☉江 南 大 學 附 屬 實 驗 中 學 龐彥福
☉江蘇省無錫市東絳實驗學校(中學部) 陳秋曉
☉山 東 省 肥 城 市 龍 山 中 學 李洪濤
數學教育教學的目的是使學生掌握必要的數學知識,體悟數學學習過程中的基本思想方法,提升數學能力,增長數學智慧.中考是檢測學生幾年來在數學學習中獲得的知識、能力與智慧,以及學生對數學的理解力、運用力及學習力的有效手段.2018年南京數學中考試題遵循《關于全面深化課程改革,落實立德樹人根本任務的意見》的基本要求,體現《義務教育數學課程標準(2011年版)》(以下簡稱《標準》)的基本理念,充分考查了學生的基礎知識和基本技能,注重對學生的數學思想方法、創新意識與實踐能力的考查.將數學能力的考查落實在學生層面上體現了“算”與“證”的本質.當然試卷上的“算”并不是死算,而需要有“運”的過程、“計”的方法;“證”是推理,是尋道,是發現.全卷采取多題把關、多題壓軸,而且把關的大題切入點適宜,信度、效度、梯度合理,制高點具有挑戰性,設問角度新,思辨空間靈動且豐富,能激發學生的好奇心和探究欲,學生的解答過程能夠體現出不同層次的數學品質、素養和習慣,具有很好的效度和區分度.同時試題在堅守近幾年的命題風格基礎上,進行了適度的發展與創新,對知識和能力實現了寬視野、多角度、多層次考查,既考查了初中畢業生學習數學、認識數學的整體理解力,也考查了學生對所掌握基本知識的運用力、思維力,同時又兼顧了高中階段選拔需要的可持續發展力.在“數與代數”“空間與圖形”“統計與概率”等板塊設置合理,而且能夠將“綜合與實踐”內容有機融入其中,把“四基”作為命題的重點,從知識技能、數學思考、問題解決、情感態度四個維度進行考查.不像有的試題命制風格是前半部分“送分”后半部分“送命”!整份試卷立意求新,層次分明,亮點紛呈,考查知識覆蓋面廣,是一份質量較高的考查數學能力的試卷.

表1 試卷考查的知識點分布
初中階段數學中的核心知識點是形成數學能力的重要載體和抓手.對學生數學學習的考核與評價首先體現在基礎知識、基本技能、基本思想方法和基本活動經驗四個方面,注重知識的直接應用.試卷中基礎題占的比重較大,約為總量的70%.即使是后面的大題對大部分學生來說還是比較容易上手的.
例1 (第26題)如圖1,在正方形ABCD中,E是AB上一點,連接DE.過點A作AF⊥DE,垂足為F.⊙O經過點C、D、F,與AD相交于點G.
(1)求證:△AFG∽△DFC;
(2)若正方形ABCD的邊長為4,AE=1,求⊙O的半徑.

圖1
賞析:觀察圖形,對于第(1)問,學生容易上手,先根據“圓內接四邊形對角互補”得∠FGD+∠FCD=180°,又由∠FGD+∠AGF=180°,得出∠FCD=∠AGF.再利用“同角的余角相等”得到∠FDC=∠FAG.根據“兩角對應相等的兩個三角形相似”證得△AFG∽△DFC顯得自然合理.盡管是次壓軸題,該問絕大多數學生能夠拿到分數.第(2)問要求⊙O的半徑,如何獲得解題思路呢?其實方法較多,現舉出兩種解題思路.

圖2
思路二:連接GC,先規避繁瑣的運算過程.由“90°的圓周角所對的弦是直徑”,可知CG為⊙O的直徑,要求半徑,只要求出直徑CG即可.在Rt△GDC中,已有CD為4,若能出現AG=AE=1,則問題解決.利用(1)△AFG∽△DFC,可得.又易證△AEF∽△DAF(當然也可證明△EDA∽△ADF),則,這樣就由AD=DC,得出AG=AE,從而問題得到解決.
解決第(2)問的思路二減少了復雜的運算,但對學生的邏輯推理能力有了更高的要求,這樣證明線段相等的思路也是常見的.該題綜合考察圓、相似三角形的有關知識.從題目呈現的結構特點看,第(1)問是解決第(2)的基礎、“梯子”.有了這樣的“梯子”或鋪墊就容易拾級而上.
主干知識是中考命題者青睞的對象,在數學的核心知識的交匯處命題,有利于考查學生的數學素養及探究能力,有助于從知識考查走向能力立意.
例2 (第20題)如圖3,在四邊形ABCD中,BC=CD,∠C=2∠BAD.O是四邊形ABCD內一點,且OA=OB=OD.求證:
(1)∠BOD=∠C;
(2)四邊形OBCD是菱形.
賞析:識別角的關系、識別特殊平行四邊形(菱形),是初中數學的核心知識點,是重要內容.第(1)問,證明兩個角相等,結合已知條件中的“∠C=2∠BAD”,可轉化至證∠BOD=2∠BAD即可.
如何證明呢?方法是不唯一的.
思路一:題中“OA=OB=OD”屬于“定點定長型”,易想到構造圓.點A、B、D是在以點O為圓心、OA為半徑的“隱圓”上,如圖4.根據“圓周角的度數等于它所對弧上的圓心角度數的一半”即可得到∠BOD=2∠BAD.
思路二:若“心中無圓”,依然容易想到:作AO的延長線OE,如圖5.由“三角形的外角等于與它不相鄰的兩個內角的和”,不難得到∠BOE=2∠BAO,∠DOE=2∠DAO,從而證明出∠BOD=2∠BAD,于是問題得到解決.

