立足基础和素养 突出应用和创新——2022年高考“数列”专题命题分析.pdf
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1、下半月(高中版)2022年第9期(总第270期)立足基础和素养突出应用和创新2022年高考“数列”专题命题分析安学保安学保(山东省济南市教育教学研究院山东省济南市教育教学研究院)摘要:通过对 2022 年 8 套高考数学试卷进行横向综合分析,从题型分值、考点难度、思想方法、核心素养等角度,归纳数列命题的基本规律和特点,总结解决数列问题的基本思路与方法,揭示数列命题的意图与方向、重点与热点在此基础上,对2023年的高考复习备考给出切实有效的建议关键词:2022年高考;数列;命题分析;备考建议收稿日期:2022-07-05作者简介:安学保(1975),男,中学高级教师,主要从事高中数学教学与评价研
2、究.一、背景分析2013年开始的高考改革已经走过近9个年头,2018年颁布并实施的 普通高中数学课程标准(2017年版)促使中国高考进入后考纲时代,2019年颁布的中国高考评价体系(以下简称体系)及说明指明了新高考试题命制的基本原则和要求.2022年高考数学试题是体系的新实践,也是新的突破.2022年高考数学试题,尤其是全国卷试题的命制理念继续从“知识立意、能力立意”向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”转变,充分发挥数学作为基础学科的重要作用.2022年是新课程、新高考、新课标背景下的第三次高考,也是“双减”政策实施后的第一次高考,所以试题在加强教考衔接和服务“双减”政策实施方面起到了
3、积极的作用.2022年高考数学试题均比较深入地考查了学生进入高校继续学习的潜能,充分发挥了高考的指挥棒作用,切实体现了高考“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能,具有较好的选拔性,对高考复习教学也将起到积极的引导作用.二、命题分析2022年,全国共计8套试卷,包含教育部考试中心命制的全国甲卷(文、理科)、全国乙卷(文、理科)、全国新高考卷、全国新高考卷,以及自主命题的北京卷、上海卷、天津卷、浙江卷.数列试题的命制旨在引导学生理解数学本质,考查学生的理性思维和批判质疑的数学素养,突出函数思想.数列试题情境新颖,指向学生的创新意识和应用意识,以及运用数列知识分析问题和解决问题的能力.1.考查内
4、容分析数列作为高中函数主线的重要内容之一,与大学数学知识有着紧密的联系.对数列的研究和学习能够有效培养学生的关键能力和数学核心素养.依据普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)(以下简称标准),数列是一类离散的特殊函数,也是一种重要的数学模型,递推关系是数列的本质,为研究其他类型的函数奠定了基础.在历年高考中,重点考查数列的概念、基本量的计算,以及蕴含的数学思想.2022年8套高考数学试卷中,共计有16道数列试题,其题型、分值、考查内容和难度等级统计结果如表1所示.命题研究 42下半月(高中版)2022年第9期(总第270期)通过以上的统计数据有如下发现.(1)题型、分值保持稳定.所
5、有试卷均把数列作为必考内容,分值在10 20分之间,而在实行新高考的试卷中,数列相关试题所占分值都相对较高.例如,北京卷中数列相关试题的分值达到20分.考查的题型有单选题、填空题、解答题,除了全国乙卷,其他试卷均在解答题中对数列进行了考查.(2)考查内容覆盖全面.数列试题的主要考点和内容包括:等差(比)数列的概念与性质、通项公式与求和公式、等差(比)中项性质的应用,错位相减法与裂项相消法求和,数列的新定义问题,数列的综合应用等.其中,高频考点有数列基本量的运算、数列项数与项之间的关系、递推数列的应用等.除了对单一数列知识的考查之外,还在数列与不等式、数列与函数等知识的交会处命题.例如,全国乙卷
6、理科第4题、浙江卷第10题、北京卷第15题、天津卷第18题.(3)难度布局层次分明.在全国卷中,数列试题以容易题和中档题为主,主要考查基础知识、基本方法.例如,全国乙卷理科第4题考查数列项的大小比较,重点考查了学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,此题所处位置对学生的考试心理状态是一个不小的考验.地方卷中的数列试题呈现多层次考查态势.例如,北京卷中数列相关试题在填空题和解答题中各有一道,浙江卷中数列相关试题在选择题和解答题中各有一道,均处在各自压轴题的位置,难度较大,对学生分析问题和解决问题的能力要求较高.(4)试题情境力求创新.2022年的高考数学试题仍然将“四层”的考查要求与国
