谁之过?
2015-09-06刘华为
刘华为
拜读了钱德春老师发表在《中学数学杂志》(初中版)2014年第8期上《试题编制,一门遗憾的艺术——2014年泰州中考数学第25题的分析与反思》(以下简称文[1])一文后,深受启发,特别对如何以“源于教材又高于教材”为立意、以“考查学生基本知识、数学思想、思维品质和发展学力”为指导思想进行命题,有了深刻认识.但也有一些不同的想法,愿得到广大同仁斧正.
1 试题与回顾
图1如图1,平面直角坐标系xOy中,一次函数y=-34x+b(b为常数,b>0)的图像与x轴、y轴分别交于点A、B,半径为4的⊙O与x轴正半轴相交于点C,与y轴相交于点D、E,点D在点E的上方.
(1)若直线AB与弧CD有两个交点F、G.①求∠CFE的度数;②用含b的代数式表示FG2,并直接写出b的取值范围;
(2)设b≥5,在线段AB上是否存在点P,使∠CPE=45°?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
文[1]指出,本题满分虽为12分,可中考均分仅为2.86,与命题预设有相当大的差距.并从考生角度分析造成落差的原因主要有:考生由FG2只想到比例式和两点间的距离公式导致思维决策失误、对由特殊(数)到一般(字母)的数学思想理解不透引发对参数b束手无策、缺乏数感以致无法由b和34b联想到勾股数,从而错失选择正确解题方法的机会.
2 谁之过?
当中考成绩不如意时,身为教师,我们常常喜欢从学法上分析原因,却很少对自己的教法进行反思.
首先,“用含b的代数式表示FG2”就是求弦长FG,而利用垂径定理求弦长是圆的众多知识点中重中之重!如果考生连“过圆心O作OM⊥FG于M点”的辅助线都作不出的话,那么我们不禁要问:教师在平时的教学中是如何突出和落实这一重点的呢?即使有参数b的干扰,但从六年级开始就学习用字母来表示数了,为什么到了九年级,学生对这一“从特殊到一般”的数学思想依然未能理解和掌握呢?
其次,考生由FG2想到了比例式和两点间的距离公式,说明学生是睿智的,因为他们掌握了转化思想,至少能由题目的结构特征去联想处理此类问题的知识点.可惜的是:当思维受阻时,考生缺乏灵活变通的能力,想不到换一种方式解决问题(另一方面也反应考生对如何求线段的长的方法掌握不全面).而这种思维调控力的缺失,根源又在哪儿呢?
笔者窃以为,这与教师单一的习题教学模式密不可分.据笔者调查,多数教师讲题时只局限于“怎样做”(即简单分析思路、板书解题过程),缺乏对“为什么这样做”的反思与研讨.
一般地,数学习题都是由课本的有关知识、信息、符号,通过迁移、发散和综合而来的,因此,相关问题的知识源就是解决此类问题的最佳策略和致胜法宝.如果教师在平时的教学和九年级的专题复习中,从知识溯源角度分析“求线段长”的常见方法有:转化法(利用条件找出所求线段与已知线段间的数量关系,知识源有“等角对等边、全等三角形对应边相等、三角形中位线”等)、直接计算法(知识源有“勾股定理、平面直角坐标系内两点之间的距离公式、锐角三角比”等)、列方程(组)求解(相等关系的知识源有“比例式、图形面积相等”等),并为“运用每一知识源解决问题的方法”都配备一道典型例题,引导学生结合条件灵活选择解题方法和适时调整受阻思维,从而不但知道“怎样做”,还明白“为什么这样做”,以及学会“同一类型怎么做”.那么,考生还会陷入FG2的“陷阱”,不知自我进行方法调控吗?
3 试题解读
难能可贵的是,作为命题者的钱老师从试题本身对得分率过低的原因进行了反思(详见文[1]),并认为原题应改为:
图2如图2,平面直角坐标系xOy中,一次函数y=-x+b(b为常数)的图像与x轴、y轴分别交于点A、B;半径为5的⊙O与x轴正半轴相交于点C,与y轴相交于点D、E,点D在点E的上方.
