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《标准(2011年版)》将原来的“双基”变为现在的“四基”,是基础与时俱进的一种体现,基础始终是数学的根,思维始终是数学的命脉,尤其是“四基”中对基本活动经验的研究扩展开来,极大地推动了“四基”的发展.《标准(2011年版)》教学建议中明文:“积累数学活动经验、培养学生应用意识和创新意识是数学课程的重要目标,应贯穿整个数学课程之中.‘综合与实践’是实现这些目标的重要的和有效的载体.”这些要求已经投射到了中考题目中去,近几年有关“基本活动经验积累及应用”的题目不断呈现,为过程性评价提供了良好的载体,在考查活动中,让学生再次经历学习活动的过程,引导学生综合运用已有的或现有的知识经验、活动经验以及思维惯性经验,经历阅读理解、实验操作、类比归纳、探究猜想、验证结论并运用结论等活动的过程,来实现累积活动经验和获取思维路径的个性化目标达成.现采撷2013年部分中考题目做一分析,以期引发教育同仁的关注、思考,为平时的学科教学提供素材,引领好四基的新动向,落实好学生的问题意识、应用意识、创新意识等提升的考查.
1 留白导航,“逆思”迁移
例1(2013北京市)阅读下面材料:
小明遇到这样一个问题:如图1,在边长为a(a>2)的正方形ABCD各边上分别截取AE=BF=CG=DH=1,当∠AFQ=∠BGM=∠CHN=∠DEP=45°时,求正方形MNPQ的面积.
图3图4小明发现:分别延长QE,MF,NG,PH,交FA,GB,HC,ED的延长线于点R,S,T,W,可得△RQF,△SMG,△TNH,△WPE是四个全等的等腰直角三角形(如图2).
请回答:
(1)若将上述四个等腰直角三角形拼成一个新的正方形(无缝隙,不重叠),则这个新的正方形的边长为;
(2)求正方形MNPQ的面积.
参考小明思考问题的方法,解决问题:
如图3,在等边△ABC各边上分别截取AD=BE=CF,再分别过点D,E,F作BC,AC,AB的垂线,得到等边△RPQ,若S△RPQ=313,则AD的长为.
解析本题是典型的阅读性活动经验积累的题目,此类问题一般是先提供了一个阅读环境,让学生在即读即学的过程中感知渗透在字里行间的思想、方法等,体会、领悟其内核、精髓,获取方法、获得经验,为迁移储备.本题即是首先给定可阅读材料,然后通过留白的方式引领学生的思维触角前伸,步步深入.问题(1)、(2)是经验积累层面,易知(1)的答案为a,(2)的答案为2;其中(1)为(2)垫脚,为(2)的求出提供了不可或缺的条件;而后续的问题解决,并非简单地由正方形图形切换为正三角形,然后照葫芦画瓢,而是在此基础上,逆向为之,知道面积求相关线段,落实方法的迁移,显然是一种“思维倒挂”,是思维视角转换的一种灵动体现,其中读懂图3是问题的关键:受图2的启示,分别延长RD、CA,它们交于点T(如图4),可分别证得△TAD与△TRF均为等腰三角形,结合AD=BE=CF知FT=AC,∠TRF=120°,这样,三个△TRF即可拼成一个等边△ABC,根据等积关系,可推知S△RPQ是三个外展△TAD的面积和,故有S△TAD=319,再作出△TAD的底TD上的高AH即可,设AD=x,则AH=112x,TD=3x,得方程112·3x·112x=319,解之得AD=x=213.
2 施之以法,“平行”迁移
例2(2013张家界)阅读材料:求值:1+2+22+23+24+…+22013.
解:设S=1+2+22+23+24+…+22013,将等式两边同时乘以2得:
2S=2+22+23+24+…+22013+22014,
将下式减去上式得2S-S=22014-1,
即S=1+2+22+23+24+…+22013=22014-1.
请你仿照此法计算:(1)1+2+22+23+24+…+210;
(2) 1+3+32+33+34+…+3n(其中n为正整数).
