周遠(yuǎn)方 李冉 徐新斌
摘 ?要:2020年高考數(shù)學(xué)對計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的考查,通過真實問題情境,落實五育并舉,體現(xiàn)時代特色,充分發(fā)揮了概率與統(tǒng)計內(nèi)容的育人價值. 命題立足基礎(chǔ),貼近教材,注重通性、通法,突出統(tǒng)計思維,考查關(guān)鍵能力,充分展示了數(shù)學(xué)在生活中的科學(xué)價值、應(yīng)用價值和文化價值. 試題體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的考查要求,科學(xué)實現(xiàn)了本專題內(nèi)容的甄別功能和積極導(dǎo)向作用,對今后復(fù)習(xí)備考有良好的指導(dǎo)價值.
關(guān)鍵詞:高考數(shù)學(xué);概率與統(tǒng)計;計數(shù)原理;命題分析;復(fù)習(xí)建議
概率論是研究隨機現(xiàn)象規(guī)律性的數(shù)學(xué)學(xué)科,概率是隨機事件發(fā)生的可能性大小的度量;統(tǒng)計學(xué)是通過收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)來認(rèn)識未知現(xiàn)象的一門科學(xué),它可以為人們制定決策提供依據(jù). 學(xué)會收集、整理和分析數(shù)據(jù),從生活中的隨機性問題分析出內(nèi)在的穩(wěn)定性,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)建模及數(shù)學(xué)運算和邏輯推理等素養(yǎng),是高中階段學(xué)生學(xué)習(xí)計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的基本要求. 歷年高考中考查計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計多以基礎(chǔ)題、中檔題出現(xiàn),考查的重點是古典概型、計數(shù)原理、二項式定理、樣本估計總體等主干知識.
2020年高考,山東省、海南省分別首次使用教育部考試中心命制的不分文、理科的新高考全國Ⅰ卷和新高考全國Ⅱ卷;北京市、上海市、天津市、浙江省、江蘇省仍為自主命題,且都不分文、理科,共5套數(shù)學(xué)試卷;其余各地區(qū)均使用教育部考試中心命制的全國Ⅰ卷、全國Ⅱ卷和全國Ⅲ卷的文、理科數(shù)學(xué)試題,共3套6份試卷. 因此,2020年的高考共有10套13份數(shù)學(xué)試卷,每份試卷都對計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計進(jìn)行了考查. 本文將對13份試卷中的計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的考查情況進(jìn)行分析,總結(jié)試題特點和規(guī)律,以便對2021年復(fù)習(xí)備考提供參考.
一、考查內(nèi)容分析
2020年高考命題以《中國高考評價體系》為指南,落實立德樹人根本任務(wù),貫徹德智體美勞全面發(fā)展的教育方針,堅持知識為基、能力為重、素養(yǎng)導(dǎo)向和價值引領(lǐng)的命題原則,充分發(fā)揮了數(shù)學(xué)試題的區(qū)分選拔功能和正確導(dǎo)向作用. 2020年計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計試題以科學(xué)的生產(chǎn)生活情境為背景,通過創(chuàng)新試題情境,著重考查了學(xué)生的數(shù)學(xué)閱讀理解和信息整理能力,以及數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)運算等核心素養(yǎng). 試題在保持總體穩(wěn)定的前提下,大膽創(chuàng)新,既突出了數(shù)學(xué)的通用性和基礎(chǔ)性,又體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的文化價值,彰顯了育人功能.
統(tǒng)計表明,2020年計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的考查特點,主要體現(xiàn)在以下幾個方面.
(1)注重考查基礎(chǔ)知識、基本技能和基本數(shù)學(xué)思想方法的基礎(chǔ)題. 例如,古典概型、樣本數(shù)據(jù)的計算、二項式定理特定項系數(shù)的計算等問題.
(2)注重考查計數(shù)原理、獨立事件概率的計算等稍具綜合性的中檔題.
(3)突出科學(xué)價值和育人功能的情境題. 例如,種子發(fā)芽率問題、工廠加工決策問題、空氣質(zhì)量問題、信息熵問題等.
