丁莫軒
摘要:本文首先探討了什么是數(shù)學學習的核心素養(yǎng),重點闡述了素養(yǎng)和知識的區(qū)別,并說明了培養(yǎng)核心素養(yǎng)的意義和目的。接著針對高中數(shù)學學習過程,以環(huán)環(huán)相扣的方式分析了核心素養(yǎng)的六個具體內(nèi)涵,包括數(shù)學運算、抽象思維、邏輯推理、數(shù)學建模、數(shù)據(jù)分析、空間(維度)觀念。最后列舉了三個高中數(shù)學學習的實例來論證核心素養(yǎng)的應用。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;核心素養(yǎng);抽象思維
一、認識核心素養(yǎng)
1、素養(yǎng)不同于具體知識。數(shù)學素養(yǎng)不同于數(shù)學知識,素養(yǎng)與知識的關(guān)系好比金字塔的塔尖與下面的基礎(chǔ),知識有很多很多,但素養(yǎng)以及核心素養(yǎng)卻可以凝練為有限的幾個。在高中數(shù)學學習中,各種概念公式、解題方法、計算技巧等知識,而思維模式與思維能力則是素養(yǎng),其中最重要、最有代表性的一些便是核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的養(yǎng)成來源于知識的積淀,而掌握核心素養(yǎng)則反過來有利于提高對知識的學習和運用能力。
2、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的意義 。俗話說“牽牛要牽牛鼻子”,掌握核心素養(yǎng)便是抓住了數(shù)學學習的“牛鼻子”,培養(yǎng)核心素養(yǎng)的目的在于提綱挈領(lǐng)地把控整個學習進程,掌握了核心素養(yǎng),就是掌握了打開不同大門的萬能鑰匙。
二、核心素養(yǎng)的具體內(nèi)涵
1、數(shù)學運算。作為一門科目,初級階段的數(shù)學曾被稱為“算術(shù)”,即“計算的方法”,從中可以看出在學習數(shù)學時運算是最基礎(chǔ)的能力。數(shù)學運算的基本內(nèi)容包括運算對象和運算法則,這適用于任何一種場合。在高中階段,對數(shù)學運算的要求主要在于精細度,須知在高中數(shù)學的題量和難度之下,要想在動輒兩個小時的數(shù)學考試中不犯計算錯誤,需要扎實的運算基本功。
2、抽象思維。無論是誰,只要會計算,就可以說會做算術(shù)題,但僅僅會計算,不能稱為懂數(shù)學。數(shù)學的核心在于抽象思維,在于用最簡潔的語言描述繁雜的客觀世界。從家庭收支理財,到全國經(jīng)濟規(guī)劃,從計算小球運動,到推算天體軌跡,都可以抽象成簡潔的數(shù)學表達式來描述。
3、邏輯推理。邏輯推理是數(shù)學運算的延伸,是更高層次的“運算”,同時也是抽象思維的體現(xiàn),如果把數(shù)學運算比作珍珠的話,那邏輯推理便是串起珍珠的線,哪一步應該用什么運算,運算的前提是什么,這些都由邏輯推理決定。
4、數(shù)學建模。抽象思維是應用數(shù)學的引導,數(shù)學運算和邏輯推理是應用數(shù)學的工具,而數(shù)學建模是解決具體問題的重要途徑。在抽象化準則的要求下,選擇合適的參數(shù)和模型來描述問題,并通過邏輯推理和運算來解決問題,是數(shù)學建模的基本流程。比如要計算銀行貸款不同還款方式的優(yōu)劣,就需要根據(jù)還款規(guī)則和收入預期建立數(shù)學模型,經(jīng)過計算做以比較。
5、數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析是應用數(shù)學的另一個途徑,適用于解決模型不確定的問題。數(shù)學建模的思路是根據(jù)已知的客觀規(guī)律建立參數(shù)模型,以做正向運算求解結(jié)果;而數(shù)據(jù)分析的思路則是根據(jù)已經(jīng)觀察到的數(shù)據(jù),挖掘現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系,屬于逆向運算。在數(shù)學建模問題中,模型是確定的,結(jié)果也是確定的,而在數(shù)據(jù)分析問題當中,所得到的“關(guān)系”是不完全確定的,但隨著樣本數(shù)據(jù)的增多和分析手段地提升,所得“關(guān)系”將越來越逼近真實情況。在高中數(shù)學中,整個概率與統(tǒng)計的知識都是數(shù)據(jù)分析這一素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。