解析本例仍属于阅读性活动经验积累的题目.题干以阅读的形式,规范地给出一个重要的方法——错项相消法,然后从题干的2014项中仅取出11项作为问题(1),模仿得1+2+22+23+…+210=211-1,显然较范例更简单了,是一种具体化的体现,可以说是问题(2)的缓冲,问题(2)无非是把原来的底数2换成了3,把指数2013换成n而已,所用的方法无异,答案112(3n-1).通览整个题目可见,这种经验的迁移基本上呈平行状态,是较低层次的,有点“照葫芦画瓢”的感觉.
3 授之一模,“拓展”迁移
例3(2013日照市)问题背景:
如图5,点A、B在直线l的同侧,要在直线l上找一点C,使AC与BC的距离之和最小,我们可以作出点B关于l的对称点B′,连接A B′与直线l交于点C,则点C即为所求.
(1)实践运用:
如图6,已知,⊙O的直径CD为4,点A 在⊙O 上,∠ACD=30°,B 为弧AD 的中点,P为直径CD上一动点,则BP+AP的最小值为.
(2)知识拓展:
如图7,在Rt△ABC中,AB=10,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,E、F分别是线段AD和AB上的动点,求BE+EF的最小值,并写出解答过程.
解析本题的问题背景直接提供了一个求最短距离和的方法模型,采取“实践运用——知识拓展”这种步步为营的渗透方式,启发学生在模仿的意识驱动下获得思路.其中(1)就是在圆的背景下套模型,只要挖掘出模型中的关键要素:由哪些已知元素定未知元素,通过读题不难发现点A、点B就是两个定点,CD就是那条直线l,P是l上的动点,如此一分析,思路就直接转化到提供的背景方法上去了,则有答案22.问题(2)转换了一下,刚才是两个定点,一个动点,而现在是两个动点、一个定点,挑战性来了,需要两次转换:一是假设F点不动,就转换成了原始的模型(图5),只要找到B点关于AD的对称点B′ 即可,而这一点一定位于边AC上(AD为∠BAC的平分线决定),此时的最短长度即为B′F的长度;第二次转换就是让F点动起来,探寻线段B′F的最小值,即转化为定点B′到直线AB的最短距离问题,如图8,根据“垂线段最短”可知只要B′F为AB的垂线段即可,其值为52,至此问题得解. 可见,这个思路是拓展层次的,是转换性迁移、创造性迁移,迁移的不单单是具体的方法,还有探研问题的宏观思路,从而把两点之间线段最短问题切换成了“垂线段最短”问题.
4 蕴势驱动,“比对”迁移
例4(2013陕西省)问题探究
(1)请在图9中作出两条直线,使它们将圆面四等分;
(2)如图10,M是正方形ABCD内一定点,请在图②中作出两条直线(要求其中一条直线必须过点M),使它们将正方形ABCD的面积四等分,并说明理由.
问题解决
(3)如图11,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB+CD=BC,点P是AD的中点.如果AB=a,CD=b,且b>a,那么在边BC上是否存在一点Q,使PQ所在直线将四边形ABCD的面积分成相等的两部分?若存在,求出BQ的长;若不存在,说明理由.
解析问题(1)起点很低,可以说人人可为,过圆心作两条相互垂直的直线即可;问题(2)稍提难度,突破了图形的对称中心,设置了一个一般位置的定点再四等分,可见,先把它二等分不难,过点M和正方形的对称中心O即可,下面的关键在于如何把每一份二等分?这就是本题的“眼”所在!实际上至此还是迁移问题1的思路,只要画出的另外一条直线过中心O且与直线MO垂直即可,一试成功,其证明还是比较常规的,当然也离不开全等的助力;有了(1)、(2)画图、阐明理由等经验,为问题(3)蕴足了能、蓄好了势,问题(3)就相当于把问题(2)分成的两图形中的一个实施了扭动,且需要二等分,可见,只要寻到图12、图11的内在联系即可获得思路.我们观察图12,选取直角梯形BCFE,再观察图11进行比对,不难发现它们均存在着“梯形两底和等于一腰”的共性,由图12中OG将BCFE面积二等份的经验获得启示,作出猜测,在图11的BC边上作BQ=CD=b,成图13,连接BP并延长交CD的延长线于点E,证得△ABP≌△DEP,求出BP=EP,连接CP,求出S△BPC=S△EPC,作PF⊥CD,PG⊥BC,然后通过计算,可行.
