【摘 要】 推理能力、幾何直觀是《義務(wù)教育數(shù)學課程標準(2022年版)》中核心素養(yǎng)在初中階段主要表現(xiàn)中的兩個方面.幾何直觀是啟發(fā)問題解決思路的基本策略,幾何推理要求在課標中也得到進一步明確.通過對一道2023年中考數(shù)學壓軸題的分析與改編,分析試題的考查載體、考查內(nèi)容、核心功能等,剖析推理能力、幾何直觀在試題中的行為表現(xiàn)形式,并提出落實推理能力、幾何直觀的教學策略.
【關(guān)鍵詞】 推理能力;幾何直觀;試題命制;表現(xiàn)行為;教學策略
其本質(zhì)是:動點G在等腰Rt△ABC,AB=BC的外接圓上(是否為正方形不重要).因此,可改變原始本質(zhì)模型:動點G在△ABC,AB=BC,∠ABC=120°的外接圓上,然后同理增減點線元素,即可得到圖5.增加第(2)③問,基于動點G,構(gòu)造其從動點M的軌跡(中考熱點動點問題中的“手拉手模型”或者“瓜豆模型”),如圖6.
第(1)問根據(jù)背景問題的變化,結(jié)論變?yōu)楦厥獾牡妊苯侨切?;第?)①問中可得∠G=30°,當△BGF為等腰三角形時,∠ABE=45°;第(2)②問當△BGF面積最大時,作出△ABE邊AB上的高將△ABE分成分別含30°和45°的兩個特殊直角三角形,然后利用勾股定理和方程思想求出AE=23;第(2)③問,線段AM長度的最大值為33+9.
2.5.3 改編意圖
基于原題的素養(yǎng)考查方式和設(shè)問方式(總體上保持不變),促進學生基于變式感悟問題本質(zhì)、揭示解題規(guī)律;增加試題的考查內(nèi)涵,如充分利用幾何變換(旋轉(zhuǎn)變換)培養(yǎng)幾何直觀和幾何推理、同時呈現(xiàn)兩種常見的動點軌跡問題(對比)、特殊角三角形、勾股定理和函數(shù)與方程思想等,豐富試題的考查價值、功能,適當提升壓軸題的難度.
2.6 教學思考
在教學中,要重視推理能力、幾何直觀的培養(yǎng)和發(fā)展.
2.6.1 重視實物操作與幾何軟件應(yīng)用
充分利用尺規(guī)作圖、折紙、剪拼等操作活動和呈現(xiàn)豐富的、可視化的動態(tài)幾何軟件圖形,并讓學生動手實物操作(平移、對稱、旋轉(zhuǎn)等)、控制圖象,手腦并用,培養(yǎng)學生形象化思維與幾何直觀;讓學生通過觀察、發(fā)現(xiàn)自然界及日常生活中的各種幾何實物形象、特征,能將其抽象成幾何圖形,并與其他圖形、變換建立聯(lián)系,用圖形的運動與性質(zhì),感悟幾何直觀的意義.
2.6.2 重視數(shù)形結(jié)合與幾何圖形直觀表示
重視問題情境中的數(shù)量關(guān)系,構(gòu)建幾何基本結(jié)構(gòu)模型、函數(shù)模型解決問題.幾何基本結(jié)構(gòu)模型可以直觀、快速分析復雜的幾何問題,函數(shù)模型可以利用函數(shù)圖象,感悟數(shù)形結(jié)合思想和幾何直觀的意義.基于初中圖形全等與相似的綜合幾何,重視對幾何概念、性質(zhì)、命題等對圖形語言的訓練、圖形直觀表示,可強化幾何直觀的培養(yǎng).
2.6.3 重視數(shù)學概念理解和幾何課程的推理能力的訓練
數(shù)學概念是數(shù)學推理的基礎(chǔ),推理能力首先要基于對數(shù)學概念的內(nèi)涵、外延的全面、準確理解,然后才是基于數(shù)學命題、數(shù)學定理的推理.重視推理能力的訓練,首先要重視概念的理解教學、重視數(shù)學命題的推理論證.但幾何課程是訓練推理與證明能力的主要工具,要重點加強在幾何課程中的推理能力的訓練,再適當加強代數(shù)推理(較抽象與形式化)的教學.首先在幾何推理過程中合理地運用幾何直觀,然后需要幫助學生逐步擺脫對直觀的依賴,逐漸構(gòu)建演繹系統(tǒng).
2.6.4 重視基于命題視角作圖能力試題的編制
基于命題視角編制尺規(guī)作圖、“無圖考圖”“以形讀數(shù)”題目,強化幾何直觀、推理能力的考查.通過識圖、畫圖、變圖、想圖、用圖,滲透對“圖形語言”的理解.通過讀出“幾何圖形”(構(gòu)造幾何圖形)、圖形運動的證明方法,演繹推理和合情推理,對論證方法進行選擇,發(fā)展幾何直觀和推理能力.
推理能力、幾何直觀是初中階段數(shù)學核心素養(yǎng)兩個極其重要的方面.推理能力有助于逐步養(yǎng)成重論據(jù)、合乎邏輯的思維習慣,形成實事求是的科學態(tài)度與理性精神;幾何直觀有助于把握問題的本質(zhì),明晰思維的路徑基礎(chǔ).但在由知識立意、能力立意轉(zhuǎn)向素養(yǎng)立意的考試命題理念的當下,需要基于試題中的素養(yǎng)考查方式,積極、全方位開展以能力立意和素養(yǎng)立意為核心的教學活動.
參考文獻
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[2]鮑建生,章建躍.數(shù)學核心素養(yǎng)在初中階段的主要表現(xiàn)之五:推理能力[J].中國數(shù)學教育,2022(19):3-11.
[3]鮑建生,章建躍.數(shù)學核心素養(yǎng)在初中階段的主要表現(xiàn)之三:幾何直觀[J].中國數(shù)學教育,2022(Z3):3-9.
作者簡介 吳光潮(1979—),男,湖北安陸人,中學高級教師,廣州市第十六屆中學數(shù)學教學研究會常務(wù)理事,華南師范大學教育學部兼職研究員;主要從事中學數(shù)學教育教學研究;獲高中數(shù)學優(yōu)質(zhì)課競賽國家二等獎1次,省部級一等獎2次、三等獎1次,市級一等獎多次;發(fā)表論文20余篇(人大復印資料轉(zhuǎn)載多篇);主持省、市級課題多項.
中學數(shù)學雜志(初中版)2023年5期