乐于分享
好东西不私藏

吴景峰|情境视角下高中数学试题的命制启示

吴景峰|情境视角下高中数学试题的命制启示

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(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

该题情境的本质是函数的同构性,题干中的两个函数只是特例教师若以此为切入口,可以探寻同构性函数的情境结构(如图1),对同一个设问进行探讨
在此基础上,对题目1的情境结构进行拓展,即可以加工命制出题目2,从而增强题目1开放性

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

解法2(几何法):设点P在椭圆G上,通过计算特殊位置发现PHM均为30°,于是猜想椭圆G是以HM为轴、母线与HM所成角为30°的圆锥面被平面xOy所截得到的因此,解题思路是先利用丹德林双球模型证明上述猜想,再计算θ的取值范围,如图5所示.

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xOyHM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”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ABCDEF

【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”,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

该文摘录文章:
吴景峰.情境视角下高中数学试题的命制启示[J].中国数学教育,2025,(08):52-58.
仅供参考学习请联系删除!

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——