魏 韧(北京市第十八中学)
摘要:2015年高考数学立体几何试题秉承往年立足基础,能力立意,注重知识与能力融合的命题思路,试题命制体现三个突出,一是突出对立体几何主要基础知识、基本技能和基本思想方法的考查;二是突出通性通法考查;三是突出空间想象能力、推理论证能力以及化归和转化能力的考查。同时正视文、理差异,挖掘知识间内在联系,不断创新,亮点纷呈,透出灵性与活力。总体风格是“门槛虽低不落俗套,朴实自然不失深刻”。
关键词:2015 年高考;立体几何;数学思想方法
综观2015年高考数学立体几何试题,与往年高考试题虽然有所不同,但试题的形式、内容及文、理差异均相对稳定,沿袭立足基础,能力立意,注重知识与能力融合的命题思路,试题命制体现三个突出:一是突出对立体几何主要基础知识、基本技能和基本思想方法的考查;二是突出通性通法考查;三是突出空间想象能力、推理论证能力以及化归和转化能力的考查。现就2015年高考数学立体几何试题从命题的角度作一个简要分析,希望引发同行更深入地讨论。
一、考点分析
1.分布合理,立足基础
通过对 2015 年全国各地立体几何试题列表统计和对比分析,不难发现,2015 年高考立体几何主要考点内容有:三视图,体积和面积,线线垂直,线面垂直,面面垂直,线线平行,线面平行,面面平行,异面直线所成的角,直线与平面所成的角,二面角的平面角,距离和长度等。其中三视图、线、面关系(平行和垂直),二面角是高频考点。
2.结构稳定,难度适中
在题量上,多数试卷以两道小题一大道题(理科)或一大道题一小道题为主(文科)(其中浙江文、理科卷都是三道小题一道大题);分值一般在 16 ~ 22 分之间,约占总分值的 11% ~14% ,与课标要求的课时比例基本吻合。其中文科卷考查频率和分值最多的是表面积与体积,其次是三视图和线面垂直;理科卷考查频率最多的是三视图,其次是表面积与体积和二面角问题,而考查分值最多的是二面角的问题。在难度上,以容易题和中档题为主,其中小题一般处于中间的位置,有的偏前偏易一些 (如浙江、北京的文、理科试卷),有的偏后偏难一些 (如天津理科卷);大题一般位于解答题中第三题左右的位置,题型常规,重点考查线面平行与垂直的位置关系,几何体的体积和表面积,线线角,线面角和二面角的计算等问题,难度适中。
3.文、理科试题保持一定的差异
《普通高中数学课程标准(实验)》对文、理科学生在立体几何内容与要求上有明显的差异。因此,2015年全国各地高考试卷对立体几何的考查定位,依然坚持加大文、理难度差异,保持文科难度普遍低于理科难度. 文科三视图试题一般考查容易还原直观图的几何体,求其表面积和体积;理科对识图能力和空间想像能力要求更高。文科的解答题重点考查直线与平面的位置关系,计算涉及简单几何体的体积的计算和直线与平面所成的角,能力要求上限于直观感知和简单的推理论证;理科不仅考查了直线与平面的位置关系,还以空间三种角的计算为载体,考查学生的逻辑推理能力和空间想象能力。在问题解决策略的选择上,采用综合与向量法兼顾运用,以向量法包打天下的局面有了很大改善。
4.注重数学思想方法的考查
数学思想方法是数学知识的灵魂,学生对数学思想方法的把握,是数学素养的体现,决定了学生在问题解决过程中策略水平的稳定性。所以,2015年高考立体几何试题,继续秉承过去凸显数学思想方法考查的一贯风格。
(1)函数、方程和不等式的思想。
例1 (2015年湖南卷·理10)某工件的三视图如图1,现将该工件通过切割,加工成一个体积尽可能大的长方体新工件,并使新工件的一个面落在原工件的一个面内,则原工件材料的利用率为(材料利用率=新工件的体积/原工件的体积)( )。
手,优势尽显。
2.三视图担当了考查空间想象能力的重任
三视图作为新增内容已成为必考考点,对进一步发展学生的空间观念,增强对数学价值的认识起到一定的作用,因为从命题的角度上讲,它是考查学生空间想象能力良好素材,2015年高考数学试题已加大了考查力度,体现了新课改的基本理念。原因是简单几何体(锥、柱、台、旋转体)组合方式多,如锥、柱、台、旋转体之间可两两组合或者多个组合,也可自身之间组合,同时可借助锥、柱、台、旋转体一部分(如半个圆锥或圆柱)进行组合,组合后的几何体放置方式也可多样,可以“立着放”“横着放”“对着放”等,由此几何体的三视图就会更加丰富多彩,以三视图为载体还原简单几何体的空间想像能力自然加大,提高了对空间想象能力的要求。