5 搭台设阶,“延伸”迁移
例5(2013德州市)(1)如图14,已知△ABC,以AB、AC为边向△ABC外做等边△ABD和等边△ACE.连接BE,CD.请你完成图形,并证明:BE=CD;(尺规作图,不写做法,保留作图痕迹)
(2)如图15,已知△ABC,以AB、AC为边向外做正方形ABFD和正方形ACGE.连接BE,CD.BE与CD有什么数量关系?简单说明理由.
(3)运用(1)、(2)解答中所积累的经验和知识,完成下题:
如图16,要测量池塘两岸相对的两点B,E的距离,已经测得∠ABC=45°,∠CAE=90°,AB=BC=100米,AC=AE.求BE的长.
图14图15图16解析从本题的考查初衷不难发现,本题再现学生的学习活动,关注学生获知的过程评价,充分体现了学生思维的连贯性、递进性、深刻性,蕴含着对学生基本活动经验的考查,学生通过完成问题(1)的作图获得外扩图形的经验,同时得到一个重要结论“BE=CD”,以此为起点,把外扩图形进化为正方形后自然形成猜想“BE=CD”,获得结论,证明思路一脉相承,有了这些积淀,形成了迁移的蓄势,然后通过问题(3)高远立意、高标引领,促成构图意识:图16已经有了右侧的一个“外展图”,再作出左侧的外展图(以AB、AD为直角边的等腰直角三角形)即可呈现类似前面的图形,把求BE得长切换为求CD的长(用经验).而求CD长的基本思路为:如图16,结合∠ABC=45°可知∠DBC=90°,根据题意得BD=AB2+AD2=1002+1002=1002,则CD=BD2+BC2=(1002)2+1002=1003,如此BE可定.
纵观整个过程可以发现,以问题(1)为初始点,搭建引桥,投射信息,诱动思考,步步深入,通过问题(2)层级递进,沉淀经验,在获得经验的惯性裹挟下,顺势而为,为问题(3)拨开迷雾,启发思路,形成迁移,实现了基本经验的灵活驾驭,是一种经验的“喷薄”,是学以致用的体现,同时也是对学生各种能力尤其是理解力、应变力的考查.
6 感性操作,“理性”迁移
例6(2013年仙桃市、潜江市、天门市江汉油田)一张矩形纸片,剪下一个正方形,剩下一个矩形,称为第一次操作;在剩下的矩形纸片中再剪下一个正方形,剩下一个矩形,称为第二次操作;……;若在第n次操作后,剩下的矩形为正方形,则称原矩形为n阶奇异矩形.如图17,矩形ABCD中,若AB=2,BC=6,则称矩形ABCD为2阶奇异矩形.
(1)判断与操作:
如图18,矩形ABCD长为5,宽为2,它是奇异矩形吗?如果是,请写出它是几阶奇异矩形,并在图中画出裁剪线;如果不是,请说明理由.
(2)探究与计算:
已知矩形ABCD的一边长为20,另一边长为a(a<20),且它是3阶奇异矩形,请画出矩形ABCD及裁剪线的示意图,并在图的下方写出a的值.
