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        數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于課堂的實(shí)踐探究的模式研究

        2021-11-03 18:51:28林瑜
        關(guān)鍵詞:實(shí)踐探究高中數(shù)學(xué)

        林瑜

        [摘? 要] 在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)落實(shí)于課堂的實(shí)踐研究,而既然明確了這一點(diǎn),就需要在具體的教學(xué)過程中進(jìn)行探究、進(jìn)行實(shí)踐. 數(shù)學(xué)運(yùn)算反映了學(xué)生基本的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,數(shù)學(xué)運(yùn)算能夠深入到學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)與細(xì)節(jié). 基于數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的模式思路可以是:結(jié)合具體的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,跟學(xué)生一起明確運(yùn)算對(duì)象,并選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)算法則與運(yùn)算方法,然后去預(yù)設(shè)運(yùn)算程序,進(jìn)而實(shí)施并形成更加清晰的運(yùn)算思路,最后求得運(yùn)算結(jié)果并進(jìn)行自我評(píng)價(jià).

        [關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)運(yùn)算;數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng);實(shí)踐探究

        在中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)正式頒布之后,新修訂的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)也明確了各個(gè)學(xué)科的核心素養(yǎng)要素. 對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)科而言,一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn),是具有數(shù)學(xué)基本特征,適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力. 相應(yīng)地,《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中明確了高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),主要包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析. 在這些要素中,數(shù)學(xué)運(yùn)算這一素養(yǎng)引起了筆者的注意. 如果說在主流的學(xué)術(shù)研究中,數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模這三個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要素更容易引起研究者的注意的話,那么數(shù)學(xué)運(yùn)算要素看起來重要性就相對(duì)偏弱. 但實(shí)際上如果從學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的角度來看,可以發(fā)現(xiàn)從學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的那一課開始,數(shù)學(xué)運(yùn)算就伴隨著他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程. 從這個(gè)角度來看,數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的組成要素中,可能沒有哪個(gè)要素像數(shù)學(xué)運(yùn)算一樣如此貫穿學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的始終. 因此筆者以為,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)落實(shí)于課堂的實(shí)踐研究,而既然明確了這一點(diǎn),就需要在具體的教學(xué)過程中進(jìn)行探究、進(jìn)行實(shí)踐. 如果說能夠?qū)ふ业揭粋€(gè)可操作的模式,那么無論是對(duì)于教師的教而言,還是對(duì)于學(xué)生的學(xué)而言,都可以起到事半功倍的效果.

        當(dāng)然這里必須說明的是,雖然研究的是數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于課堂的實(shí)踐探究的模式,但這并不意味著日常的教學(xué)就要實(shí)現(xiàn)模式化. 模式而不模式化,應(yīng)當(dāng)是一個(gè)基本的思路,堅(jiān)持這個(gè)思路,既可以讓學(xué)生在數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程中形成數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng),同時(shí)又不至于讓教師的教學(xué)變得過于僵化. 下面從三個(gè)方面談?wù)劰P者的觀點(diǎn).

        [?]數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于高中數(shù)學(xué)課堂的必要性

        應(yīng)當(dāng)說數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于高中數(shù)學(xué)課堂是非常有必要的,仔細(xì)分析數(shù)學(xué)運(yùn)算的內(nèi)涵與外延,可以發(fā)現(xiàn)其之所以能夠貫穿學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的始終,有其內(nèi)在的原因,從而也就有其必然性. 一般認(rèn)為,數(shù)學(xué)運(yùn)算是指在明晰運(yùn)算對(duì)象的基礎(chǔ)上,依據(jù)運(yùn)算法則解決數(shù)學(xué)問題的過程,在這個(gè)過程中表現(xiàn)出來的素養(yǎng)就是數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng). 數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程主要包括這樣的一些環(huán)節(jié):理解運(yùn)算對(duì)象,掌握運(yùn)算法則,探究運(yùn)算思路,選擇運(yùn)算方法,設(shè)計(jì)運(yùn)算程序,求得運(yùn)算結(jié)果,等等;相應(yīng)地,在這些環(huán)節(jié)的運(yùn)用過程中,也就有了數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)培育的契機(jī). 總體而言,數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)既是解決數(shù)學(xué)問題的基本手段,也是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一種基本能力,運(yùn)算能力的培養(yǎng)與學(xué)生的素養(yǎng)相輔相成. 那么為什么說在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,將數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于課堂教學(xué)有其必要性呢?這是因?yàn)椋?/p>