在2020年的13份高考數(shù)學(xué)試卷中,關(guān)于概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的試題,客觀題主要考查樣本數(shù)據(jù)的計算、選擇和數(shù)學(xué)建模,以及二項式定理等內(nèi)容. 主觀題則通過實際應(yīng)用考查數(shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)運算等為主. 突出應(yīng)用性的同時,重在考查學(xué)生建立模型、分析和處理數(shù)據(jù)的能力,有效地檢測了學(xué)生對統(tǒng)計推斷、數(shù)學(xué)建模等數(shù)學(xué)思想與方法的掌握程度.
1. 考點布局合理,題型一應(yīng)俱全
2020年全國各地高考試題總體來看,對概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的覆蓋面廣,既重點考查了古典概型、建立概率模型、二項式定理等必備知識,又通過處理樣本數(shù)據(jù)、用頻率估計概率、樣本估計總體和獨立性檢驗等知識載體,有效地考查了學(xué)生的基本數(shù)學(xué)思想方法、關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng). 從題型上看,選擇題、填空題、解答題三種題型,一應(yīng)俱全.
2. 題量分值各異,文、理科差異減小
2020年的13份數(shù)學(xué)試卷中,涉及概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的試題,大多數(shù)試卷保持大小兼顧,只有上海卷和浙江卷中沒有出現(xiàn)解答題,具體分布情況如表1所示.
統(tǒng)計表明,三套全國卷的文、理科相關(guān)試題數(shù)量及分?jǐn)?shù)值差異不大,其中全國Ⅰ卷文、理科及全國Ⅱ卷和全國Ⅲ卷的理科均為“兩小一大”,全國Ⅱ卷和全國Ⅲ卷文科均為“一小一大”,分值在17 ~ 22分之間. 其他試卷題量各不相同,客觀題數(shù)量從一道到三道,主觀題數(shù)量從零道到一道,各有差異,分值6 ~ 27分各不相同.
由于在《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》和考試大綱中,文、理科對于概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的要求有所差別,同時新高考相較原來課程內(nèi)容有一定的更新,導(dǎo)致對應(yīng)的文、理科試卷有較多的姊妹題出現(xiàn),同時又存在一定的差異;各卷試題雖然題量分值差異較大,但試題的背景及知識點同根同源.
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)中對于概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的考查不再有文、理分科的區(qū)別,因此全國6份試卷中文、理科完全相同的題量增加,傳遞了新高考命題文、理科同題的信號.
3. 總體難度穩(wěn)定,突出通性、通法
2020年高考數(shù)學(xué)試題根據(jù)學(xué)科特點,科學(xué)調(diào)控試卷難度,充分體現(xiàn)了“低起點、多層次、高落差”的科學(xué)調(diào)控策略. 13份數(shù)學(xué)試卷中的概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理試題總體難度平穩(wěn)、層次清晰,突出對基礎(chǔ)知識、基本思想和關(guān)鍵能力的考查;情境真實,背景豐富,突出運用概率與統(tǒng)計知識和方法考查理性思維、數(shù)學(xué)應(yīng)用等學(xué)科素養(yǎng)的特點. 例如,全國Ⅰ卷文科試題將概率問題的考查從18題變?yōu)?7題,其中第(1)小題考查的是利用頻率估計概率的問題,第(2)小題考查的是利用平均數(shù)來進(jìn)行決策的問題,兩道小題的設(shè)計都遵循低起點和低難度,從數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法等方面入手,面向全體學(xué)生,體現(xiàn)注重考查基礎(chǔ)知識、回歸教材的特點. 這些做法充分體現(xiàn)了在考查必備知識的基礎(chǔ)上,突出對通性、通法的考查.
二、命題思路分析
2020年高考數(shù)學(xué)概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理試題,面向全體學(xué)生,以豐富的背景為依托,重點考查學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理和數(shù)學(xué)運算素養(yǎng). 命題重視計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的重點內(nèi)容和主干知識,加大對核心概念和思想方法的考查力度;命題在遵循基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的考查要求的同時,加大對試題情境的創(chuàng)新力度,多數(shù)試題背景源于社會生產(chǎn)實際,令人耳目一新,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)與生活的密切關(guān)聯(lián);命題通過具有濃厚時代氣息的現(xiàn)實問題,加大對數(shù)學(xué)閱讀與理解能力、信息提取與整合能力、語言表達(dá)與運用能力的考查力度,全面檢測學(xué)生的概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的必備知識、關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng).
