从“2024中考数学”看核心素养:模型观念

文摘   2024-07-31 20:38   上海  

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《义务教育数学课程标准(2022年版)》中指出:“模型观念主要是指对运用数学模型解决实际问题有清晰的认识。知道数学建模是数学与现实联系的基本途径;初步感知数学建模的基本过程,从现实生活或具体情境中抽象出数学问题,用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量关系和变化规律,求出结果并讨论结果的意义。模型观念有助于开展跨学科主题学习,感悟数学应用的普遍性。.”

除了课标中提及的“用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量关系和变化规律”,也包含了将“几何模型运用到实际问题的应用”。

因此与“模型观念”相关的项目式学习的类型在本文中主要涵盖以下三类:①与函数模型相关的综合与实践问题;②与方程、不等式相关的综合与实践问题;③与解三角形相关的综合与实践问题。


01


与函数模型相关的综合与实践问题

思路点拨:2024北京第25体现了三种函数的表达方式:解析法、表格法和图像法,综合利用这三种方法解决问题。
本题的第(1)问通过表格的数据可以发现V和h1之间呈现正比例关系,因此可以通过解析法补全表格;本题的第(2)问通过描点法可以作出V关于h1和h2的图像;本题的第(3)问通过图像法,根据点所在的位置进行估算。

除此以外,吉林23题则根据两个数据之间的线性关系表示出一次函数关系。

思路点拨:2024吉林第23结合图③和表格可以发现y与x之间是一次函数的线性关系。因此本题的第(1)问设出一次函数的解析式,利用待定系数法求解;本题的第(2)问令y=213,代入解析式即可求出x的值。


02


与方程、不等式相关的综合与实践问题

思路点拨:2024深圳第17题以项目式学习的方式呈现了三个任务。任务1通过素材建立L关于n的表达式,这是比较典型的利用代数推理寻求数据规律的问题;任务2只需要将2.6代入任务1中的表达式即可求出一列购物车的数量;任务3中不妨设直立电梯和扶手电梯分别运输m次和n次,根据“最多用5次”,“运输100辆购物车”建立不等关系,进而确定运输方案的种类。

对于一次方程和一次不等式,我们可以根据等量和不等关系求得取值范围;但是对于二次式,对于求最值,我们往往可以通过“配方法”,根据对称轴和定义域确定最值,比较典型的是江苏盐城的第26题。

思路点拨:2024江苏盐城第26题也是以项目化的形式出现。任务1主要是建立y关于x的函数关系式,可以根据“正”服装总件数和“风”服装相等建立等量关系;任务2的难点在于“雅”服装的获利计算,同时需要注意定义域的取值范围是x>10;任务3通过将任务2的函数关系式进行配方,结合定义域和对称轴取得最值,同时需要注意y必须为整数。

除此以外,广西第23题给出了4个变量间的数量关系,结合项目式的任务驱动进行分析和计算。

思路点拨:2024广西第23题给出了衣服洗涤前后的浓度关系式。本题的第(1)问通过代入d前=0.2%和d后=0.01%,即可求出w(清水量);第(2)问需要分两次计算,即已知两次的d前和w=2,求出两次的d后,进而进行比较;进而通过数据分析写出第(3)问的用水策略。


03


与解三角形相关的综合与实践问题

思路点拨:2024连云港第25题是以正八边形和解三角形展开的。
问题1利用三角形的内角和和多边形的外角性质展开计算的。

问题2在问题1的基础上,通过过点A1作BC的垂线,通过解△CA1D进行求解。

问题3通过联结CA8交BM于点E,只需要通过求出BE的长度即可。在(2)的基础上,结合解三角形和三角形一边的平行线的性质定理进行求解。

除此以外,长春22题通过几何模型衍生到生活实际问题中。在“类比推理思想”中,也有此类模型应用的影子。

思路点拨:2024长春第22题以“如何求最小值引入”,通过题设中问题解决的脚手架将“双动点”问题转化为“单动点问题”,以“垂线段最短”求得最小值。
本题的第(1)和第(2)问在【问题解决】的引导下,借助平行线的性质以及平行四边形的性质证明AM=MP,同时根据垂线段最短,通过解△ACP求得MN的最小值。

本题的第(3)问虽然有实际问题的背景,但是问题解决的本质还是不变的。按照【问题解决】的路径重复应用即可。

诸如此类的与“解三角形”相关的综合与实践问题可以关注“2023年的综合与实践问题”,本文中不再赘述。
如下图所示是常见的解三角形的常见模型:

04


教学和学习建议

课标同时指出:通过经历项目式学习的全过程。能综合运用数学和其他学科的知识与方法,在实际情境中发现问题,并将其转化为合理的数学问题;能独立思考,与他人合作,提出解决问题的思路,设计解决问题的方案;能根据问题的背景,通过对问题条件和预期结论的分析,构建数学模型;能合理使用数据,进行合理计算,借助模型得到结论;能根据问题背景分析结论的意义,反思模型的合理性,最终得到符合问题背景的模型解答

对于方程、不等式和函数类的综合与实践问题,需要抓住变量之间的数量关系,建立等量关系,从而建立模型;对于几何背景下的问题,需要善于应用解三角形的常见模型和方法进行突破,同时对于实际问题,需要将其转化为我们熟悉的几何图形,从而助力问题解决。


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