從數學試題來認識“數學運算”能力

[摘 要]從不同時期的數學教學大綱、數學課程標準中“教學目的”或“課程目標”對數學運算能力的描述變化,可以充分認識數學核心素養“數學運算”的能力要求.

[關鍵詞]數學課程標準;核心素養;數學運算能力

從考試大綱及其說明中,可以瞭解考試大綱對運算能力的要求.《教學大綱》規定如何進行教學,而《考試說明》則規定考試的性質、內容、形式等.因此,《考試說明》與《教學大綱》是對立統一、相輔相成的.

1.《全日制十年制學校中學數學教學大綱(試行草案)》(中華人民共和國教育部制定,1978年2月第1版)的“教學目的”中對數學運算能力的要求是“具有正確迅速的運算能力”.

[例1]1982年普通高等學校招生全國統一考試數學(理科)第二大題第1小題:

求(-1+i)20展開式中第15項的數值.

解:第15項為

從數學試題來認識“數學運算”能力

本小題結合了二項式的展開考查複數的運算能力,考查考生“正確迅速的運算能力”.

2.相應的數學科《考試說明》對複數運算這一內容的“考試要求”是“掌握複數的運算法則,能正確地進行復數的運算,並理解複數運算的幾何意義”.

[例2]1991年普通高等學校招生全國統一考試數學試題(理工農醫類)第三大題解答題第(22)小題(本小題滿分8分):

已知複數z=1+i,求複數

從數學試題來認識“數學運算”能力

的模和輻角的主值.

從數學試題來認識“數學運算”能力

因為1-i對應的點在第四象限且輻角的正切tg θ=-1,所以輻角的主值

從數學試題來認識“數學運算”能力

本小題考查複數基本概念和運算能力.

3.相應的數學科《考試說明》對複數運算這一內容的“考試要求”是“掌握複數的運算法則,能正確地進行復數代數形式的加法、減法、乘法、除法的運算,能正確地進行復數三角形式的乘法、除法、乘方、開方的運算,並理解複數運算的幾何意義”.這裡明確提出了對複數的三角形式運算的要求.

[例3]1994年普通高等學校招生全國統一考試數學(理工農醫類)第三大題解答題第21題:

已知z=1+i.

從數學試題來認識“數學運算”能力

由題設條件知(a+2)-(a+b)i=1-i.

根據複數相等的定義,得

從數學試題來認識“數學運算”能力

解得

從數學試題來認識“數學運算”能力

本小題考查共軛複數、複數的三角形式等基礎知識及運算能力.

4.對“運算求解能力”的要求為“會根據法則、公式進行正確運算、變形和數據處理,能根據問題的條件,尋找與設計合理、簡捷的運算途徑,能根據要求對數據進行估計和近似計算.運算求解能力是思維能力和運算技能的結合.運算包括對數字的計算、估值和近似計算,對式子的組合變形與分解變形,對幾何圖形各幾何量的計算求解等.運算能力包括分析運算條件、探究運算方向、選擇運算公式、確定運算程序等一系列過程中的思維能力,也包括在實施運算過程中遇到障礙而調整運算的能力”.

[例4]2006年普通高等學校招生全國統一考試理科數學第(4)題:

如果複數(m2+i)(1+mi)是實數,則實數m=( ).

從數學試題來認識“數學運算”能力

解析:由(m2+i)(1+ mi)=(m2- m)+(m3+1)i是實數,得m3+1=0 ⇒m=-1,故選B.

若考生能夠知曉共軛複數的乘積是實數,則有m2=1且m=-1,選B.對“運算求解能力”的要求減少了“實施運算和計算的技能”,體現了考生對“數學模式作出思考和判斷”.

5.數學運算是解決數學問題的基本手段.數學運算是演繹推理,是計算機解決問題的基礎.

數學運算主要表現為:理解運算對象,掌握運算法則,探究運算思路,求得運算結果.

通過高中數學課程的學習,學生能進一步發展數學運算能力;有效藉助運算方法解決實際問題;通過運算促進數學思維發展,形成規範化思考問題的品質,養成一絲不苟、嚴謹求實的科學精神.

[例5]廣西2016年普通高等學校招生全國統一考試文科數學試題第(2)題:

從數學試題來認識“數學運算”能力

本題主要考查複數的模及共軛複數的概念,考查了考生複數運算的能力.

[例6]2016年普通高等學校招生全國統一考試理科數學試題第(2)題:

從數學試題來認識“數學運算”能力

本題主要考查複數的概念,考查考生複數運算的能力.

[例7]2017年普通高等學校招生全國統一考試理科數學第2題:

設複數z滿足(1+i)z=2i,則|z|=( ).

從數學試題來認識“數學運算”能力

本小題主要考查複數基礎知識,考查考生複數的運算能力.

[例8]2019年普通高等學校招生全國統一考試文理科數學第2題:

若z(1+i)=2i,則z=( ).

從數學試題來認識“數學運算”能力

本小題主要考查複數基礎知識,考查考生複數的運算能力.

文/唐光明 廣西南寧市第二中學(530000)


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