◎ 成鳴娟
中考數(shù)學壓軸題綜合性強,涉及的知識點多,對不同水平的學生進行區(qū)分和選拔,在中考中舉足輕重。筆者針對陜西省2017數(shù)學中考題25題略談粗淺認識,不當之處請指正。
(2017年陜西數(shù)學中考題第25題)
問題提出
1.如圖1,△ABC是等邊三角形,AB=12。若點O是△ABC的內心,則OA的長為_______。
問題探究
2.如圖2,在矩形ABCD中,AB=12,AD=18。如果點P是AD邊上一點,且AP=3,那么BC邊上是否存在一點Q,使得線段PQ將矩形ABCD的面積平分?若存在,求出PQ的長;若不存在,請說明理由。
問題解決
3.某城市街角有一草坪,草坪是由△ABM草地和弦AB與其所對的劣弧圍成的草地組成,如圖3所示。管理員王師傅在M處的水管上安裝了一噴灌龍頭,以后他想只用噴灌龍頭來給這塊草坪澆水,并且在用噴灌龍頭澆水時,既要能確保草坪的每個角落都能澆上水,又能節(jié)約用水。于是,他讓主噴灌龍頭的轉角正好等于∠AMB(即每次噴灌時噴灌龍頭由MA轉到MB,然后再轉回,這樣往復噴灌),同時,再合理設計好噴灌龍頭噴水的射程就可以了。如圖3,已測出AB=24m,MB=10m,△ABM的面積為96m2;過弦AB的中點D作DE⊥AB交弧AB于點E,又測得DE=8m。
請根據(jù)以上提供的信息,幫助王師傅計算噴灌龍頭射程至少多少米時,才能實現(xiàn)他的想法?為什么(結果保留根號或精確到0.01米)?
圖1
圖2
圖3
第1 問:考查等邊三角形的內心,構造直角三角形,應用勾股定理解得:
圖4
第2問:如圖4:
連接AC、BD相交于點O,連接PO并延長交BC于點Q。則線段PQ將矩形ABCD的面積平分。
∵點O為矩形ABCD的對稱中心,CQ=AP=3。過點P作PM⊥BC于點
點評:考查平行四邊形的中心對稱是典型的面積平分問題,以往平分面積是定性分析,而這道題是定量計算,在這一細節(jié)上稍提升難度,高于平時練習。
第3問:如圖5,作射線ED,
圖5
∵AD=BD,ED⊥AB,弧AB為劣弧,∴弧AB所在圓的圓心在射線ED上。
假設圓心為O,半徑為r,連接OA,則r2=122+(r-8)2,
解得:r=13,∴OD=5。
過點M作MN⊥AB物N,
∵SΔABM=96,AB=24,∴MN=8,NB=6,AN=18,
∵△ADC~ΔANM,∴
∴O在ΔAMB內部。
連接MO并延長交弧AB于點F,則MF為草坪上的點到M的最大距離。
在弧AB上任取一異于點F的點G,連接GO、GM,
∴MF=FO+OM=GO+OM>GM.
過O作OH⊥MN,垂足為H,則OH=DN=6,MH=3。
∴MF=MO+r=
點評:第3問的基本思路:一找二算。對于如1、2問之后,自然在解法思路上有一些相通之處,提煉出前兩問的共同之處,關鍵的線段都和中心點(內心或對稱中心)有關系,于是第3問,聯(lián)想到利用圓心找最短距離。最短距離是直徑的一部分,這樣思路就打開了。在最短距離的計算中,前兩問共同之處用到了勾股定理,那么第3問能否應用勾股定理解決.如何計算最短距離,圓中計算,基本量就是半徑r,如此解題思路便越來越清晰。本題要用到勾股定理、相似三角形、等面積法等知識,綜合性強,體現(xiàn)了中考命題原則中的“選拔”。
本題前兩問考查基礎知識和基本技能,關注不同學生的學習狀況。第3問有一定難度,滲透考查數(shù)學基本思想:數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模,是核心素養(yǎng)中最重要的數(shù)學思維品質。在計算最短距離中考查了數(shù)學運算、直觀想象。
作為壓軸題,該題區(qū)別于前幾年陜西的25題,以往以純數(shù)學知識為載體進行考察,而該題以實際問題為背景,學生首先要能將實際問題轉化為數(shù)學問題:要能找到“噴灌龍頭最短射程就是線段FM的長度”,這是該題的難點,也是題目的創(chuàng)新之處。導向到對數(shù)學應用能力和意識的培養(yǎng)上,立意新數(shù)學味道濃厚且具生活氣息,有較高的區(qū)分度。對深化數(shù)學課程改革有很好的引領作用,是本次試題的亮點。
中考數(shù)學試題一方面檢測學生的學習情況,另一方面指導教師的數(shù)學教學。通過分析該題目,筆者對初中數(shù)學教學提出以下建議。
1.樹立模型意識,提高問題解決能力
本題一改往年陜西25題的純數(shù)學背景,立足民生,以城市街角的草坪灌溉為背景,綜合初中數(shù)學知識設計問題??疾椤皬膶嶋H問題中抽象出數(shù)學模型”的能力,這一導向體現(xiàn)了學習的最終目的,即服務于生活,也是對數(shù)學核心素養(yǎng)的落實。
每年中考試題有一部分題目,雖然題型和考查方式較為固定,學生也練習過大量的類型題,但這些題依然丟分,比如三角函數(shù)、相似三角形、一次函數(shù)等相關的應用題。如果以其他數(shù)學知識作為載體設計實際問題,或對常規(guī)應用題進行變動,學生的得分率會更低,說明學生解決實際問題能力較弱,問題解決能力需要提高。
中考是初中教學的指揮棒,特別是中考壓軸題,一定程度引導著教師的教和學生的學。本題旨在提醒一線數(shù)學教育者應適當調整教學比重,不僅要關注純數(shù)學問題的求解,還應注重數(shù)學應用,幫助學生樹立數(shù)學應用意識。在日常教學中,注重引導學生了解數(shù)學概念產生的背景,針對每一個知識點,盡可能創(chuàng)造生活情境,引導學生提煉數(shù)學知識,整合數(shù)學信息,在解決實際問題的教學中提高應用數(shù)學的能力,最終提高數(shù)學建模能力。
2.滲透數(shù)學思想,發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng)
數(shù)學核心素養(yǎng)是保障數(shù)學學科育人的關鍵,是在數(shù)學知識技能的學習過程中形成的,是在滲透數(shù)學思想中發(fā)展的?!镀胀ǜ咧袛?shù)學課程標準》明確提出了六大核心素養(yǎng),即數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算和數(shù)據(jù)分析。數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模反映的是數(shù)學基本思想,也是最基本的素養(yǎng)。
教師在教學中引導學生反思解題過程,理解和掌握數(shù)學思想方法,關注知識的發(fā)生和發(fā)展過程,注重解題的思路來源,加強變式訓練,促進數(shù)學思想方法的內化。一題多解,多題歸一,引導學生抽象出數(shù)學本質,提煉出數(shù)學思想。在復習課教學中,設置數(shù)學思想專題課,用數(shù)學思想統(tǒng)領全局,引導學生體會同一個數(shù)學思想在不同知識點、不同方法中是如何滲透的,從而提高學生的數(shù)學思維品質,發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng),獲得良好的數(shù)學教育。