6、空間(維度)觀念。說到空間觀念,首先想到的是立體幾何,空間想象能力是學習立體幾何的關(guān)鍵,但這里的“想象力”依然是對具體空間的想象。到了高中階段,對空間觀念的理解不應當局限于幾何空間,還需要擴展到代數(shù)空間。為了便于理解,這里借助維度進行說明:幾何維度容易理解,比如平面內(nèi)的二維坐標和空間里的三維坐標;代數(shù)維度則抽象一些,比較實數(shù)軸和復數(shù)平面可以得出實數(shù)是一維數(shù),復數(shù)則是二維數(shù)的結(jié)論,一元函數(shù)、多元函數(shù)也有類似的關(guān)系。當從具體的幾何空間走入抽象的代數(shù)空間,對空間觀念的深入理解又回到了數(shù)學的本質(zhì)——抽象。
三、應用實例
1、數(shù)的擴充。從自然數(shù)到整數(shù),從分數(shù)到小數(shù),從有理數(shù)到無理數(shù),從實數(shù)到虛數(shù),在數(shù)系的不斷擴充中,實際上反映了用數(shù)字認識世界、描述世界的變化趨勢:由具體到抽象,由有限到無限,由一維到多維。在理解數(shù)系的擴充時,需要以計算能力為基礎(chǔ),以抽象想象為輔助,以維度意識作為啟發(fā)思路的重要引導。
2、統(tǒng)計與概率。概率與統(tǒng)計是最能反映數(shù)據(jù)分析這一素養(yǎng)的。統(tǒng)計事件發(fā)生的結(jié)果,從中尋找規(guī)律,并對未來做出預判,這是何等的洞察力。統(tǒng)計與概率在自然科學和社會科學中都占有極其重要的地位,而數(shù)據(jù)分析也不局限于數(shù)學,而是貫穿于認識世界的整個過程。
2、函數(shù)學習。高中階段函數(shù)的學習不可謂不重要,可以說大部分數(shù)學核心素養(yǎng)在函數(shù)學習中都有體現(xiàn)。到目前為止學習函數(shù)是一個先抽象,再具象,再抽象的過程。一開始學習簡單的概念、性質(zhì)和幾個初等函數(shù),再加上基本的函數(shù)運算,這是初步的抽象學習;接著學習構(gòu)建函數(shù)解決實際問題,這是具象化的應用,也是數(shù)學建模能力的鍛煉;然后接觸性質(zhì)更復雜、計算難度更大的函數(shù),比如圓錐曲線、復雜的復合函數(shù),這時對運算能力和邏輯推理能力的要求都有顯著提升。在高中階段,高難度的函數(shù)暫時沒有實際應用場合,但可以想象的是,在未來大學階段也將有抽象與具象交替出現(xiàn),呈螺旋式上升的學習過程。
四、結(jié)語
數(shù)學的學習是高中課程的重中之重,而認識并逐漸掌握數(shù)學學習的核心素養(yǎng),是一種宏觀層面上的學習技巧。用核心素養(yǎng)來檢驗自己的學習成果,可以不受具體知識的約束,而將關(guān)注點集中在真正的數(shù)學能力上,從而對學習狀況可以有全面的把握。本文所探討的六點核心素養(yǎng)和三個應用實例均是有實踐依據(jù)的經(jīng)驗總結(jié),可以對日常學習起到指導作用。
參考文獻
[1] 王志剛,阮飛.從一道數(shù)學試題的命制過程分析數(shù)學核心素養(yǎng)的考查方法[J].數(shù)學教學通訊,2016,(33):6-8+12.
[2] 彭翕成.例說數(shù)學核心素養(yǎng)[J].教育研究與評論(中學教育教學),2016,(05):36-40.
[3] 華志遠.數(shù)學核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與構(gòu)成[J].教育研究與評論(中學教育教學),2016,(05):41-44.endprint