(3)归纳与拓展:
已知矩形ABCD两邻边的长分别为b,c(b 图17图18图19解析本题是典型的操作性活动经验——通过做数学获得直觉经验,在尝试的基础上通过思考上升到理性,是手脑联动活动基本经验的一种方式.本题以矩形、正方形性质为载体,心怀“n阶奇异矩形”的概念,佐以动手、借力分类,寻找规律,考查了学生的现场学习力、思维变通力.解决本题的关键在于理解好“n阶奇异矩形”的概念,以图17为起点,对照概念去领悟给定的概念,这是经验积累的开始,稍事操作即可获得问题(1)的答案,在图18中模仿图17,连续纵向剪下两个正方形后剩下一个长为2、宽为1的长方形,至此,横向拦腰一线(图19),即可发现矩形ABCD是3阶奇异矩形,并丰富了操作经验——可纵、横两个方向剪;问题(2)不是单纯的画图操作,而是告知已经是3阶奇异矩形,逆向探测示意图,并伴以计算,增大了探究的力度,其中不乏多次尝试、多次调整:显然,长是宽的4倍的肯定行,对应着a=5,有问题(1)解决获得的经验(两纵一横)可知,长、宽之比5∶2时可行,对应着a=8,继续尝试,一纵两横,对应着a=15,还有一类是一纵一横再一纵,对应着a=12.实际上,整个过程可逆向推测:由于是3阶奇异矩形,也就是第三次操作前短边与长边之比为112即可,依次思考,第两次操作前短边与长边之比为113,213即可,由此推断,第一次操作前短边与长边之比为114,314,215,315即可(图20).
图20问题(3)难度陡升,奇异矩形既升了阶,成为4阶,同时原矩形的两邻边均待定,挑战性可想而知,但由于有了问题(2)解决的经验,根据题意得出第1次操作前短边与长边之比为115,415,317,417,217,517,318,518八类,第2次操作前短边与长边之比为:114,314;215,315,第3次操作前短边与长边之比为:113,213,最终得出长边和短边的比是1∶2,即可进行操作后得出正方形.
7 模拟课堂,“智能”迁移
例9(2013山西省)数学活动——求重叠部分的面积.
问题情境:数学活动课上,老师出示了一个问题:
如图211将两块全等的直角三角形纸片△ABC和△DEF叠放在一起,其中∠ACB=∠E=90°,BC=DE=6,AC=FE=8,顶点D与边AB的中点重合,DE经过点C,DF交AC于点G.求重叠部分(△DCG)的面积.
图211图212图213(1)独立思考:请解答老师提出的问题.
(2)合作交流:“希望”小组受此问题的启发,将△DEF绕点D旋转,使DE⊥AB交AC于点H,DF交AC于点G,如图212,你能求出重叠部分(△DGH)的面积吗?请写出解答过程.
(3)提出问题:老师要求各小组向“希望”小组学习,将△DEF绕点D旋转,再提出一个求重叠部分面积的问题.“爱心”小组提出的问题是:如图213,将△DEF绕点D旋转,DE,DF分别交AC于点M,N,使DM=MN,求重叠部分(△DMN)的面积.
任务:①请解决“爱心”小组所提出的问题,直接写出△DMN的面积是;
②请你仿照以上两个小组,大胆提出一个符合老师要求的问题,并在图中画出图形,标明字母,不必解答(注:也可在图(1)的基础上按顺时针方向旋转).
解析问题(1)相对简单,是通过三角板特殊的摆放状态,用“独立思考”呈现问题,合情入理,可求SDCG=112×CG·DG=112×4×3=6;问题(2)打破了特殊现状,借“希望”小组之名提出问题,旋转至相对一般的位置再解答,向前迈了一个台阶,需要相似(或勾股定理)构建方程关系支持,可证∠1=∠2,所以GH=GD.可证AG=GD,所以AG=GH,所以点G是AH的中点.在Rt△ABC中,可得AD=AB=5.易证△ADH∽△ACB,所以AD1AC=DH1CB,则DH=1514,所以S△DGH=S△ADH=112×112×DH·AD=75116,有一定难度,故用“合作交流”呈现,彰显人文关怀;问题(3)的第一个问题与问题(2)可谓如出一辙,可求答案为,然后提出了一个带有模仿性质的问题,拾级而上,要求学生自己提出一个符合老师要求的问题,把问题推向高潮(此题答案不唯一.示例:将△DEF绕点D旋转,使DE⊥BC于点M,DF交AC于点N,求重叠部分(四边形DMCN)的面积,此处图略).可见,整个数学活动假以“独立思考——合作交流——提出问题”的脉络,全程展现了2011年版课标新增之“能”——“提出问题的能力”的意识,以帮助学生养成善于提出问题的习惯,可以说模拟再现了课堂上老师对学生活动经验积累的助力,久而久之,学生慢慢会积淀下厚积薄发的能量,促成经验的智能化,进而催化问题的提出,如此命题显然凸显出课标的内核,有倡导和引领之意.
