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        素養(yǎng)立意下高中數(shù)學(xué)問題導(dǎo)學(xué)的策略

        2021-08-05 11:47:00周日橋黃偉洪董海燕
        數(shù)理化解題研究 2021年18期
        關(guān)鍵詞:素養(yǎng)思維數(shù)學(xué)

        周日橋 李 偉 黃偉洪 董海燕

        (1.廣東省廣州市番禺區(qū)石碁教育指導(dǎo)中心 511400;2.廣東省廣州市番禺區(qū)象賢中學(xué) 511400; 3.廣東省廣州市番禺區(qū)南村中學(xué) 511400)

        數(shù)學(xué)教育承載著落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的功能,高考數(shù)學(xué)命題堅(jiān)持“立德樹人、服務(wù)選拔、引導(dǎo)教學(xué)”為核心,考查“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”,注重“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”,高考試題已逐漸由能力立意轉(zhuǎn)向素養(yǎng)立意.

        一、素養(yǎng)立意的高考評(píng)價(jià)體系

        面向未來的新高考考什么?如何考?其價(jià)值取向是什么?《中國高考評(píng)價(jià)體系》給出了全面的回答,通過解決“為什么考、 考什么、怎么考”的問題,從高考層面對(duì)“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一教育根本問題給出了回答.作為數(shù)學(xué)學(xué)科,就是考數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)!也就是考理性思維、考數(shù)學(xué)應(yīng)用、考數(shù)學(xué)探究、考數(shù)學(xué)文化!理性思維在數(shù)學(xué)素養(yǎng)中起著最本質(zhì)、最核心的作用,其核心就是思維品質(zhì)的培養(yǎng).如何提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng),筆者以為問題導(dǎo)學(xué)策略是一個(gè)很好的選擇.

        二、問題導(dǎo)學(xué)策略的教學(xué)實(shí)踐

        問題導(dǎo)學(xué)策略的核心是將課堂教學(xué)的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”.通過情境問題的設(shè)置,課堂活動(dòng)圍繞問題展開,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題及解決問題,并在此過程中提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),提升思維品質(zhì).思維品質(zhì)反映了每個(gè)個(gè)體智力或思維水平的差異,主要包括深刻性、靈活性、創(chuàng)造性、批判性等方面.

        1.對(duì)比分析,培養(yǎng)深刻思維

        深刻性是指思維活動(dòng)的抽象程度和邏輯水平,涉及思維活動(dòng)的廣度、深度和難度.思維的深刻性集中表現(xiàn)為在智力活動(dòng)中深入思考問題,善于概括歸類,邏輯抽象性強(qiáng),善于抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律,開展系統(tǒng)的理解活動(dòng),善于預(yù)見事物的發(fā)展進(jìn)程.

        例1(2020全國Ⅰ理6)函數(shù)f(x)=x4-2x3的圖像在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為( ).

        A.y=-2x-1 B.y=-2x+1

        C.y=2x-3 D.y=2x+1

        問題1 若函數(shù)f(x)=ax3+x+1的圖象在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與直線y=2x-3平行,求a.

        意圖:通過含參對(duì)比是否知道斜率k,初步理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義.

        問題2若把“在(1,f(1))處”的切線與某直線平行改為“過”某點(diǎn)呢?如:

        (2015全國)函數(shù)f(x)=ax3+x+1在(1,f(1))處的切線方程過點(diǎn)(2,7),則a=____.

        意圖:通過對(duì)比問題條件不同,進(jìn)一步理解切線的本質(zhì)在于切點(diǎn).

        例2已知函數(shù)f(x)=ax3+x+1在x=1處有極值,求a.

        問題1函數(shù)f(x)=ax3+x+1有極值的充分而不必要條件是( ).

        A.a<0 B.a>0 C.a<-1 D.a>1.

        意圖:對(duì)比有極值的四種情況,讓學(xué)生深刻理解極值與導(dǎo)數(shù)為0的聯(lián)系與區(qū)別.

        問題2函數(shù)f(x)=ax3+x+1恰有三個(gè)單調(diào)區(qū)間,試確定a的取值范圍,并求出這三個(gè)單調(diào)區(qū)間.

        意圖:通過極值點(diǎn)與單調(diào)區(qū)間的聯(lián)系,設(shè)置三個(gè)單調(diào)區(qū)間與單個(gè)單調(diào)區(qū)間對(duì)比的異同.

        問題3函數(shù)f(x)=ax3+x+1在(0,1)內(nèi)有極大值,求a的取值范圍.

        問題4函數(shù)f(x)=ax3+x+1在R上單調(diào)遞增,求a的取值范圍.

        問題5若把“單調(diào)遞增”改為“不單調(diào)”,求a的取值范圍.

        意圖:通過對(duì)比分析條件“有極大值”“單調(diào)遞增”和“不單調(diào)”等三種情況,由肯定變否定,轉(zhuǎn)化為存在極值點(diǎn),問題導(dǎo)學(xué)層層深入、有梯度,體現(xiàn)思維的深刻性.

