張興明
摘 要:數(shù)學(xué)抽象能力對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和解題高質(zhì)高效開展起著強力的支撐作用。同時,數(shù)學(xué)抽象能力也是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,通過良好的數(shù)學(xué)抽象能力培養(yǎng)可以較好地促進學(xué)生分析、推理、建模、運算等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)其它方面同步提升,從而全面提高數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性。文章從類比分析、數(shù)形結(jié)合、習(xí)題訓(xùn)練這三個方面入手,對高中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生數(shù)學(xué)抽象能力的培養(yǎng)策略展開探究,旨在全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);抽象能力;核心素養(yǎng);類比分析;數(shù)形結(jié)合;習(xí)題訓(xùn)練
數(shù)學(xué)抽象作為高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,是學(xué)生把握數(shù)學(xué)本質(zhì),運用數(shù)學(xué)符號來呈現(xiàn)數(shù)量關(guān)系,掌握研究對象的思維過程和圖形空間關(guān)系的綜合能力。從這一表述可以得出,高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,切實有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力,就必須引導(dǎo)學(xué)生深刻理解知識的生成過程,這樣學(xué)生才能夠運用抽象思維能力從數(shù)學(xué)本質(zhì)出發(fā)有效解決數(shù)學(xué)問題。
1 運用類比分析培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象能力
一類數(shù)學(xué)知識間存在著諸多的“相似”與“不同”,引導(dǎo)學(xué)生開展類比分析,找出數(shù)學(xué)知識間的相同之處,或者具有的不同點,將這些特征作為對相關(guān)知識判斷的依據(jù),可以較好地總結(jié)出數(shù)學(xué)的規(guī)律,形成數(shù)學(xué)的概念。實踐教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對具體的數(shù)學(xué)知識進行梳理、歸納、抽象,進而形成數(shù)學(xué)的概念,這一過程即較好地培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力。
例如,在開展立體幾何“二面角的定義”一課教學(xué)時,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力,教師可引導(dǎo)學(xué)生運用類比分析的方法,從模型引入二面角后就可以從平面幾何角的概念出發(fā),類比概括二面角的定義,因為學(xué)生對平面幾何中的圖形已經(jīng)較為熟悉,但對空間的圖像還是比較陌生,經(jīng)過這樣類比概括,抽象出二面角的定義,進而較好的內(nèi)化這一概念(如下表)。通過引導(dǎo)學(xué)生類比分析、概括理解數(shù)學(xué)概念,可以有效地滲透數(shù)學(xué)抽象能力培養(yǎng),既提高了概念教學(xué)的有效性,又切實培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維能力。
2 運用數(shù)形結(jié)合培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象能力
數(shù)學(xué)抽象能力實為對數(shù)學(xué)本質(zhì)屬性進行分析、推理、概括、應(yīng)用的能力,僅憑枯燥的數(shù)學(xué)知識講解,學(xué)生無法對數(shù)學(xué)的本質(zhì)形成準(zhǔn)確而深刻的認識和理解,這也就不能較好地培養(yǎng)學(xué)生的抽象能力。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力,應(yīng)結(jié)合具體的圖形引導(dǎo)學(xué)生認識數(shù)學(xué)知識的本質(zhì),這樣就可以將數(shù)量關(guān)系的問題轉(zhuǎn)化為圖形來進行分析,或者將圖形的問題轉(zhuǎn)換成數(shù)量關(guān)系來進行探究,從而較好地揭示出代數(shù)或幾何知識啟義。
例如,教學(xué)“函數(shù)零點問題”時,“已知函數(shù),此函數(shù)有幾個零點?”由于此題目并不涉及具體的零點數(shù)值,因此可以將函數(shù)的零點個數(shù)轉(zhuǎn)化為求兩條曲線交點的個數(shù),之后分別畫出函數(shù)與的圖像,根據(jù)觀察可知,函數(shù)有2個零點。利用數(shù)形結(jié)合解答較為抽象的問題,可以通過“形”的直觀形象降低問題的抽象難度,從而有效輔助學(xué)生理解問題,進而順利解決問題。降低問題抽象程度的過程即是為培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力“搭建一個臺階”,助力學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力獲得更大的進步。
3 運用習(xí)題訓(xùn)練培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象能力
數(shù)學(xué)知識講解過程中可以有效培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力,但學(xué)生對于知識本質(zhì)的掌握深度尚處在表層,只有通過習(xí)題解答的實踐訓(xùn)練才能助力學(xué)生深刻而牢固地理解和內(nèi)化概念、公式、命題和方法等理論知識,從而深化學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力培養(yǎng),提高其數(shù)學(xué)問題解答能力。高中數(shù)學(xué)實踐教學(xué)中,教師要及時將課堂講解的相關(guān)知識融入習(xí)題中,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合習(xí)題的解答來回顧知識產(chǎn)生的過程,進一步明確知識的內(nèi)涵和外延,從而在解題過程中進一步鞏固和內(nèi)化新學(xué)數(shù)學(xué)知識,進而深化學(xué)生數(shù)學(xué)抽象思維能力培養(yǎng),全面提高課堂教學(xué)有效性。
例如,在教學(xué)“指數(shù)函數(shù)”時,因這部分知識較為抽象難學(xué),為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象能力,深化學(xué)生對指數(shù)函數(shù)單調(diào)性的掌握,提供習(xí)題:不等式a2x-7>a4x-1(a>0,且a≠1),求x的取值范圍。針對這一習(xí)題,教師可引導(dǎo)學(xué)生回顧課堂講解的關(guān)于“指數(shù)函數(shù)”相關(guān)知識:“請大家審視此題的結(jié)構(gòu),它是否符合指數(shù)函數(shù)的基本構(gòu)成,判斷其是什么函數(shù)嗎?是指數(shù)函數(shù),那么它有什么性質(zhì)?”這樣,學(xué)生借助這一習(xí)題較好地回顧了指數(shù)函數(shù)的相關(guān)知識點,最后結(jié)合本題,學(xué)生確定了此題是與指數(shù)函數(shù)有關(guān)的問題,涉及了指數(shù)函數(shù)底數(shù)的取值范圍和指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性兩方面的知識。學(xué)生在解答此題的過程中,較好地內(nèi)化了指數(shù)函數(shù)的相關(guān)知識,如a2x-7>a4x-1(a>0,且a≠1)在討論a的取值范圍時,就用到了指數(shù)函數(shù)的底數(shù)a分為a>1和00,且a≠1)在定義域上到底是增函數(shù)還是減函數(shù),從而有效求出答案。在整個過程中,學(xué)生對指數(shù)函數(shù)的概念及其性質(zhì)有了更深刻的理解。由此可見,借助典型例題分析,學(xué)生可以具體理解數(shù)學(xué)知識,積累從具體到抽象的活動經(jīng)驗,從而較好地培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象活動素養(yǎng)。
總之,數(shù)學(xué)抽象能力作為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,其并不是孤立的,而是與分析、推理、建模、運算等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)其它方面互為相融的。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,要切實全面培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),教師需側(cè)重借助良好的數(shù)學(xué)抽象能力培養(yǎng),助力學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的其它方面皆得到有效的促進提高。實踐教學(xué)中,教師要結(jié)合學(xué)生數(shù)學(xué)認知水平和教學(xué)實際,對課堂教學(xué)進行精心設(shè)計,運用類比分析、數(shù)形結(jié)合、習(xí)題訓(xùn)練等形式和方法培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象能力,從而全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
參考文獻
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