7、家经济社会发展,科学技术进步,生产、生活实际紧密相连,创新试题情境.全国乙卷理科第4题、全国新高考卷第3题都是以科技进步和传统文化设置的试题情境,将考查目标指向核心素养和关键能力,突出应用性和创新性的考查要求和命题导向.(5)注重考查通性、通法.2022年的高考数学试题紧扣 标准 和 体系的要求,在加强对等差(比)数列的概念、通项公卷别全国甲卷(理)全国甲卷(文)全国乙卷(理)全国乙卷(文)全国新高考卷全国新高考卷北京卷天津卷浙江卷上海卷题号17184810131731715211810201021题型选择题填空题解答题分值统计12121010101520151923考查内容等差数列定义、前
8、n 项和,Sn 与 an 的关系等差数列定义、前 n 项和,Sn 与 an 的关系数列项的大小比较等比数列基本量运算等比数列基本量运算等差数列基本量运算Sn 与 an 的关系、累乘法、裂项求和、不等式放缩等差数列前 n 项和等差数列和等比数列基本量运算数列递推公式、通项、单调性,等比数列定义数列新定义创新题等差数列和等比数列通项公式、错位相减求和、Sn 与 an 的关系数列递推、放缩等差数列和等比数列通项及前 n 项和等差数列前 n 项和数列递推关系式的应用,数列通项公式的求解难度等级易易难中中易中中易难难中难中中难表12022年高考数列试题考查统计分析命题研究 43下半月(高中版)2022年
9、第9期(总第270期)式,以及前 n 项和公式等基础知识、基本技能考查的基础上,也加强了对基本方法、基本思想、基本活动经验、关键能力和核心素养的考查,从而引导中学教学回归教材、注重基础,回归解题的原点核心概念.例如,天津卷第18题考查了错位相减求和法,全国新高考卷第17题考查了裂项相消求和法.数学思想和数学方法是解决数学问题的灵魂.2022年高考数列试题重点考查了函数与方程、转化与化归、分类讨论等数学思想,以及数学运算、逻辑推理等关键能力.函数与方程思想.方程思想的实质是从问题的数量关系入手,将所求的量设成未知数,用它表示问题中的其他量,根据题目中隐含的等量关系,列出方程,通过解方程或对方程进
10、行研究,使问题得到解决.在等差(比)数列相关试题中,利用通项公式及前 n 项和公式中 an,a1,n,d()q,Sn 五个基本量之间的关系,知三求二,构造方程组解题是常见的考查形式.例如,全国甲卷理科第17题、文科第18题,全国乙卷理科第8题、文科第10题和第13题,上海卷第10题,浙江卷第20题第(1)小题,天津卷第18题第(1)小题等.函数思想的实质是摒除数学对象的非数学特征,用运动、联系和变化的观点理解数学对象,抽象其数学特征,通过分析和研究问题中的数量关系,建立各变量之间内隐的函数关系,利用函数的有关性质解决问题.数列是一类特殊的函数,其定义域是离散的,用函数的观点处理数列问题是重要的
11、思想方法.标准 指出,要了解数列是一种特殊的函数,了解等差数列与一元一次函数、等比数列与指数函数的联系,感受数列与函数的共性与差异,体会数学的整体性.2022年高考数列试题对此也进行了考查.例如,全国甲卷理科第17题第(2)小题、文科第18题,都是将 Sn看作关于项数 n 的二次函数求最值.转化与化归思想.转化与化归思想是将问题变换使之转化,进而解决问题的一种思想方法.借助某些数学知识,将问题进行等价转化,使抽象问题具体化,复杂问题简单化,未知问题已知化,实际问题数学化,等等.将 Sn与 an 的关系转化为 an 的递推关系或 Sn 的递推关系,是数列中考查转化与化归思想的重要题型之一.例如,
12、北京卷第15题,全国甲卷理科第17题、文科第18题,全国新高考卷第17题,均考查 Sn 向 an 的转化.分类讨论思想.分类与讨论是指当问题所给的对象不能进行统一研究时,要对研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出关于这一类的结论,最后综合各类结论得到关于整个问题的解答.在数列试题中,由 Sn 求an 和求等比数列前 n 项和等问题中都体现着分类讨论思想.例如,全国乙卷理科第8题、文科第10题,北京卷第15题,全国新高考卷第17题,均涉及以上两种分类讨论.北京卷第21题、浙江卷第20题的解答也都需要通过分类讨论进行验证和排除.2.命题思路分析随着高考改革的深入推进,体系 提出的“一核、
