关注“我们一起学习啦”,一起学习成长!

立意、情境、设问是高考数学命题的三个重要组成部分,其中,情境作为高考数学评价的重要载体,主要体现在价值引领、素养导向、能力培养和知识学习四个方面。因此,一道好的数学试题中往往蕴含着意义深刻的情境。
在素养立意的数学新高考背景下,教师应懂得抓住数学试题情境的本质,依照课程标准,活用高考、教材等资源,通过加工情境结构、深挖情境本源、加强情境衔接、多元情境融合等方式,命制出新的试题,从而增强试题的开放性、应用性、探究性和综合性(以下简称为“四性”)。
一、加工情境结构,增强试题开放性
好的数学试题往往具有推广性,原因在于情境具有良好的结构性。教师可以根据其情境的结构,将一个问题从小范围情境拓展到更大范围的情境中,从而加工出更具开放性的试题。以下是对一道新高考试题改编的例子。



二、深挖情境本源,增强试题应用性
教材中的例题和习题大多数蕴含着丰富的情境,这些情境的本源往往是一些处于教材上位的数学方法或原理,这些都是命制新情境或新定义试题的优质素材。人教A版《普通高中教科书·数学》(以下统称“教材”)选择性必修第一册第108页例2(题目3)情境的本源是仿射变换,若学生没有接触过仿射变换,借助此题的情境,可以通过转化仿射变换的表征方式命制新的题目,如题目4。



【评析】利用仿射变换,直接通过等量关系来求解曲线方程。

【评析】利用几何关系,以“形”的变化为切入点,通过几何关系转化为代数关系,从而求解曲线方程。这个方法是人教A版教材选择性必修第一册上的典型例题的解法。
(2)方法1:仿射变换。


【评析】这个方法体现了转化与化归思想。通过问题的转化,大幅度降低了运算量,凸显了思维的含量。
方法2:参数法。

【评析】借助椭圆参数的几何意义,转换为圆上的角,分析出
既是解决问题的关键,又是重要的切入点。
深挖情境的目的不在于加大原题的难度,而在于引导学生更深刻地理解情境,并把所学知识迁移到新情境中。对于题目4而言,一方面,把仿射变换以更通俗的语言呈现;另一方面,引申了仿射变换的应用,增强了试题的应用性。
三、加强情境衔接,增加试题探究性
很多时候,问题的情境本身涉及多个主题内容,此时可以尝试跨单元衔接。题目5的命制灵感来自人教A版教材选择性必修第一册第104页章头图和第一段话(如图3)。圆锥曲线在立体几何图形中产生,那就意味着可以把立体几何的问题情境与圆锥曲线进行衔接并转化,从而命制新情境试题。





【评析】建系法能够将几何问题转化为代数问题,是大多数学生优先采用的解法,在处理最值问题时,可以采用构造法、不等式法、导数法、换元法等,方法灵活。

首先,证明平面xOy截圆锥面所得的截口曲线是椭圆.
空间中,如图5,以H为顶点、HM为始边,形成大小为30°的角的所有终边,形成一个以HM为轴的圆锥面,平面xOy与HM的交角为45°。证明:平面xOy截圆锥面所得的截口曲线是椭圆.




【评析】几何法直观显示了圆锥面被平面所截得的截口曲线是椭圆。在分析阶段可以采用“先猜测,后验证”的思路,即先用特殊点进行测算,然后猜想、计算,发现椭圆上的顶点的θ值均等于
,从而确定长轴和短轴,确定椭圆G的唯一性,即所截曲线。
该题实质是圆锥曲线的起源问题,正因为圆锥与曲线两者情境的衔接增强了试题的探究性。从解法来看,既可以转化为函数问题求解,又可以结合圆锥曲线定义求解,从而增强了试题的开放性。
四、多元情境融合,增强试题综合性
有了前面改编与转化的命题方式,后面可以尝试将多类元素融合命制试题。多元素融合的试题,关键是找到一条主线或确定一个主体为中心,围绕主线或中心把各个元素进行融合。题目6以解析几何为主线,融合了立体几何、概率、数列、解三角形、函数与导数等知识,具有较强的综合性。

由于第(1)小题和第(2)小题第①问的解答在上文中已经给出,故此处只呈现第(2)小题第②问的解答,具体如下。
解:如图7,把六个区域依次标记为A,B,C,D,E,F。

【评析】此处渗透了“先猜后证”的思想,先通过列举前几步发现规律,再说明其周期性即可。由于此规律较为明显,可以直接说明。


【评析】此解法的核心是找到递归关系,再利用贝叶斯公式突破问题求解的难点,后面还需要结合数列的构造法。
因此,此题综合性较强,凸显思维和严密逻辑,运算量较小。该题以解析几何为主线,但并没有拘泥于解析几何本身,而是在题目4和题目5的基础上,进一步融合了概率问题,该概率问题的情境本质是马尔科夫链随机游走模型,从而进一步增强了试题的综合性。
五、试题命制启示及教学建议
数学情境与问题千变万化,但万变不离其宗,关键在于抓住问题之根、情境之源,才能深刻认识其本质。那么,在数学教学中,教师要如何教会学生寻根问底?笔者认为,有两个方面的事情要做。
1.教师要提升自身的专业素养,做到“三个理解”
一是教师应从自身开始,深入研究数学问题,挖掘与开发教材资源,做到理解数学;
二是要做到心中有数,把握优质好题的选题标准,注重试题的“四性”,做到“理解试题”;
三是要充分了解自己的学生,了解学生新旧知的衔接、新知构建中的障碍处,以及输出过程的疏漏处,做到“理解学生”。
2.在教学层面,教师要以课程标准、高考评价体系及教材为重要指南以好的数学情境与问题为引领,提升学生的关键能力,落实数学核心素养。
有如下教学建议。
(1)重视教材,回归教材。
在教学过程中,教师除了教教材,还要引导学生用教材。无论是教材中的例题和习题,还是教材中的阅读材料,都汇聚了专家智慧,都是优质的命题素材。教师在教学中要深挖教材内容中蕴含的情境,引导学生重视教材、研究教材,从而提升学生的研究能力与思维高度。(2)师生共探,赋予活力。
教材中的内容都是具有无限潜力的教学素材,教师除了要引导学生做好原题外,还可以适当对原题的情境进行加工、引申、改编、融合等,命制新情境试题。在探讨试题后,再揭示命题背后的情境,即其包含的规律方法、基础知识和思维方式,让课堂如沐春风,充满生机。
(3)命题驱动,创新发展。
数学教学中,教师可以适当教会学生一定的改编或命制试题的技能与方法,对试题赋予新情境,驱动课堂生成。在学生有一定的命题能力之后,教师可以把命题的任务交给学生,与学生共同经历、探究命题过程的艰辛与乐趣。如此,把学习探究者转化为命题探究者,发挥学生的主体性。
一旦赋予情境生命力,试题的“四性”必然也会大幅度增强。在新高考背景下,以情境为载体对经典的尤其是教材上的例题和习题进行再创造,对学生发展高阶思维、落实数学核心素养有重大意义。对于青年教师而言,命题能力需要在实践中逐步提升,增强“四性”是命题的重要目标,唯有坚持实践与反思,才能提高命题水平,提升专业素养。
百度网盘链接:
https://pan.baidu.com/s/11GC4asJQC7Dg7TrL56hlWQ?pwd=weca 提取码: weca
夸克网盘链接:
https://pan.quark.cn/s/6b7e0b406979?pwd=8sJc 提取码:8sJc
——END——

夜雨聆风