        二、拓寬思路,培養(yǎng)靈活思維

        靈活性是指思維活動(dòng)的靈活程度.它的特點(diǎn)包括:一是思維起點(diǎn)靈活,能多種方法解題;二是思維過程靈活,全面作“綜合的分析”;三是概括—遷移能力強(qiáng),自覺性高;四是善于組合分析,伸縮性大;五是結(jié)果是多種合理而靈活的結(jié)論,有量的區(qū)別,也有質(zhì)的區(qū)別.

        例3已知函數(shù)f(x)=ax3+x+1,若f(x)≤0對(duì)任意x∈[0,1]恒成立,求a的取值范圍.

        問題1若函數(shù)f(x)=ax3+x+1在R上只有一個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.

        問題2函數(shù)f(x)=ax3+bx-x(a,b∈R),且當(dāng)x=1和x=2時(shí),函數(shù)f(x)取得極值.(1)求a,b;

        (2)若y=f(x)與g(x)=-3x-m(-2≤x≤0)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

        意圖:此例題是高考熱點(diǎn)之一,難度加大不容易得分,題目考查了數(shù)形結(jié)合、分類討論、函數(shù)極值或最值等思想方法,對(duì)學(xué)生思維的靈活性要求較高,是近年來高考??嫉膲狠S題.若能在這個(gè)題目的基礎(chǔ)上,再設(shè)置以上兩個(gè)問題,從無零點(diǎn)到有零點(diǎn)、無極值到有極值、一個(gè)交點(diǎn)到兩個(gè)、多個(gè)交點(diǎn)等角度,從思維起點(diǎn)、思維過程、能力遷移等層面去拓寬解題思路,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維靈活性是大有裨益的.

        三、豐富體驗(yàn),培養(yǎng)創(chuàng)新思維

        《2019年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》指出:“對(duì)創(chuàng)新意識(shí)的考查是對(duì)高層次理性思維的考查”,創(chuàng)新性即思維活動(dòng)的創(chuàng)造性.創(chuàng)新性源于主體對(duì)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或思維材料高度概括后集中而系統(tǒng)的遷移,進(jìn)行新穎的組合分析,找出新異的層次和交結(jié)點(diǎn).

        例4(2018全國Ⅰ理10)下圖來自古希臘數(shù)學(xué)家希波克拉底所研究的幾何圖形,此圖由三個(gè)半圓構(gòu)成,三個(gè)半圓的直徑分別為直角三角形ABC的斜邊BC,直角邊AB,AC,△ABC的三邊所圍成的區(qū)域記為Ⅰ,黑色部分記為Ⅱ,其余部分記為Ⅲ,在整個(gè)圖形中隨機(jī)取一點(diǎn),此點(diǎn)取自Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的概率分別記為p1,p2,p3,則( )

        A.p1=p2B.p1=p3C.p2=p3D.p1=p2+p3

        意圖:創(chuàng)造性將勾股定理融入幾何概型中,給予了學(xué)生不一樣的感知體驗(yàn)、理解體驗(yàn)和感悟體驗(yàn),凸顯了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的考查要求,較好地詮釋了“服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”的思想指引.

        四、善于反思,培養(yǎng)批判思維

        批判性是思維活動(dòng)中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和批判的程度.是循規(guī)蹈矩、人云亦云,還是獨(dú)立思考、善于發(fā)問,這是思維過程中一個(gè)很重要的品質(zhì).思維的批判性品質(zhì),來自于對(duì)思維活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整、校正的自我意識(shí).高中數(shù)學(xué)教學(xué)要善于引導(dǎo)學(xué)生反思,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)解題過程、解題結(jié)論和解題方法多加質(zhì)疑,并善于總結(jié)和提煉,通過精心設(shè)“疑”、循循導(dǎo)“疑”、辯證析“疑”等方式培養(yǎng)學(xué)生的批判思維.

        例6(2020全國Ⅰ理12)若2a+log2a=4b+2log4b,則( ).

        A.a>2bB.a<2bC.a>b2D.a

        意圖:本題不僅考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析、解決問題的能力,同時(shí)也考查學(xué)生的觀察能力、運(yùn)算能力、推理判斷能力與靈活運(yùn)用知識(shí)的綜合能力,很好地考查了學(xué)生的批判性思維.

        例7(2017全國I卷19)(題目略)

        意圖:本題考查正態(tài)分布(尤其是正態(tài)分布的3σ原則),隨機(jī)變量的期望和方差.通過有關(guān)數(shù)據(jù)判斷是培養(yǎng)學(xué)生決策能力、批判性思維能力的有效題型.問題由假設(shè)出發(fā),通過對(duì)思維活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面進(jìn)行自我意識(shí)的校正,培養(yǎng)學(xué)生善于總結(jié)、反思的綜合解題能力.

        五、教學(xué)后續(xù)思考

        基于問題導(dǎo)學(xué)的探究式、體驗(yàn)式的數(shù)學(xué)活動(dòng),教師引導(dǎo)學(xué)生如何思考,學(xué)生通過對(duì)研究問題一般方法的感知、理解、體驗(yàn)與參與,有效地促進(jìn)了學(xué)生思考,教會(huì)了學(xué)生對(duì)一般問題的探究方法和思考方式,從而使學(xué)生在積累數(shù)學(xué)思維和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,形成和發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),達(dá)到育人的目的.

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