小结:纵观以上每一细目中的题目,可获得如下共性的的思维脉络:感知(通过研读或操作等数学活动,获取初步经验)——领悟(对经验的提炼、积累)——变通(把经验系统化、智能化)——迁移(活学活用,把经验转化为新情景下的思路,形成新的经验).
知识是基础,方法是中介,思想是主脉、是本源,有了思想、有了策略,知识、方法、技能才能实现积淀经验的迁移,进而上升为智慧.积累数学活动基本经验,其“中介”是多种多样的,且没有严格的界限,它们之间不乏交叉或相容,以上的条目分述仅是着眼其侧重点而为,非循逻辑而分类,迁移的途径同样如此,不拘一格、不拘同模.本文洋洋数千言,意在通过集中展现这些相关数学基本活动经验的中考题,顺应新的课标理念,落实好过程性目标的考查,以引领教育教学的健康航向!
1 留白导航,“逆思”迁移
例1(2013北京市)阅读下面材料:
小明遇到这样一个问题:如图1,在边长为a(a>2)的正方形ABCD各边上分别截取AE=BF=CG=DH=1,当∠AFQ=∠BGM=∠CHN=∠DEP=45°时,求正方形MNPQ的面积.
图3图4小明发现:分别延长QE,MF,NG,PH,交FA,GB,HC,ED的延长线于点R,S,T,W,可得△RQF,△SMG,△TNH,△WPE是四个全等的等腰直角三角形(如图2).
请回答:
(1)若将上述四个等腰直角三角形拼成一个新的正方形(无缝隙,不重叠),则这个新的正方形的边长为;
(2)求正方形MNPQ的面积.
参考小明思考问题的方法,解决问题:
如图3,在等边△ABC各边上分别截取AD=BE=CF,再分别过点D,E,F作BC,AC,AB的垂线,得到等边△RPQ,若S△RPQ=313,则AD的长为.
解析本题是典型的阅读性活动经验积累的题目,此类问题一般是先提供了一个阅读环境,让学生在即读即学的过程中感知渗透在字里行间的思想、方法等,体会、领悟其内核、精髓,获取方法、获得经验,为迁移储备.本题即是首先给定可阅读材料,然后通过留白的方式引领学生的思维触角前伸,步步深入.问题(1)、(2)是经验积累层面,易知(1)的答案为a,(2)的答案为2;其中(1)为(2)垫脚,为(2)的求出提供了不可或缺的条件;而后续的问题解决,并非简单地由正方形图形切换为正三角形,然后照葫芦画瓢,而是在此基础上,逆向为之,知道面积求相关线段,落实方法的迁移,显然是一种“思维倒挂”,是思维视角转换的一种灵动体现,其中读懂图3是问题的关键:受图2的启示,分别延长RD、CA,它们交于点T(如图4),可分别证得△TAD与△TRF均为等腰三角形,结合AD=BE=CF知FT=AC,∠TRF=120°,这样,三个△TRF即可拼成一个等边△ABC,根据等积关系,可推知S△RPQ是三个外展△TAD的面积和,故有S△TAD=319,再作出△TAD的底TD上的高AH即可,设AD=x,则AH=112x,TD=3x,得方程112·3x·112x=319,解之得AD=x=213.