1. 注重基礎(chǔ)考查,突出主干內(nèi)容
2020年的13份高考數(shù)學(xué)試卷中都有關(guān)于概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的基本內(nèi)容的考查,主要涉及建立模型、樣本數(shù)據(jù)的計算、數(shù)據(jù)分析、古典概型、計數(shù)原理等,都以容易題和中檔題出現(xiàn). 這種做法既體現(xiàn)了高考聚焦數(shù)學(xué)概念、強調(diào)基礎(chǔ)性的命題指導(dǎo)思想,又有利于學(xué)生形成用數(shù)學(xué)的方式思考問題的習(xí)慣.
【評析】此題主要考查利用散點圖選擇回歸方程模型的問題,是統(tǒng)計的主干知識. 學(xué)生需要分析散點圖后結(jié)合函數(shù)圖象的知識選擇合適的回歸模型. 該題圍繞主干內(nèi)容,文、理同題共用,考查基本的數(shù)學(xué)概念、思想和方法,既考查了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況,又體現(xiàn)了高考試題文、理趨同的變化.
【評析】此題主要考查平均數(shù)和中位數(shù)的概念與計算,要求學(xué)生根據(jù)已知條件,列出關(guān)于a,b的方程,從而求解. 此題在考查學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握情況的同時,又需要學(xué)生具備基本的數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)運算素養(yǎng),充分體現(xiàn)了《標(biāo)準(zhǔn)》對通性、通法的考查要求.
【評析】此題主要考查標(biāo)準(zhǔn)差的大小比較,考查方差公式的應(yīng)用,考查學(xué)生的運算求解能力,能讓大多數(shù)學(xué)生得分,屬于基礎(chǔ)題. 解決此題既可以利用標(biāo)準(zhǔn)差的計算方法直接計算比較大小,又可以通過分析數(shù)據(jù)的離散程度判斷標(biāo)準(zhǔn)差最大的一組. 通過基礎(chǔ)知識考查了不同學(xué)生處理數(shù)據(jù)水平的差異,較好地發(fā)揮了高考的區(qū)分功能.
2. 注重貼近教材,引導(dǎo)教學(xué)回歸
教材是實現(xiàn)數(shù)學(xué)課程目標(biāo)、發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要學(xué)習(xí)資源. 高考試題千變?nèi)f化,對教材習(xí)題的改編卻始終是高考試題的重要組成部分. 在立足于《標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上,對教材題型的改編體現(xiàn)了新高考命題回歸教材、貼近教學(xué)改革的命題思路,從而使高考命題有了良好的教學(xué)導(dǎo)向,也可以較好地達(dá)到考查學(xué)生對學(xué)習(xí)目標(biāo)的掌握情況的目的.
【評析】此題由人教A版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·數(shù)學(xué)(選修2—3)》第一章復(fù)習(xí)參考題A組第8題第(4)小題改編而成,主要考查了二項式定理及其展開式的通項公式. 學(xué)生只需對通項中的指數(shù)賦值就能作答,考查學(xué)生運用轉(zhuǎn)化與化歸思想分析和解決問題的能力. 這種設(shè)計源于教材、素材取自于教材的試題還有很多,這些試題充分詮釋了教材的重要性,重在引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)遵循教育規(guī)律、回歸課堂,用好教材,避免超綱學(xué)、超量學(xué),引導(dǎo)學(xué)生回歸數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本真.
3. 注重統(tǒng)計思維,考查關(guān)鍵能力
統(tǒng)計思維是基于問題、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)的過程,是在獲取數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)中提取信息、論證結(jié)論可靠性等過程中表現(xiàn)出來的一種思維模式. 只有具備統(tǒng)計思維才能掌握數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵,才能養(yǎng)成閱讀、理解、辯證思考統(tǒng)計信息及做出決策的統(tǒng)計素養(yǎng). 在概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理內(nèi)容的考查中,注重以現(xiàn)實問題為背景、以統(tǒng)計數(shù)據(jù)為載體,將關(guān)鍵能力與統(tǒng)計思維有機結(jié)合,突出統(tǒng)計推斷、數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)化等思想方法,考查學(xué)生對概率與統(tǒng)計思想方法的理解、掌握和運用程度.
