世界七大数学难题,这些世纪难题到底有多难让人着迷

数学作为一门基础学科,其应用范围之广,影响力之深,在宇宙探索、粒子研究、航天技术、化工工艺、地球科学、生命科学以及日常生活的方方面面都发挥着不可或缺的作用。人民日报在2022年高考数学结束后,以九幅图表的形式,生动展现了数学在现代社会中的重要地位。

数学之所以具有如此重要的地位,源于其作为“自然科学的基础”和“逻辑思维的基础”的核心属性。在高考中,数学不仅是对知识的检验,更承担着引导学生正确价值观和选拔优秀人才的重要使命。因此,高考数学试卷的命题通常会遵循5:3:2的原则,即50%的基础题、30%的中档题和20%的高难度题。答题时应采取由易到难的策略,先解决简单的题目,再逐步深入,对于基础题,要力求准确无误,确保掌握基本知识,这是进入大学学习的前提;而对于追求985/211等顶尖学府的学生来说,则需要具备综合运用知识、灵活解题的能力,才能应对那20%的高难度题目。

换句话说,一份高质量的高考试卷需要通过合理的难度设置和精心的编排,实现良好的区分度,从而为不同层次的学校选拔合适的人才,但这一目标实现起来却充满挑战。回顾自1977年恢复高考以来的四十多年间,高考数学试卷中多次出现令考生难以忘怀的难题,如1984年的理科试卷、2003年的旧课程试卷以及2022年的新课程I卷,这三份试卷的时间间隔恰好都是19年,堪称高考数学史上的“三座大山”。

【1984年,创新思维的考验】

1984年,是中国高考改革进程中具有里程碑意义的一年。当年,数学命题组提出了“出活题,考基础,考能力”的命题理念,旨在打破长期以来高考命题“照搬照抄”的模式,即模仿教材中的例题和教辅资料中的参考题,导致考场中“解题套路化”现象普遍,高校中“高分低能”的批评声音不绝于耳。

1984年的数学试卷,大量引入了创新题型,即所谓的活题。这些新题对于广大考生来说是前所未有的,难度之大令人望而生畏。更令人意外的是,开卷第一题(选择题)竟然规定了“选错扣1分”的评分标准,无形中增加了考生的心理压力。

当年试卷共包含八大题,满分120分,附加题10分不计入总分。据网络流传的数据,全国平均分仅为26分,而北京市的平均分更是低至17分,创下新中国成立以来数学高考难度之最。为此,《人民教育》1984年第12期刊登了署名文章,对试卷难度表示质疑:

也正是在这一年,马云经历了人生第三次高考,最终取得了79分的好成绩(前两次分别考了1分和19分)!并以总分离本科线仅5分的微弱优势,被杭州师范学院英语系录取。

【2003年,特殊时期的艰难抉择】

2003年,成为许多中国人终身难忘的一年,因为这一年爆发了肆虐全球的“非典”疫情,从城市到乡村实行了严格的封锁措施,学校纷纷停课。社会各界普遍关注高考是否会延期举行,事实上,高考原本定于7月份举行,但由于夏季高温,导致许多学生考试时出现中暑等状况。为了应对这一挑战,教育部提前将高考时间调整至6月份。突如其来的非典疫情,使得绝大多数学生在复习期间被迫中断学习,但出于政策稳定性的考虑,高考依然按原计划在6月份举行。

更为严峻的是,2003年发生了我国首例高考试卷被盗事件,为了确保高考的公平公正,教育部果断决定启用B卷!该卷的命题人是南师大的葛军老师,葛老师曾表示没想到会用到B卷,因此命题时难度系数较高,甚至出现了部分超纲题目。正是这套试题,让葛老师赢得了“最狠出题人”、“高考灭霸”、“数学帝”等称号。

【2022年,新高考下的新挑战】

2022年是新高考改革的第三年,前两年的试卷难度相对适中,但今年的试卷难度陡增,令众多考生苦不堪言,甚至有人形容为“哭着走出考场”。参加新高考I卷的省份包括广东、湖南、湖北、福建、河北、山东和江苏,据网络消息,这七个省份的数学平均分均处于较低水平,是近十年来最低的一次。

【专家解读】

根据专家对新高考I卷数学的深入分析,今年的试卷质量仍然较高,试题内容没有超出教学大纲的要求,但考生普遍反映难度较大,那么数学究竟难在哪里呢?

一、数学I卷的题型设计更加灵活多变,与平时的训练题型存在显著差异,许多考生熟悉的解题套路失效了。

二、考试内容结构进行了调整,今年基础题的比重有所下降,中等难度的题目难度有所提升,而拔高题的难度基本保持稳定。

三、试卷涉及的知识点发生了一定变化,高中数学中,高一阶段主要学习基础内容,高考试卷中基础题占比较大;高二阶段学习圆锥曲线、概率等较难内容,这些往往是压轴题的组成部分。今年数学试卷中,高二阶段的知识点占比明显增加,且题型更加灵活,导致许多中等水平的学生感到难以应对。

【教育部门表态】

针对试卷命题情况,教育部门也做出了明确回应:强调知识的内在联系,“系统学习”将成为主流。题目均选取了我国的重要科研成果和时事热点作为背景,以体现数学在实际生活中的应用价值以及时代发展的要求。

一、创设真实情境,发挥教育功能。高考数学命题坚持思想性与科学性的统一,发挥数学应用广泛、贴近实际的学科特点,设置真实情境,命制具有教育意义的试题,发挥其育人作用。

二、强化教学衔接,发挥引导作用。2022年高考数学严格依据课程标准命题,深化基础知识的考查,突出主干知识的掌握,创新试题设计,加强教学与考试的衔接,发挥高考试题对中学教学改革的引导作用。

三、注重素养考查,发挥选拔功能。数学试题强化学科核心素养的考查,渗透数学思想方法,深入考查关键能力,优化试题设计,发挥数学科高考的选拔功能,助力提升学生的综合素质。

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