2 施之以法,“平行”迁移
例2(2013张家界)阅读材料:求值:1+2+22+23+24+…+22013.
解:设S=1+2+22+23+24+…+22013,将等式两边同时乘以2得:
2S=2+22+23+24+…+22013+22014,
将下式减去上式得2S-S=22014-1,
即S=1+2+22+23+24+…+22013=22014-1.
请你仿照此法计算:(1)1+2+22+23+24+…+210;
(2) 1+3+32+33+34+…+3n(其中n为正整数).
解析本例仍属于阅读性活动经验积累的题目.题干以阅读的形式,规范地给出一个重要的方法——错项相消法,然后从题干的2014项中仅取出11项作为问题(1),模仿得1+2+22+23+…+210=211-1,显然较范例更简单了,是一种具体化的体现,可以说是问题(2)的缓冲,问题(2)无非是把原来的底数2换成了3,把指数2013换成n而已,所用的方法无异,答案112(3n-1).通览整个题目可见,这种经验的迁移基本上呈平行状态,是较低层次的,有点“照葫芦画瓢”的感觉.
3 授之一模,“拓展”迁移
例3(2013日照市)问题背景:
如图5,点A、B在直线l的同侧,要在直线l上找一点C,使AC与BC的距离之和最小,我们可以作出点B关于l的对称点B′,连接A B′与直线l交于点C,则点C即为所求.
(1)实践运用:
如图6,已知,⊙O的直径CD为4,点A 在⊙O 上,∠ACD=30°,B 为弧AD 的中点,P为直径CD上一动点,则BP+AP的最小值为.
(2)知识拓展:
如图7,在Rt△ABC中,AB=10,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,E、F分别是线段AD和AB上的动点,求BE+EF的最小值,并写出解答过程.
解析本题的问题背景直接提供了一个求最短距离和的方法模型,采取“实践运用——知识拓展”这种步步为营的渗透方式,启发学生在模仿的意识驱动下获得思路.其中(1)就是在圆的背景下套模型,只要挖掘出模型中的关键要素:由哪些已知元素定未知元素,通过读题不难发现点A、点B就是两个定点,CD就是那条直线l,P是l上的动点,如此一分析,思路就直接转化到提供的背景方法上去了,则有答案22.问题(2)转换了一下,刚才是两个定点,一个动点,而现在是两个动点、一个定点,挑战性来了,需要两次转换:一是假设F点不动,就转换成了原始的模型(图5),只要找到B点关于AD的对称点B′ 即可,而这一点一定位于边AC上(AD为∠BAC的平分线决定),此时的最短长度即为B′F的长度;第二次转换就是让F点动起来,探寻线段B′F的最小值,即转化为定点B′到直线AB的最短距离问题,如图8,根据“垂线段最短”可知只要B′F为AB的垂线段即可,其值为52,至此问题得解. 可见,这个思路是拓展层次的,是转换性迁移、创造性迁移,迁移的不单单是具体的方法,还有探研问题的宏观思路,从而把两点之间线段最短问题切换成了“垂线段最短”问题.
4 蕴势驱动,“比对”迁移
例4(2013陕西省)问题探究
(1)请在图9中作出两条直线,使它们将圆面四等分;
(2)如图10,M是正方形ABCD内一定点,请在图②中作出两条直线(要求其中一条直线必须过点M),使它们将正方形ABCD的面积四等分,并说明理由.
问题解决
(3)如图11,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB+CD=BC,点P是AD的中点.如果AB=a,CD=b,且b>a,那么在边BC上是否存在一点Q,使PQ所在直线将四边形ABCD的面积分成相等的两部分?若存在,求出BQ的长;若不存在,说明理由.