【評析】此題以沙漠治理為背景設(shè)計,選取生態(tài)問題切入,提取并分析數(shù)據(jù),利用樣本估計總體,計算野生動物數(shù)量的估計值,然后根據(jù)數(shù)據(jù)選擇合適的抽樣方法,主要考查學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力,以及分析問題和解決問題的能力. 沙漠治理問題是一項長期而艱巨的任務(wù),治理效果可以通過植被狀況和生物多樣性來反映,這種真實的問題情境既具有現(xiàn)實意義,又是學(xué)生運用所學(xué)知識能夠解決的問題,試題研究結(jié)論既反映了我國在環(huán)境治理方面的成就,又體現(xiàn)了立德樹人的教育宗旨.
【評析】此題以判斷到公園進(jìn)行體育鍛煉的人次與當(dāng)天的空氣質(zhì)量狀況是否有關(guān)為背景,給出某市100天中每天的空氣質(zhì)量等級和當(dāng)天到某公園鍛煉的人次的數(shù)據(jù)表,重點考查學(xué)生運用概率與統(tǒng)計思想解決統(tǒng)計模型的能力. 試題通過計算對應(yīng)空氣質(zhì)量等級出現(xiàn)的頻率,用頻率估計概率、用頻數(shù)分布表來估計總體的平均數(shù),是一道考查統(tǒng)計推斷方法的好題. 同時需要學(xué)生利用建模的思想,根據(jù)頻數(shù)分布表建立2 × 2列聯(lián)表模型,判斷鍛煉人次與空氣質(zhì)量的相關(guān)程度. 試題設(shè)問梯次遞進(jìn)、銜接自然,展示了數(shù)據(jù)整理、顯示、分析、建模和應(yīng)用,以及統(tǒng)計推斷的全過程,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的數(shù)學(xué)問題,學(xué)會用統(tǒng)計思維解決實際問題.
4. 注重情境創(chuàng)新,考查數(shù)學(xué)應(yīng)用
創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭源泉,是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力. 創(chuàng)新試題情境設(shè)計新穎靈活、不落俗套,脫離一般的解題套路,采取多樣化的形式、多角度的設(shè)問、不唯一的答案,真實地考查數(shù)學(xué)應(yīng)用. 2020年概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理試題體現(xiàn)了創(chuàng)新導(dǎo)向,通過創(chuàng)新試題的素材背景、呈現(xiàn)形式和設(shè)問方式,將統(tǒng)計思維作為重點目標(biāo),將應(yīng)用性作為重點要求,突出考查學(xué)生的統(tǒng)計思維、創(chuàng)新能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用. 大多數(shù)試題以概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的基礎(chǔ)知識為載體,借助開放性、探索性和創(chuàng)新性問題,讓學(xué)生從不同的角度認(rèn)識問題,鼓勵學(xué)生主動思考、發(fā)散思維,激發(fā)學(xué)生的想象力和思想的張力,把學(xué)生從標(biāo)準(zhǔn)答案中解放出來,而不是注重刷題和訓(xùn)練的技巧.
【評析】此題以信息論之父香農(nóng)(C.E.Shannon)提出的“信息熵”的概念為背景,給出了信息熵的數(shù)學(xué)定義和計算信息熵的數(shù)學(xué)表達(dá)式,要求學(xué)生結(jié)合對數(shù)運算、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)和不等式的基本性質(zhì),判斷信息熵的相關(guān)數(shù)學(xué)性質(zhì). 學(xué)生需要提取條件信息,在理解信息熵的數(shù)學(xué)定義的基礎(chǔ)上,分析信息熵具有的非負(fù)性、對稱性、確定性和單調(diào)性等性質(zhì),對學(xué)生借助已有知識獲取新知識的能力、對新概念的理解能力和對新問題的探究能力都有較高要求. 信息熵在數(shù)學(xué)上量化了通訊過程中信息漏失的統(tǒng)計本質(zhì),具有劃時代的意義. 因此,試題對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值、提高探究能力都有著積極的引導(dǎo)作用.