圖3

圖4

圖5

圖6
第(2)問證明四邊形OBCD是菱形.根據菱形的判定定理:四邊相等的四邊形是菱形,對角線互相垂直的平行四邊形是菱形.因此,證法1:連接OC,如圖6,先證△BOC≌△DOC,得到∠BOC=∠DOC、∠BCO=∠DCO.再根據(1)∠BOD=∠BCD,可得∠BOC=∠DOC=∠BCO=∠DCO.從而得到OB=BC=CD=DO,實現由“四邊形”到“菱形”的證明.證法2:若連接OC、BD,由“OB=OD、CB=CD”得OC是BD的垂直平分線,根據“對角線互相垂直的平行四邊形是菱形”,從而可以證明.這一過程中,容易忽略是沒有先證明出“四邊形OBCD是平行四邊形”,這是推理過程中不完備的地方.其實,菱形的定義也是識別菱形的方法,“有一組鄰邊相等的平行四邊形叫做菱形”,因此,還可運用證法3:先證四邊形OBCD是平行四邊形,再找出一組鄰邊相等.
題目解答方法越多,學生答題時選擇的余地就較大,從而就越能考查出學生思維能力、理解能力、思辨能力以及運用數學知識解決問題的能力.
選拔性考試離不開一定量的難題來實現區分,考試中的所謂難題,目的是將不同層次的學生區分開來.這樣的題目在命制和設置的過程中,或是綜合性較強,或是運用的知識點較多,或是需要深度的思考與理解.
例3 (第16題)如圖7,在矩形ABCD中,AB=5,BC=4,以CD為直徑作⊙O.將矩形ABCD繞點C旋轉,使所得矩形A′B′C′D′的邊A′B′與⊙O相切,切點為E,邊CD′與⊙O相交于點F,則CF的長為______.

圖7

圖8
賞析:求圓中的一條弦長,從題目到圖形,構圖自然、妥帖,為學生所熟悉,考查學生對基本圖形的識別和邏輯推理能力.多數學生可能會想到平時學習中常用的解題策略,譬如構造“垂徑三角形”.如何構造呢?由條件“相切”自然而然聯想到“垂直”,是一種常用的切入方法.連接OE并反向延長交CD′于G,如圖8,便可構造出所需要的目標三角形Rt△OGC.由旋轉性質可知,CB′=CB=4=EG,由半徑OE=OC=CD=,進而求得OG=,再根據勾股定理得出GC=2,然后根據垂徑定理求得CF=2CG=4,即為答案.
此題以幾何圖形的運動——旋轉變換為載體,結合矩形、圓和直角三角形,利用幾何知識進行推算.作為填空題的壓軸題,也是客觀題的壓軸題,在計算并不復雜的前提下,覆蓋知識廣泛,較好地考查了學生的綜合能力.圖形變換的方法,融入數學核心思想方法,突出考查學生的思維過程和數學素養,這種理念與PISA測試的基本思想相吻合.
方程、函數是刻畫現實世界數量關系的有效模型,學習方程、函數,就要會探索簡單實例中的數量關系和變化規律,能結合圖像對簡單實際問題中的函數關系進行分析,用適當的函數表示法(包括圖像)刻畫簡單實際問題中變量之間的關系,結合對函數關系的分析,能對變量的變化情況進行合理討論,從定性分析到定量刻畫.
例4 (第24題)已知二次函數y=2(x-1)(x-m-3)(m為常數).
(1)求證:不論m為何值,該函數的圖像與x軸總有公共點;
(2)當m取什么值時,該函數的圖像與y軸的交點在x軸的上方?
這個試題立意新穎,構思巧妙,極富創意,蘊含著豐富的數學內涵和思想方法,考查了學生對信息的提取與處理能力、問題的探索與分析能力、模型的建立與選擇能力,考查學生對函數本質的理解水平,同時能很好地考查出學生的數學素養和數學基本功.
《標準》指出:數學課程內容“不僅包括數學的結果,也包括數學結果的形成過程和蘊含的數學思想方法”.數學學習過程是學生在特定的數學目標的指引下,進行數學探究和發現活動的過程.
例5 (第27題)結果如此巧合!
下面是小穎對一道題目的解答.
題目:如圖9,Rt△ABC的內切圓與斜邊AB相切于點D,AD=3,BD=4,求△ABC的面積.
解:設△ABC的內切圓分別與AC、BC相切于點E、F,CE的長為x.
根據切線長定理,得AE=AD=3,BF=BD=4,CF=CE=x.
根據勾股定理,得(x+3)2+(x+4)2=(3+4)2.
整理,得x2+7x=12.