解析问题(1)起点很低,可以说人人可为,过圆心作两条相互垂直的直线即可;问题(2)稍提难度,突破了图形的对称中心,设置了一个一般位置的定点再四等分,可见,先把它二等分不难,过点M和正方形的对称中心O即可,下面的关键在于如何把每一份二等分?这就是本题的“眼”所在!实际上至此还是迁移问题1的思路,只要画出的另外一条直线过中心O且与直线MO垂直即可,一试成功,其证明还是比较常规的,当然也离不开全等的助力;有了(1)、(2)画图、阐明理由等经验,为问题(3)蕴足了能、蓄好了势,问题(3)就相当于把问题(2)分成的两图形中的一个实施了扭动,且需要二等分,可见,只要寻到图12、图11的内在联系即可获得思路.我们观察图12,选取直角梯形BCFE,再观察图11进行比对,不难发现它们均存在着“梯形两底和等于一腰”的共性,由图12中OG将BCFE面积二等份的经验获得启示,作出猜测,在图11的BC边上作BQ=CD=b,成图13,连接BP并延长交CD的延长线于点E,证得△ABP≌△DEP,求出BP=EP,连接CP,求出S△BPC=S△EPC,作PF⊥CD,PG⊥BC,然后通过计算,可行.
5 搭台设阶,“延伸”迁移
例5(2013德州市)(1)如图14,已知△ABC,以AB、AC为边向△ABC外做等边△ABD和等边△ACE.连接BE,CD.请你完成图形,并证明:BE=CD;(尺规作图,不写做法,保留作图痕迹)
(2)如图15,已知△ABC,以AB、AC为边向外做正方形ABFD和正方形ACGE.连接BE,CD.BE与CD有什么数量关系?简单说明理由.
(3)运用(1)、(2)解答中所积累的经验和知识,完成下题:
如图16,要测量池塘两岸相对的两点B,E的距离,已经测得∠ABC=45°,∠CAE=90°,AB=BC=100米,AC=AE.求BE的长.
图14图15图16解析从本题的考查初衷不难发现,本题再现学生的学习活动,关注学生获知的过程评价,充分体现了学生思维的连贯性、递进性、深刻性,蕴含着对学生基本活动经验的考查,学生通过完成问题(1)的作图获得外扩图形的经验,同时得到一个重要结论“BE=CD”,以此为起点,把外扩图形进化为正方形后自然形成猜想“BE=CD”,获得结论,证明思路一脉相承,有了这些积淀,形成了迁移的蓄势,然后通过问题(3)高远立意、高标引领,促成构图意识:图16已经有了右侧的一个“外展图”,再作出左侧的外展图(以AB、AD为直角边的等腰直角三角形)即可呈现类似前面的图形,把求BE得长切换为求CD的长(用经验).而求CD长的基本思路为:如图16,结合∠ABC=45°可知∠DBC=90°,根据题意得BD=AB2+AD2=1002+1002=1002,则CD=BD2+BC2=(1002)2+1002=1003,如此BE可定.
纵观整个过程可以发现,以问题(1)为初始点,搭建引桥,投射信息,诱动思考,步步深入,通过问题(2)层级递进,沉淀经验,在获得经验的惯性裹挟下,顺势而为,为问题(3)拨开迷雾,启发思路,形成迁移,实现了基本经验的灵活驾驭,是一种经验的“喷薄”,是学以致用的体现,同时也是对学生各种能力尤其是理解力、应变力的考查.
6 感性操作,“理性”迁移
例6(2013年仙桃市、潜江市、天门市江汉油田)一张矩形纸片,剪下一个正方形,剩下一个矩形,称为第一次操作;在剩下的矩形纸片中再剪下一个正方形,剩下一个矩形,称为第二次操作;……;若在第n次操作后,剩下的矩形为正方形,则称原矩形为n阶奇异矩形.如图17,矩形ABCD中,若AB=2,BC=6,则称矩形ABCD为2阶奇异矩形.
(1)判断与操作:
如图18,矩形ABCD长为5,宽为2,它是奇异矩形吗?如果是,请写出它是几阶奇异矩形,并在图中画出裁剪线;如果不是,请说明理由.
(2)探究与计算:
已知矩形ABCD的一边长为20,另一边长为a(a<20),且它是3阶奇异矩形,请画出矩形ABCD及裁剪线的示意图,并在图的下方写出a的值.