【評析】此題將概率知識與數(shù)列問題有機結(jié)合,具有一定的創(chuàng)新性,主要考查古典概型、概率中遞推關(guān)系、構(gòu)造法求數(shù)列通項、數(shù)學(xué)期望公式等知識和方法,考查學(xué)生的綜合分析求解能力. 需要學(xué)生通過探索第n - 1次操作后的結(jié)果與第n次操作后的結(jié)果的遞推關(guān)系構(gòu)造新數(shù)列,體現(xiàn)了實踐能力和創(chuàng)新意識在解決問題中的重要性. 此題的知識與方法跨度較大,平時不多見,對學(xué)生的綜合能力要求較高,對學(xué)生的數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、數(shù)學(xué)運算等核心素養(yǎng)水平有較好的檢測和區(qū)分功能,是難得的好題.
5. 緊跟時代步伐,展現(xiàn)育人價值
知識來源于生活,也服務(wù)于生活,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開生活. 概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理是數(shù)學(xué)與其他領(lǐng)域交叉最多的主題內(nèi)容,2020年高考數(shù)學(xué)試題中不乏見到與生活息息相關(guān)的實際問題,這些實際問題的背景豐富多彩,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)在科技生活中的應(yīng)用價值,有助于學(xué)生養(yǎng)成用數(shù)學(xué)眼光發(fā)現(xiàn)問題、用數(shù)學(xué)方法提出問題、用數(shù)學(xué)思維解決問題的習(xí)慣.
例10 (全國Ⅱ卷·理3 / 文4)在新冠肺炎疫情防控期間,某超市開通網(wǎng)上銷售業(yè)務(wù),每天能完成1 200份訂單的配貨,由于訂單量大幅增加,導(dǎo)致訂單積壓. 為解決困難,許多志愿者踴躍報名參加配貨工作. 已知該超市某日積壓500份訂單未配貨,預(yù)計第二天的新訂單超過1 600份的概率為0.05,志愿者每人每天能完成50份訂單的配貨,為使第二天完成積壓訂單及當(dāng)日訂單的配貨的概括不小于0.95,則至少需要志愿者( ? ?).
(A)10名 (B)18名 (C)24名 (D)32名
【評析】此題以疫情防空期間志愿者參加配貨工作為背景設(shè)計,立足于考查概率與統(tǒng)計的基礎(chǔ)知識、基本方法和基本能力,要求學(xué)生能讀懂試題內(nèi)容,理解信息、提取信息,并能建立概率模型分析問題和解決問題. 試題緊扣疫情期間大規(guī)模網(wǎng)購配貨的真實情景,學(xué)生十分熟悉,體現(xiàn)了生活中處處有數(shù)學(xué),展現(xiàn)了數(shù)學(xué)的科學(xué)價值、應(yīng)用價值和育人價值. 試題的情境具有濃厚的時代氣息,弘揚了志愿精神,具有積極的教育意義.
例11 (全國Ⅰ卷·文17)某廠接受了一項加工業(yè)務(wù),加工出來的產(chǎn)品(單位:件)按標(biāo)準(zhǔn)分為A,B,C,D四個等級. 加工業(yè)務(wù)約定:對于A級品、B級品、C級品,廠家每件分別收取加工費90元,50元,20元;對于D級品,廠家每件要賠償原料損失費50元. 該廠有甲、乙兩個分廠可承接加工業(yè)務(wù). 甲分廠加工成本費為25元 / 件,乙分廠加工成本費為20元 / 件. 廠家為決定由哪個分廠承接加工業(yè)務(wù),在兩個分廠各試加工了100件這種產(chǎn)品,并統(tǒng)計了這些產(chǎn)品的等級,整理如下.
(1)分別估計甲、乙兩分廠加工出來的一件產(chǎn)品為A級品的概率;
(2)分別求甲、乙兩分廠加工出來的100件產(chǎn)品的平均利潤,以平均利潤為依據(jù),廠家應(yīng)選哪個分廠承接加工業(yè)務(wù)?