圖9
小穎發現“12”恰好就是“3×4”,即△ABC的面積等于AD與BD的積.這僅僅是巧合嗎?
請你幫她完成下面的探索.
已知:△ABC的內切圓與AB相切于點D,AD=m,BD=n.
可以一般化嗎?
(1)若∠C=90°,求證:△ABC的面積等于mn.
倒過來思考呢?
(2)若AC·BC=2mn,求證∠C=90°.
改變一下條件……
(3)若∠C=60°,用m、n表示△ABC的面積.
賞析:該題考法新穎,貼合學生數學學習的已有經驗,考查學生數學學習力,需要學生具有閱讀理解能力、遷移能力和創新能力,旨在引導學生主動探究的學習方式,促進學生終生學習能力的發展.第(1)問,特殊問題一般化,不僅能使命題的結構和規律更為清晰,同時又是下面問題的“藥引”,肯學習的學生是不難上手的.第(2)問,逆向思考,引導學生合理思辨,探究逆命題的正確性,會學習的學生是能夠嘗試的.第(3)問,是前兩問的升華,既要通過前兩問獲得猜想結果,又要找出問題的突破口和切入點,善于學習的學生是可以乘勝追擊的.通過“問題一般化”“倒過來思考”“條件變式”來完成課題學習.公平合理地考查學生的現場學習能力,引導學生學會解題后的反思,不斷積累學習和解題的經驗.“授人以魚,不如授人以漁”,學生在自主學習“方法示范”的基礎上,為解題打開思路.解題的過程就是問題轉化的過程.
學習數學重在理解,理解就必須打好基礎.譬如運算往往是許多學生考試中的“關”和“坎”.基礎的是基本的、重要的,教與學只有立足基礎、夯實基礎,才能循序漸進,不斷進步與提高.即使是課外拓展與延伸也往往是功在課內,問題在課外,題根在課內.教學中,要特別關注培養和發展學生學習數學的基礎知識、基本技能、基本思想、基本活動經驗.教學中不能忽略了代數的變形、推算,要夯實運算“童子功”;厘清幾何的推證與邏輯關系,要強化推理“命根子”.
讓學生體會數學知識之間、數學與其他學科之間、數學與生活之間的聯系,運用數學的思維方式進行思考,增強發現和提出問題的能力、分析和解決問題的能力.數學思想方法是數學的精髓和靈魂,是學生形成良好認知結構的紐帶,是知識轉化為能力的橋梁,要在平時的教學中逐步滲透,而且讓學生多加體悟,要能夠應用到數學學習和問題解決中,在學習中反思,在反思中改進,在學習和應用的過程中不斷積累進一步學習的經驗.
學習數學不能單純依賴記憶與模仿,而需要感悟與思考.注重培養學生的探究能力.重視概念、方法的形成過程,使學生在參與數學活動的過程中理解、鞏固、應用和拓展新知,數學素養是一種個人能力,主要體現為“理解數學、運用數學、創新數學”的數學能力.學會用數學的眼光觀察現實世界(數學抽象、直觀想象)、會用數學的思維思考現實世界(邏輯推理、數學運算)、會用數學的語言表達現實世界(數學建模、數據分析),教學中讓學生經歷知識的建構過程,突出對數學本質的認識和理解,讓學生學會探究,讓學生成為善于發現的智慧人.
通過不斷思考,讓學生在掌握所學知識技能的同時,感悟知識的本質,積累思維和實踐的經驗.關注學生的合理解題、快速解題.解題教學中要關注學生是怎樣獲得解題思路的,關注學科本質,注重通性通法.通過解題把握數學本質,體會隱含在其中的數學思想方法,感悟數學的認知結構.解題教學不能以題論題,要培養學生的問題意識,要以知識為載體培養和發展學生數學學習的能力與潛力,以提升學生數學綜合素養.