱形”,到由定義計(jì)算n的值;再通過(guò)折疊為求解n值提供實(shí)踐操作的方式;最后推理驗(yàn)證操作的科學(xué)合理性?.該試題對(duì)獲得數(shù)學(xué)體驗(yàn)和心理認(rèn)知,積累數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)具有積極導(dǎo)向功能?.
四、數(shù)據(jù)分析型
以數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷的思考方式已成為現(xiàn)代社會(huì)普遍應(yīng)用的思維模式[3],培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)”的理性思維是培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代生活的合格公民的必由之路?.王尚志、史寧中等專(zhuān)家也特別強(qiáng)調(diào)“數(shù)據(jù)分析”應(yīng)是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)具備的核心素養(yǎng)之一?.近年中考??疾閷W(xué)生畫(huà)(或完善)頻率頻數(shù)分布表、頻數(shù)分布直方圖,能從樣本數(shù)據(jù)中提取或計(jì)算如中位數(shù)、眾數(shù)、平均數(shù)等數(shù)據(jù),并能對(duì)總體進(jìn)行合理的解釋或評(píng)價(jià).
例4?(2017年北京中考25題)某工廠(chǎng)甲、乙兩個(gè)部門(mén)各有員工400人,為了解這兩個(gè)部門(mén)員工的生產(chǎn)技能情況,進(jìn)行了抽樣調(diào)查,過(guò)程如下,請(qǐng)補(bǔ)充完整.
(1)收集數(shù)據(jù)
從甲、乙兩個(gè)部門(mén)各隨機(jī)抽取20名員工,進(jìn)行了生產(chǎn)技能測(cè)試,測(cè)試成績(jī)(百分制)如下:
甲??78 86 74 81 75 76 87 70 75 90 75 79 81 70 74 80 86 69 83 77
乙??93 73 88 81 72 81 94 83 77 83 80 81 70 81 73 78 82 80 70 40
(2)整理、描述數(shù)據(jù)
按如下分?jǐn)?shù)段整理、描述這兩組樣本數(shù)據(jù):
(說(shuō)明:成績(jī)80分及以上為生產(chǎn)技能優(yōu)秀,70—79分為生產(chǎn)技能良好,60—69分為生產(chǎn)技能合格,60分以下為生產(chǎn)技能不合格?.)
(3)分析數(shù)據(jù)
兩組樣本數(shù)據(jù)的平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)如下表所示:
得出結(jié)論:a?.估計(jì)乙部門(mén)生產(chǎn)技能優(yōu)秀的員工人數(shù)為;
b?.可以推斷出部門(mén)員工的生產(chǎn)技能水平較高,理由為.(至少?gòu)膬蓚€(gè)不同的角度說(shuō)明推斷的合理性)
評(píng)析?本例考查對(duì)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析,考查對(duì)平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)的計(jì)算,考查學(xué)生利用樣本數(shù)據(jù)特征估計(jì)總體特征的應(yīng)用意識(shí).
五、歸納推理型
歸納推理是以個(gè)別(或特殊)的知識(shí)為前提,推出一般性知識(shí)為結(jié)論的推理?.波利亞很早就注意到“數(shù)學(xué)有兩個(gè)側(cè)面……用歐幾里得方式提出來(lái)的數(shù)學(xué)是一門(mén)系統(tǒng)演繹的科學(xué);但在創(chuàng)造過(guò)程中的數(shù)學(xué)卻是實(shí)驗(yàn)性的歸納科學(xué)”.法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯曾說(shuō)過(guò):“發(fā)現(xiàn)真理的主要工具是歸納和類(lèi)比?.”人們?cè)诳茖W(xué)研究中,往往是首先通過(guò)對(duì)事物的觀察、分析,運(yùn)用類(lèi)比、歸納,提出合理猜測(cè),這種猜測(cè)既可能是具體的結(jié)論,又可能是具體的解決問(wèn)題的方法?.中考作為人才選拔性考試,不僅注重對(duì)知識(shí)本身的考查,還側(cè)重于對(duì)學(xué)生能力測(cè)試.其中,對(duì)學(xué)生歸納能力的考查越來(lái)越受命題者的青睞?.
例5?(2017年河北中考22題)發(fā)現(xiàn)任意五個(gè)連續(xù)整數(shù)的平方和是5的倍數(shù)?.
驗(yàn)證?(1)(-1)2+02+12+22+32的結(jié)果是5的幾倍?
(2)設(shè)五個(gè)連續(xù)整數(shù)的中間一個(gè)為n,寫(xiě)出它們的平方和,并說(shuō)明是5的倍數(shù)?.
延伸?任意三個(gè)連續(xù)整數(shù)的平方和被3除的余數(shù)是幾呢?請(qǐng)寫(xiě)出理由?.
評(píng)析?《標(biāo)準(zhǔn)》提出:“在觀察、操作等活動(dòng)中,能提出一些簡(jiǎn)單的猜想”“在觀察、試驗(yàn)、猜想、驗(yàn)證等活動(dòng)中,發(fā)展合情推理能力”[2].解決例5,從“發(fā)現(xiàn)”到“驗(yàn)證”,學(xué)生經(jīng)歷從“猜想”到“證明”的問(wèn)題探索,經(jīng)歷用合情推理發(fā)現(xiàn)結(jié)論,用演繹推理證明結(jié)論的完整推理過(guò)程,讓學(xué)生感悟從特殊到一般的數(shù)學(xué)思想,體會(huì)用字母表示數(shù)的代數(shù)優(yōu)越?.“延伸”又體現(xiàn)了類(lèi)比推理,通過(guò)“任意五個(gè)連續(xù)整數(shù)的平方和是5的倍數(shù)”到思考“任意三個(gè)連續(xù)整數(shù)的平方和被3除的余數(shù)是幾?”體現(xiàn)了知識(shí)的遷移和發(fā)散,有助于培養(yǎng)學(xué)生的類(lèi)比思維和創(chuàng)新意識(shí)?.