【評析】此題以廠家生產(chǎn)工作為背景,需要學(xué)生建立模型,利用平均數(shù)分析兩個分廠的生產(chǎn)利潤,契合社會熱門的利用大數(shù)據(jù)服務(wù)生產(chǎn)生活的話題,體現(xiàn)數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活和勞動教育中起著至關(guān)重要的作用. 試題以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量和平均利潤為依據(jù),將勞動教育與數(shù)學(xué)課程有機結(jié)合,有利于促進(jìn)學(xué)生樹立正確的勞動觀念、勞動態(tài)度和勞動精神.
6. 貫徹評價體系,落實五育并舉
《中國高考評價體系》(以下簡稱《體系》)是高考命題的理論基礎(chǔ)和實踐指南,貫徹高考評價體系要體現(xiàn)立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)的核心功能,要結(jié)合學(xué)科特點,全面落實“五育并舉”的要求. 2020年高考數(shù)學(xué)計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計試題,貫徹落實高考評價體系學(xué)科化的具體要求,將我國社會主義建設(shè)成果、社會生產(chǎn)勞動實踐、體育運動項目等問題情境與數(shù)學(xué)基本概念有機結(jié)合,在體現(xiàn)運用計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的知識、思想和方法,考查邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析等學(xué)科素養(yǎng)的同時,全方位考查學(xué)生的數(shù)學(xué)閱讀理解能力.
例12 (全國Ⅰ卷·理19)甲、乙、丙三位同學(xué)進(jìn)行羽毛球比賽,約定賽制如下:累計負(fù)兩場者被淘汰;比賽前抽簽決定首先比賽的兩人,另一人輪空;每場比賽的勝者與輪空者進(jìn)行下一場比賽,負(fù)者下一場輪空,直至有一人被淘汰;當(dāng)一人被淘汰后,剩余的兩人繼續(xù)比賽,直至其中一人被淘汰,另一人最終獲勝,比賽結(jié)束.
經(jīng)抽簽,甲、乙首先比賽,丙輪空. 設(shè)每場比賽雙方獲勝的概率都為[12.]
(1)求甲連勝四場的概率;
(2)求需要進(jìn)行第五場比賽的概率;
(3)求丙最終獲勝的概率.
【評析】此題以羽毛球比賽為背景,將概率問題融入羽毛球比賽的約定賽制之中,意在考查學(xué)生對概率基礎(chǔ)知識的掌握程度,對事件進(jìn)行分析、分解和轉(zhuǎn)化的能力,以及邏輯思維能力. 需要學(xué)生根據(jù)賽制建立模型,列出符合題目條件的基本事件,再進(jìn)行解答. 羽毛球一直是中國的體育運動強項,以此為背景,有利于增強學(xué)生的民族自豪感與自信心. 類似的還有全國新高考Ⅰ卷(Ⅱ卷)第5題,以學(xué)生喜愛的足球和游泳運動為背景設(shè)計了簡單的計算問題,考查學(xué)生對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的理解和應(yīng)用能力,有利于體現(xiàn)數(shù)學(xué)在體育運動中的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生參加體育運動的興趣.
【評析】這3道試題分別以精準(zhǔn)扶貧工作、垃圾分類宣傳和做場館志愿者為背景設(shè)計計數(shù)問題,考查學(xué)生對計數(shù)原理的理解程度,充分體現(xiàn)應(yīng)用題貼近時代、貼近社會、貼近生活的特點. 試題的情境時代特色鮮明,設(shè)計源于教材、注重基礎(chǔ),充分體現(xiàn)了立德樹人的教育理念.
三、復(fù)習(xí)備考建議
1. 立足于數(shù)學(xué)內(nèi)容本身,構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)體系
《標(biāo)準(zhǔn)》要求,高考數(shù)學(xué)試題要圍繞數(shù)學(xué)本身,強調(diào)基礎(chǔ)性. 2020年高考概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理命題,進(jìn)一步強化對“四基”的考查,進(jìn)一步體現(xiàn)基礎(chǔ)知識在考試中占有重要地位.