(1)若Q为弧CD上异于C、D的点,线段AB经过点Q.①求∠CQE的度数;②用含b的代数式表示QA·QB;
(2)设b≥52,在线段AB上是否存在点P,使∠CPE=45°?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
与原题相比,文[1]认为改编题具有“问题层次更明、关联程度更强和思路入口更宽”等特点.但笔者仔细研究了两题,从考点分析,原题比改编题更科学.因为原题考查了垂径定理(整卷其它题并未涉及此考点),突出了对圆中重点知识的考查,具有较强的导向性.而改编题却改为考查相似三角形.虽然相似三角形也是平面几何中非常重要的知识点之一,但原题在求辅助线OM长时也可用△OMB∽△AOB构造比例式求解(如图1,而且这是通法,相信绝大部分同学都会用此方法求解的),已注重了对此重点知识的考查.如此看来,改编题似乎留下了一些淡淡的遗憾.
当然,文[1]认为改编题优越在问题(1)②的设计为问题(2)打开了另一条解题思路.因为设BP=x(顺便指出,此处不宜用x,易与直线AB解析式中的x混淆),由(1)②中的结论QA·QB=b2-25类比得PA·PB=b2-25,从而得方程x2-2bx+b2-25=0,再根据此方程的解确定P的存在与否.此设想固然不错,但很可能成为命题者的一厢之愿,因为初中学段,学生几乎没有接触过用方程的解来确定点的存在性知识或习题.即使二次函数的图像与x轴的交点个数和对应一元二次方程解的个数之间的关系,教材也只是一提而过,想由此而产生知识的正迁移,恐怕只能是美好愿景.更何况此方程如此隐蔽,能有几个考生想到构造它?
另外,原题中“当直线AB与弧CD有两个交点时,要求写出b的取值范围”的设计为问题(2)的解决悄然埋下了伏笔.因为有了这个范围的启发,学生由b≥5易想到直线AB与圆O相切或相离,再结合“弧CE所对的圆周角为45°”和“三角形外角大于任何一个不相邻的内角”便可找到解题的突破口了.可惜改编题删除了此设计,更增加了问题(2)的难度.
4 我的设计
鉴于文[1]和本文的分析,笔者不揣浅陋,建议把改编题作如下修改:
图3如图3,平面直角坐标系xOy中,一次函数y=-x+b(b为常数,b>0)的图像与x轴、y轴分别交于点A、B,半径为5的⊙O与x轴正半轴相交于点C,与y轴相交于点D、E,点D在点E的上方.
(1)若Q为弧CD上异于C、D的点,线段AB经过点Q.
①当点Q的坐标为(3,4)时,求b的值,并求出此时直线AB被⊙O截得弦FQ的长;
②求∠CQE的度数,并用含b的代数式表示QA·QB(写出b的取值范围);
(2)设b≥52,在线段AB上是否存在点P,使∠CPE=45°?若存在,请求出BP的值;若不存在,请说明理由.
增加问题(1)①的意义在于:既保留了对垂径定理的考查,又多了“运用待定系数法求参数b”的考点.而待定系数法不仅是初中数学中一个非常重要的数学方法,而且也是高中学习平面解析几何的重要基石,注重它的考查,也就是注重学生发展力的考查;其次,由于△AOB是特殊的等腰直角三角形,求辅助线OM长时只需依据“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”即可,不需用相似三角形处理,从而巧妙地避免了考点的重复;最后,由于问题较基础,必然能大大提高本题的得分率.
另外,把问题(2)中“求点P的坐标”(此考点同卷第26题已含)改为“求BP的值”,一方面减少了计算量;另一方面为“运用方程的解确定点P存在性”的方法诞生悄然埋下了伏笔.显然,由于是求BP的值,再根据求存在性问题的特征(先假设存在点P使∠CPE=45°,再求BP的值,若能求出,则存在;否则,不存在),考生易联想到设BP=t,再有问题(1)②结论的铺垫,方程t2-2bt+b2-25=0也就呼之欲出了,从而把文[1]的美好愿景化为现实.
总之,中考命题不仅要追求形式上的和谐,也要注重考点的平衡.如此方能做到内容与形式的完美统一,成就经典之作.