六、閱讀理解型
數(shù)學(xué)閱讀是指學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),通過(guò)閱讀數(shù)學(xué)材料(數(shù)學(xué)公式、方法、圖形、符號(hào)、文字等)汲取信息,建構(gòu)數(shù)學(xué)意義和方法的心理和智力過(guò)程[4].數(shù)學(xué)閱讀過(guò)程是一個(gè)完整的心理活動(dòng)過(guò)程,包含語(yǔ)言符號(hào)的感知和認(rèn)讀,新概念的同化和順應(yīng),閱讀材料的理解和記憶等各種心理活動(dòng)因素?.?同時(shí)它也是一個(gè)不斷假設(shè)、證明、想象、推理的積極能動(dòng)的認(rèn)知過(guò)程[4].近年中考中,閱讀理解型試題成為了一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn),考查學(xué)生對(duì)文字、數(shù)學(xué)符號(hào)等信息的分析、處理能力,以及對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力?.
評(píng)析?本例(Ⅰ)問(wèn)利用折疊對(duì)稱(chēng)性不難證明ΔPBC是等邊三角形;(Ⅱ)問(wèn)探究出矩形ABCD中較大等邊ΔPBC對(duì)學(xué)生的空間觀念要求較高,需要學(xué)生能夠想象三角形不斷擴(kuò)充的過(guò)程,從而大膽猜想出最大等邊三角形的位置;(Ⅲ)問(wèn)中,在矩形中畫(huà)出最大的等邊三角形也需依靠學(xué)生的空間想象能力,進(jìn)而才能為驗(yàn)證“誰(shuí)”的面積最大提供圖形依據(jù),最終保證作圖有理有據(jù);(Ⅳ)問(wèn)用一張正方形鐵片剪一個(gè)已知直角邊長(zhǎng)的直角三角形鐵片,求所需正方形鐵片的最小邊長(zhǎng)也要充分發(fā)揮學(xué)生的空間想象能力,只有明確直角三角形在正方形內(nèi)的位置,才能依據(jù)相似、勾股定理等知識(shí)展開(kāi)計(jì)算?.
八、方案設(shè)計(jì)型
《標(biāo)準(zhǔn)》指出:“通過(guò)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),要培養(yǎng)學(xué)生能夠形成解決問(wèn)題的一些基本策略,體驗(yàn)解決問(wèn)題的多樣性[2].”方案設(shè)計(jì)型題要求學(xué)生在具體的問(wèn)題情景中給出滿(mǎn)足條件的方案,強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用能力、關(guān)注學(xué)生的個(gè)性培養(yǎng)、體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思維?.
例8?(2017年黑龍江龍東中考27題)為了推動(dòng)“龍江經(jīng)濟(jì)帶”建設(shè),我省某蔬菜企業(yè)決定通過(guò)加大種植面積、增加種植種類(lèi),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展.2017年春,預(yù)計(jì)種植西紅柿、馬鈴薯、青椒共100公頃(三種蔬菜的種植面積均為整數(shù)),青椒的種植面積是西紅柿種植面積的2倍,經(jīng)預(yù)算,種植西紅柿的利潤(rùn)可達(dá)1萬(wàn)元/公頃,青椒1?.5萬(wàn)元/公頃,馬鈴薯2萬(wàn)元/公頃,設(shè)種植西紅柿x公頃,總利潤(rùn)為y萬(wàn)元.
(Ⅰ)求總利潤(rùn)y(萬(wàn)元)與種植西紅柿的面積x(公頃)之間的關(guān)系式;
(Ⅱ)若預(yù)計(jì)總利潤(rùn)不低于180萬(wàn)元,西紅柿的種植面積不低于8公頃,有多少種種植方案?
(Ⅲ)在(Ⅱ)的前提下,該企業(yè)決定投資不超過(guò)獲得最大利潤(rùn)的18在冬季同時(shí)建造A、B兩種類(lèi)型的溫室大棚,開(kāi)辟新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn).經(jīng)測(cè)算,投資A種類(lèi)型的大棚5萬(wàn)元/個(gè),B種類(lèi)型的大棚8萬(wàn)元/個(gè),請(qǐng)直接寫(xiě)出有哪幾種建造方案?
評(píng)析?本例以一次函數(shù)和一元一次不等式(組)為知識(shí)背景,通過(guò)“問(wèn)題情境—建立模型—求解驗(yàn)證”,讓學(xué)生深刻感受到數(shù)學(xué)知識(shí)“到哪里去”,體會(huì)到數(shù)學(xué)在生產(chǎn)、生活中無(wú)處不在,進(jìn)而真正理解數(shù)學(xué)有用,要用數(shù)學(xué),活用數(shù)學(xué)?.
創(chuàng)新型試題作為中考數(shù)學(xué)的一種重要題型,是數(shù)學(xué)知識(shí)、思想、能力交融的良好載體,是立德樹(shù)人、發(fā)展素養(yǎng)的典型素材.因此,創(chuàng)新型試題在未來(lái)的命題中必將成為永恒的焦點(diǎn)?.
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