在復(fù)習(xí)中,要重視對基本概念、定理、方法的理解和運用,突出通性、通法,既不能只將目光集中在具體的問題上,也不要人為地拔高要求,而應(yīng)該注意把握核心概念的內(nèi)涵和外延,強化對知識的梳理,在系統(tǒng)地掌握基礎(chǔ)知識和基本技能的基礎(chǔ)上,加強基本思想方法的滲透,形成計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的網(wǎng)絡(luò)化知識結(jié)構(gòu)體系,提高解題能力.
2. 立足于精準(zhǔn)落實基礎(chǔ),發(fā)揮教材引領(lǐng)功能
數(shù)學(xué)教材為教學(xué)提供學(xué)習(xí)主題、基本線索和具體內(nèi)容,是實現(xiàn)數(shù)學(xué)課程目標(biāo)、發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要資源. 同時,教材也是高考數(shù)學(xué)命題的重要素材. 特別是針對本專題的新增內(nèi)容,教師要在深入研究教材內(nèi)容變化的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮教材的引領(lǐng)功能,可以在教材的基礎(chǔ)上進(jìn)行引申、推廣、變通和拓展. 回歸教材是高效備考的重要途徑,要高屋建瓴地審視高中概率與統(tǒng)計的內(nèi)容,做到吃透教材、用活教材,真正發(fā)揮教材的根基作用.
復(fù)習(xí)時要從新舊教材增減內(nèi)容出發(fā),抓牢“三階段”,抓準(zhǔn)復(fù)習(xí)節(jié)奏,做到落實教材、控制長度;整合教材、縮短寬度;拓展教材、優(yōu)化深度. 貫通“四環(huán)節(jié)”,精準(zhǔn)落實基礎(chǔ),做到重品章引言、章小結(jié),建構(gòu)知識結(jié)構(gòu);重溫公式定理推導(dǎo),提升認(rèn)知高度;重整教材重點習(xí)題,夯實通性、通法;重現(xiàn)教材典型例題,規(guī)范解題格式. 最終實現(xiàn)深度復(fù)習(xí)的“三變”:一變脫離教材為追本溯源;二變題型套路為溫故知新;三變過度訓(xùn)練為有效綜合.
3. 立足于知識交會綜合,發(fā)展數(shù)學(xué)建模能力
2020年概率與統(tǒng)計試題,進(jìn)一步嘗試“重心后移”的命題策略,通過增加思維量,把考查的重點后移到對數(shù)據(jù)的分析、理解和找規(guī)律上. 進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)闡釋的選擇性、開放性和多樣性,學(xué)生只要給出合理的解釋都可以得分,鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地解答問題. 同時以現(xiàn)實生活中的實際情境為背景命題,增加閱讀量,并與其他專題相結(jié)合,形成綜合性的能力考查,注重在不同知識的交會處命題而形成的綜合性問題.
復(fù)習(xí)時應(yīng)著眼于訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)閱讀理解能力,加強學(xué)生用數(shù)學(xué)的方法理解問題、分析數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,提升從材料中抽象出合適的數(shù)學(xué)模型的能力. 同時要著重梳理概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理與其他專題知識的聯(lián)系,形成知識結(jié)構(gòu)體系.
4. 立足于數(shù)學(xué)思想方法,提升數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)
本專題內(nèi)容對于概率與統(tǒng)計的思想、或然與必然的思想和特殊與一般的思想等有較高的要求. 從近幾年高考命題可以看出,高考命題正在朝著淡化特殊解題技巧、注重對數(shù)學(xué)思想方法的理解與運用的方向發(fā)展. 近幾年概率、統(tǒng)計與計數(shù)原理的高考命題趨勢,需要學(xué)生選擇合適的收集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的方法,建立合適的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行推斷、得出結(jié)論.