13、四层、四翼”评价理念也在高考数学试题命制过程中逐步实践和创新.2022年高考数列试题注重考查学科核心价值,力求从数列问题的本质出发考査学生的必备知识和关键能力.通过对数列基础知识、基本能力、核心概念和科学方法的考查,强调基础性;通过对数列与其他数学知识,以及其他学科的概念、规律综合分析问题和解决问题,突出综合性;通过对数列实际问题的表征分析、提炼数量关系和数学建模的考查,突出应用性;借助新定义数列等情境,考查学生敢于质疑和批判的思维能力、自主决策并发表见解的能力、独立自主设计方案的能力,突出创新性.(1)立足基础,重视“四基”考查.等差数列和等比数列是高中阶段研究的两类重要特殊数列.标准要求探
14、索并掌握等差(比)数列的概念、变化规律、通项公式和前 n 项和公式.因此,等差数列和等比数列的基本量运算一直都是高考考查的重点.例1(全国乙卷文10)已知等比数列 an 的前3项和为168,a2-a5=42,则 a6 的值为().(A)14(B)12(C)6(D)3例2(全国乙卷文13)记 Sn 为等差数列 an 的前 n 项和.若 2S3=3S2+6,则公差 d 的值为.例3(全国新高考卷17)已知 an 是等差数命题研究 44下半月(高中版)2022年第9期(总第270期)列,bn 是公比为2的等比数列,且 a2-b2=a3-b3=b4-a4.(1)证明:a1=b1;(2)略.【评析】以上
15、3道例题,以及浙江卷第20题第(1)小题(见例5)考查的基础知识都是等差(比)数列的通项公式,以及前 n 项和公式.这类试题全面考查了学生的“四基”:数学阅读、数学运算、逻辑推理和数学表达的基本技能;函数与方程、整体代换等数学思想;通过条件分析和设问理解,提炼数量关系,最终借助函数、方程或不等式解决问题的数学思维和基本活动经验.(2)适度综合,关注本质探究.近几年高考数列试题的命制遵循覆盖全面、适度综合的原则.综合既可以是内容,如章节内部、章节之间、跨学科的综合,也可以进行关键能力与学科素养的综合考查.高考数列试题既能立足基础,独立出题,着重考査学生对数列基础知识的掌握情况,又能与其他数学知识
16、进行综合,如与函数、不等式、常用逻辑用语、解析几何、三角函数等综合,成为新高考数列命题的热点.在体现数学整体性和综合性的同时,突出考查学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力.例4(全国新高考卷17)记 Sn 为数列 an 的前 n 项和,已知 a1=1,Snan是公差为 13 的等差数列.(1)求 an 的通项公式;(2)证明:1a1+1a2+1an 1.记 an 的前 n 项和为 Sn()n N.(1)若 S4-2a2a3+6=0,求 Sn;(2)若对于每个 n N,存在实数 cn,使 an+cn,an+1+4cn,an+2+15cn 成等比数列,求 d 的取值范围.【评析】此题第
17、(1)小题属于基础题,考查等差数列的基本量运算.第(2)小题将等差数列和等比数列进行结合,考查恒成立和能成立问题,需要借助等比中项的知识,将所求转化到关于 cn 的一元二次方程c2n+()14d-8nd+8 cn+d2=0 存在实数解的问题上去.由=()14d-8nd+82-4d2 0,可得()n-2 d-1()2n-3 d-2 0对于任意的 n N 恒成立.通过对 n=1,n=2,n 3三种情况进行分类讨论,得出结论.此题在考查等差数列通项公式和求和的基础上,依托方程有实数解问题,在思想方法和数学能力之间交会命题,考查分类讨论和转化与化归思想,以及数学运算和逻辑推理能力,综合性强,属于较难题
18、.由此可见,数列可以与其他数学知识相结合,形成具有内在逻辑关系的整体知识网络,考查学生的综合运用能力.从而实现高考数学全面考查知识的目标,并体现对数学核心素养的考查.例6(北京卷15)已知数列 an 的各项均为正数,其前 n 项和 Sn 满足 an Sn=9()n=1,2,.给出下列四个结论:an 的第2项小于3;an 为等比数列;an 为递减数列;an 中存在小于 1100 的项.其中所有正确结论的序号是.【评析】此题综合考查了数列的递推公式、等比数列定义、数列的单调性判断及特殊项分析等问题,对学生分析问题、解决问题的能力要求较高.同时,因命题研究 45下半月(高中版)2022年第9期(总第
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