江蘇浙江
高考數(shù)學(xué)中學(xué)生呈現(xiàn)的數(shù)學(xué)抽象能力是平時數(shù)學(xué)教學(xué)養(yǎng)育而成的,是較長時間訓(xùn)練積累的爆發(fā),因此研究高考數(shù)學(xué)抽象能力應(yīng)該關(guān)注日常復(fù)習(xí)教學(xué)的養(yǎng)育過程及其表征.
數(shù)學(xué)抽象是指舍去事物的一切物理屬性,得到數(shù)學(xué)研究對象的思維過程.主要包括:從數(shù)量與數(shù)量關(guān)系、圖形與圖形關(guān)系中抽象出數(shù)學(xué)概念及概念之間的關(guān)系,從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律和結(jié)構(gòu),并且用數(shù)學(xué)符號或者數(shù)學(xué)術(shù)語予以表征.數(shù)學(xué)抽象是數(shù)學(xué)的基本思想,是形成理性思維的重要基礎(chǔ),反映了數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征,貫穿在數(shù)學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的過程中.數(shù)學(xué)抽象使得數(shù)學(xué)成為高度概括、表達準(zhǔn)確、結(jié)論—般、有序多級的系統(tǒng).通過數(shù)學(xué)抽象核心素養(yǎng)的養(yǎng)育,學(xué)生能夠更好地理解數(shù)學(xué)的概念、命題、方法和體系,形成一般性思考問題的習(xí)慣,能夠在其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中化繁為簡,理解該學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)和本質(zhì)特征.
為什么提“養(yǎng)育”,而不是培養(yǎng)或訓(xùn)練?主要體現(xiàn)筆者長期堅持的一種教育理念——任何一種素養(yǎng)的形成都是在一個較長時期才能形成的,如同我們養(yǎng)育一個孩子一樣,形成一種良好習(xí)慣和素養(yǎng)更是如此.目前中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有一種現(xiàn)象:數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師關(guān)心最多的是學(xué)生的“算術(shù)頭腦”特征——即解題與結(jié)果,看重人工計算速度和準(zhǔn)確度,而忽略學(xué)生的“數(shù)學(xué)頭腦”特征——即數(shù)學(xué)概念的形成及抽象過程,看重數(shù)學(xué)對象之間的關(guān)系,這一現(xiàn)象的文化背景就是“急功近利”思想在教育中的反映.
高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中如何真正的養(yǎng)育中學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng),是一個值得冷靜思考的問題.即在課堂上,知識傳授過程中;在輔導(dǎo)時,問題求解過程中;在測試時,問題設(shè)計過程中,是否真正關(guān)注到數(shù)學(xué)抽象語言的識別,數(shù)學(xué)抽象符號的理解,數(shù)學(xué)抽象語言的轉(zhuǎn)化,問題抽象的表達與概括,數(shù)學(xué)抽象意識的直覺等.數(shù)學(xué)抽象的“識別,理解,轉(zhuǎn)化,概括,直覺”五個層次,從教學(xué)角度而言,個個重要,個個都需要花很大氣力才能有所收獲,下面通過具體例題來解讀,以引起教學(xué)實踐者的注意.
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的符號語言,特別是抽象的符號語言,首先要學(xué)會識別它.在中學(xué)數(shù)學(xué)教材中,有許多基本的符號語言,一要讀它認(rèn)識它,比如人民教育出版社A版數(shù)學(xué)必修1在閱讀材料中有符號“card(A)”,但是許多學(xué)生不認(rèn)識,在高考數(shù)學(xué)命題時,命題專家還要特別指明,多么可悲的一件事;二是學(xué)會理解它,比如集合列舉法與描述法,是集合語言的兩種基本表示方法,然而在下列一組檢測題中,第(3)題都有考生出錯.
例1.(1)設(shè)集合A={x|y=x2},B={x|y=2x},則A∩B=________.