综合法是数学推理论证的主要方法之一,在培养学生逻辑推理能力方面的作用无可替代。它利用已知条件、公式、定理、公理、法则等经过系列的推理论证得出结论,需要清晰的思路,严谨的逻辑推理能力,对思维能力要求较高。如求角或距离一般需要三步:作—证—求,难点是找到所求的角(距离)并证明即为所求,然后利用解三角形知识(正、余弦定理等)求值。高中理科在新增“空间向量与立体几何”后,由于空间向量强大的工具作用,在处理空间几何中方便易行,教师、学生习惯于向量法,综合法有所弱化,推理论证能力有所下降,这种趋势,曾一度引发一些学者的担心。而2015年高考立体几何试题的命制,加强了对综合法的要求,许多试题既可用向量法,也可用综合法,不少试题体现出综合法简洁、快速、严谨、清晰的优势。这样做的好处是,学生可因人而异,因题而异,合理选择最佳解题方法,对课堂教学是一种强力的素质教育导向。
四、 结束语
综观2015年全国各地高考立体几何试题,不难发现,试题在题型、题量、分值、难度、知识点分布与覆盖上保持相对稳定;突出对基础知识、通性通法和基本思想方法的考查,重点内容重点考查,热点内容常考常新,在坚持稳定基础上,求变求新,使复习备考工作有章可循,有法可依为此,我们提出几点备考建议。
一是夯实基础。认识空间几何体的结构特征,熟练画出简单几何体(或简单几何体的组合体)的三视图,由三视图还原几何体,面积和体积公式等要烂熟于心;点、线、面的位置关系,尤其是线线、线面、面面垂直、平行的判定定理和性质定理的来龙去脉要理解深刻;求角或距离的通性通法(向量法或综合法)要熟练掌握。
二是强化数学思想方法的训练。如化归与转化的数学思想。空间问题转化为平面问题;线线,线面,面面关系相互转化;几何问题向量化;探索性问题函数、方程模型化等。
三是整体布局,构建知识网络,强调知识间的逻辑化、结构化把握。如垂直问题可以四棱锥为模型,整体设计出包含线线、线面、面面垂直问题,用“小问题”,说明“大道理”(基本规律、思想方法),再选配适量试题,控制难度,达到深化理解基本概念和落实通性通法之目的。
2016年立体几何高考预测:立体几何高考命题始终把空间的点、线、面的位置关系,以及空间角、空间距离的计算作为考查重点,对学生的空间想象能力,逻辑思维能力,演绎推理能力等传统的考查方式仍相对稳定。 同时随着新课程改革的不断深入,也有所创新。
(1)重点内容仍然以高比例重点考查,但考查方式有所变化。如空间线线、线面、面面关系是重点考查内容,放在选择题中与充要条件相结合,考查力度更大,要求更高。如北京卷理科第4题,福建理科第7题。
(2)三视图风景独好,成为必考热点内容,但难度有所加强。一般是两个或三个简单几何体(或一部分)的组合体,是考查学生空间想象能力的良好载体。
(3)折叠问题,存在性问题,截面问题等是命题创新一个新趋势。2015年福建文科解答题,陕西理科解答题都有体现,有利于考查学生空间意识和分析问题与解决问题的能力。
(4)渗透数学文化的人文色彩。每个民族都有自己的文化,也就一定有属于这个文化的数学。例如,《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,是体现我国数学文化的好素材。2015年新课程全国I卷,湖北文科卷都有意渗透,这有利于培养学生的阅读能力和弘扬我国数学文化。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中数学课程标准(实验 )[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]周远方,田祥高,朱再娥.2012 年高考“立体几何”专题分析[J].中国数学教育 (高中版),2012(7/8):64-70.
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