復(fù)習(xí)時應(yīng)關(guān)注學(xué)生對這些數(shù)學(xué)思想方法的滲透,讓學(xué)生掌握用概率與統(tǒng)計思想分析問題的習(xí)慣,掌握概率與統(tǒng)計問題的一般解決方法,真正養(yǎng)成從數(shù)學(xué)角度認(rèn)識世界,用數(shù)學(xué)思維思考問題,用數(shù)學(xué)方法解決問題的習(xí)慣. 計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的復(fù)習(xí)不能搞題型套路的教學(xué),否則,學(xué)生一旦面對新的問題情境,就會顯得手足無措和力不從心. 只有站在概率與統(tǒng)計的思想高度來引領(lǐng)復(fù)習(xí),才能讓學(xué)生真正實現(xiàn)舉一反三,提高解決實際問題的能力.
5. 立足于研究高考試題,把握數(shù)學(xué)命題趨勢
《體系》引領(lǐng)下的新高考數(shù)學(xué)命題正在由能力立意向素養(yǎng)導(dǎo)向變革,2020年的高考試卷除舊高考全國卷外均已不再分文、理科,新高考數(shù)學(xué)在題型和試卷結(jié)構(gòu)上適度創(chuàng)新,引入了多選題和結(jié)構(gòu)不良題,體現(xiàn)了文、理不分科后數(shù)學(xué)考試的特點. 新高考會進(jìn)一步體現(xiàn)考主干、考能力、考素養(yǎng),重思維、重應(yīng)用、重創(chuàng)新的做法,會進(jìn)一步展現(xiàn)重視考查學(xué)生“四基”“四能”的特點,會進(jìn)一步實現(xiàn)讓學(xué)困生有獲得感、讓中等生有提升感、讓優(yōu)等生有成就感的意圖.
計數(shù)原理、概率與統(tǒng)計的內(nèi)容在《標(biāo)準(zhǔn)》中調(diào)整最大,地位更加凸顯,特別是它在形成學(xué)生的統(tǒng)計推斷思維、數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的過程中有著不可替代的作用. 在2020年的絕大多數(shù)高考試卷中,關(guān)于本專題的考查達(dá)到15分以上,個別試卷關(guān)于本專題的考查達(dá)到了27分,這充分說明本專題內(nèi)容在高考中的重要地位. 在不分文、理科的新高考命題中,本專題會進(jìn)一步加強題量分值的考查力度,加強試題情境的創(chuàng)新力度,加強試題難度的調(diào)控力度,真正實現(xiàn)高考的選拔評價功能,助力素質(zhì)教育發(fā)展.
復(fù)習(xí)時應(yīng)根據(jù)本專題內(nèi)容的考查特點和命題趨勢,采取針對性更強的綠色備考策略,實施貼近教材的深度復(fù)習(xí)方案,擺脫教輔資料和題海戰(zhàn)術(shù)的束縛,讓教材在復(fù)習(xí)中發(fā)揮更好的作用,揭示數(shù)學(xué)教學(xué)的本來面目,促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教學(xué)真正從“育分”回歸到“育人”.
四、模擬試題欣賞
1. 已知隨機變量[ξ]的分布列如表7所示.
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)[M]. 北京:人民教育出版社,2020.
[2]教育部考試中心. 以評價體系引領(lǐng)內(nèi)容改革 ?以科學(xué)情境考查關(guān)鍵能力:2020年高考數(shù)學(xué)全國卷試題評析[J]. 中國考試,2020(8):29-34.
[3]趙軒,任子朝. 中學(xué)數(shù)學(xué)中概率的相關(guān)概念辨析:從一道高考題談起[J]. 數(shù)學(xué)通報,2018,57(12):1-4.
[4]任子朝,陳昂,趙軒. 加強數(shù)學(xué)閱讀能力考查 ?展現(xiàn)邏輯思維功底[J]. 數(shù)學(xué)通報,2018,57(7):8-13.
[5]范美卿,趙志菊,張曉斌. 2019年高考“概率與統(tǒng)計、計數(shù)原理”專題命題分析[J]. 中國數(shù)學(xué)教育(高中版),2019(9):37-44.
[6]金克勤. 2018年高考“概率與統(tǒng)計、計數(shù)原理”專題命題分析[J]. 中國數(shù)學(xué)教育(高中版),2018(9):31-38,63.
[7]曹宇輝,吳麗華. 2017年高考“概率與統(tǒng)計、計數(shù)原理”專題命題分析[J]. 中國數(shù)學(xué)教育(高中版),2017(10):35-41.