(3)归纳与拓展:
已知矩形ABCD两邻边的长分别为b,c(b
7 模拟课堂,“智能”迁移
例9(2013山西省)数学活动——求重叠部分的面积.
问题情境:数学活动课上,老师出示了一个问题:
如图211将两块全等的直角三角形纸片△ABC和△DEF叠放在一起,其中∠ACB=∠E=90°,BC=DE=6,AC=FE=8,顶点D与边AB的中点重合,DE经过点C,DF交AC于点G.求重叠部分(△DCG)的面积.
图211图212图213(1)独立思考:请解答老师提出的问题.
(2)合作交流:“希望”小组受此问题的启发,将△DEF绕点D旋转,使DE⊥AB交AC于点H,DF交AC于点G,如图212,你能求出重叠部分(△DGH)的面积吗?请写出解答过程.
(3)提出问题:老师要求各小组向“希望”小组学习,将△DEF绕点D旋转,再提出一个求重叠部分面积的问题.“爱心”小组提出的问题是:如图213,将△DEF绕点D旋转,DE,DF分别交AC于点M,N,使DM=MN,求重叠部分(△DMN)的面积.
任务:①请解决“爱心”小组所提出的问题,直接写出△DMN的面积是;
②请你仿照以上两个小组,大胆提出一个符合老师要求的问题,并在图中画出图形,标明字母,不必解答(注:也可在图(1)的基础上按顺时针方向旋转).
解析问题(1)相对简单,是通过三角板特殊的摆放状态,用“独立思考”呈现问题,合情入理,可求SDCG=112×CG·DG=112×4×3=6;问题(2)打破了特殊现状,借“希望”小组之名提出问题,旋转至相对一般的位置再解答,向前迈了一个台阶,需要相似(或勾股定理)构建方程关系支持,可证∠1=∠2,所以GH=GD.可证AG=GD,所以AG=GH,所以点G是AH的中点.在Rt△ABC中,可得AD=AB=5.易证△ADH∽△ACB,所以AD1AC=DH1CB,则DH=1514,所以S△DGH=S△ADH=112×112×DH·AD=75116,有一定难度,故用“合作交流”呈现,彰显人文关怀;问题(3)的第一个问题与问题(2)可谓如出一辙,可求答案为,然后提出了一个带有模仿性质的问题,拾级而上,要求学生自己提出一个符合老师要求的问题,把问题推向高潮(此题答案不唯一.示例:将△DEF绕点D旋转,使DE⊥BC于点M,DF交AC于点N,求重叠部分(四边形DMCN)的面积,此处图略).可见,整个数学活动假以“独立思考——合作交流——提出问题”的脉络,全程展现了2011年版课标新增之“能”——“提出问题的能力”的意识,以帮助学生养成善于提出问题的习惯,可以说模拟再现了课堂上老师对学生活动经验积累的助力,久而久之,学生慢慢会积淀下厚积薄发的能量,促成经验的智能化,进而催化问题的提出,如此命题显然凸显出课标的内核,有倡导和引领之意.
小结:纵观以上每一细目中的题目,可获得如下共性的的思维脉络:感知(通过研读或操作等数学活动,获取初步经验)——领悟(对经验的提炼、积累)——变通(把经验系统化、智能化)——迁移(活学活用,把经验转化为新情景下的思路,形成新的经验).
知识是基础,方法是中介,思想是主脉、是本源,有了思想、有了策略,知识、方法、技能才能实现积淀经验的迁移,进而上升为智慧.积累数学活动基本经验,其“中介”是多种多样的,且没有严格的界限,它们之间不乏交叉或相容,以上的条目分述仅是着眼其侧重点而为,非循逻辑而分类,迁移的途径同样如此,不拘一格、不拘同模.本文洋洋数千言,意在通过集中展现这些相关数学基本活动经验的中考题,顺应新的课标理念,落实好过程性目标的考查,以引领教育教学的健康航向!