(2)集合A={y|y=x2},B={y|y=2x},則A∩B=________.
(3)集合A={y=x2},B={y=2x},則A∩B=________.
(4)集合A={(x,y)|y=x2,x≥0},B={(x,y)|y=2x},則A∩B=________.
養(yǎng)育指導(dǎo):4道題中集合的表示的語言都不同,有明顯差異,應(yīng)該區(qū)別與理解,測試結(jié)果令人費解,100多名高三學(xué)生接受測試,最好的結(jié)果是做對2.5題,由此引起數(shù)學(xué)教師的教學(xué)思考,課堂復(fù)習(xí)教學(xué)在數(shù)學(xué)抽象符號語言的識別中做了什么,是否到位,一個連題干都看不懂的試題,還能應(yīng)試解決它嗎?諸如“∑”“l(fā)n”“card”也一直是學(xué)生不認(rèn)識的符號,為此建議在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)學(xué)抽象語言——符號語言,以及用符號語言編織的表達形式,強調(diào)這種關(guān)注的必要性.
數(shù)學(xué)語言是由文字表征語言、符號抽象語言、圖形直觀語言所組合的語言系統(tǒng),其中的符號抽象語言也是數(shù)學(xué)學(xué)科最重要的特征之一,面對由抽象符號語言組成的問題或命題,只有理解它才能解決它,抽象的符號語言從識別到理解,經(jīng)過的路越短,理解力就越強.
信息“c與a-b所成的角為120°”說明:∠ADC=120°,從而∠ODM0=60°.
養(yǎng)育指導(dǎo):由抽象的符號語言編織的數(shù)學(xué)表達形式濃縮著豐富的數(shù)學(xué)信息,挖掘它才能理解它,引導(dǎo)學(xué)生善于挖掘題干條件,對待問題不能線性思考,而是多角度多方向思考,并成為解題的一種思考習(xí)慣.
數(shù)學(xué)問題由數(shù)學(xué)語言組成,對于抽象的數(shù)學(xué)語言,要理解題意,尋找解題途徑,首先就是能將抽象語言轉(zhuǎn)化下去,尋找到可以直觀地理解的形式,這種能力建立在對數(shù)學(xué)概念、方法、思想的深刻理解.
例4.若函數(shù)y=log2(ax2+2x+1)的值域為R,則a的取值范圍為________.
問題轉(zhuǎn)化為“由y=log2u的值域為R,則u要取到大于0的一切實數(shù),因此u=ax2+2x+1的判別式Δ=4-4a≥0,所以a≤1”.
養(yǎng)育指導(dǎo):數(shù)學(xué)思想中“等價轉(zhuǎn)化與化歸思想”是一個重要而難以掌握的思想,但是積極引導(dǎo)、不斷示范、深刻地揭示,使學(xué)生慢慢地體悟,學(xué)生開竅了教師就成功了.
現(xiàn)實生活中的數(shù)學(xué)問題有兩個方向進入人們的視野,一是建立數(shù)學(xué)模型,即數(shù)學(xué)化;二是由特殊到一般,建立反映本質(zhì)特征的一般結(jié)論,這兩個方向都需要抽象表達的概括能力,而這種數(shù)學(xué)能力已成為其他學(xué)科,如物理、化學(xué)、生物等研究結(jié)論、規(guī)律表達的基本形式.
例5.出自人民教育出版社A版數(shù)學(xué)必修1,P82第6題:比較log67與log76的大小.
歸納問題1.比較大小:logn(n+1)與log(n+1)n,n為正整數(shù).
歸納問題2.比較大?。簂oga(a+1)與log(a+1)a,a>0,a≠1.
探究后得到的結(jié)論:
結(jié)論1.當(dāng)a>1時,loga(a+1)>logaa=1,log(a+1)a
然后引伸到冪指數(shù)的比較:
歸納問題3.比較大?。篴a+1與(a+1)a(a>0,a≠1).