        其一,數(shù)學(xué)運(yùn)算反映了學(xué)生基本的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力. 高中數(shù)學(xué)知識(shí)的形成過程,不可避免地要經(jīng)過數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理以及數(shù)學(xué)建模,但是不可否認(rèn)的是,數(shù)學(xué)運(yùn)算才是這些素養(yǎng)養(yǎng)成的基礎(chǔ). 很多數(shù)學(xué)規(guī)律都是在數(shù)學(xué)運(yùn)算的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的,很多數(shù)學(xué)概念都是在數(shù)學(xué)運(yùn)算的基礎(chǔ)上建立起來的,邏輯推理離開了運(yùn)算的過程幾乎無法獨(dú)立存在,數(shù)學(xué)建模更不可能脫離數(shù)學(xué)運(yùn)算而空洞建構(gòu). 因此,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng),實(shí)際上是為學(xué)生形成綜合的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力奠定基礎(chǔ).

        其二,數(shù)學(xué)運(yùn)算能夠深入學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的每個(gè)環(huán)節(jié)與細(xì)節(jié). 學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程是一個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算無處不在的過程,無論是數(shù)與數(shù)之間的邏輯關(guān)系的研究,還是對(duì)形的判斷以及用數(shù)的關(guān)系去描述這些形,總有著數(shù)學(xué)運(yùn)算的身影. 因此抓住數(shù)學(xué)運(yùn)算這個(gè)環(huán)節(jié),就可以讓教師更好地把握學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)規(guī)律有一個(gè)深刻的把握,從而提升高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的效益.

        當(dāng)然,在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng),重要意義遠(yuǎn)不止這兩點(diǎn),但是這里所總結(jié)出來的兩點(diǎn),可以成為一種基礎(chǔ)性的思考,可以引導(dǎo)教師在實(shí)踐的過程中更好地發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并建立教學(xué)模型.

        [?]基于數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)

        其實(shí),由于上面所強(qiáng)調(diào)的數(shù)學(xué)運(yùn)算實(shí)際上貫穿學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的始終,因此對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算的研究還是比較充分的. 即使在數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育的背景之下,也有同行指出,高中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng)的培養(yǎng),可以從挖掘問題的內(nèi)在聯(lián)系及邏輯等角度出發(fā),堅(jiān)持由具體到一般、由感受到感悟,教給學(xué)生數(shù)學(xué)思想與觀點(diǎn),以數(shù)學(xué)解題反思等策略,提高學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng). 基于這樣的認(rèn)識(shí),筆者總結(jié)出來的基于數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的模式思路是這樣的:結(jié)合具體的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,跟學(xué)生一起明確運(yùn)算的對(duì)象,并選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)算法則與運(yùn)算方法,然后去預(yù)設(shè)運(yùn)算程序,進(jìn)而實(shí)施并形成更加清晰的運(yùn)算思路,最后求得運(yùn)算結(jié)果并進(jìn)行自我評(píng)價(jià). 這樣一個(gè)模式思路滿足了數(shù)學(xué)運(yùn)算的所有要素,同時(shí)從學(xué)生學(xué)習(xí)品質(zhì)的角度明確了相關(guān)要求,因此在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中是可行的,是具有可操作性的.

        例如,在“對(duì)數(shù)與對(duì)數(shù)運(yùn)算”這一內(nèi)容的教學(xué)中,涉及不同類型、不同層次的運(yùn)算,比如將指數(shù)式化為對(duì)數(shù)式,或者將對(duì)數(shù)式化為指數(shù)式,又或者給出對(duì)數(shù)方程讓學(xué)生求出x的值,再或者用logax,logay,logaz表示一些對(duì)數(shù)式,以及解決一些具體的實(shí)際問題,等等. 從學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)培育的角度來看,在向?qū)W生提出運(yùn)算要求的時(shí)候,要遵循由易到難、從數(shù)學(xué)問題到實(shí)踐問題的原則. 筆者依次向?qū)W生提供了這樣幾種類型的數(shù)學(xué)題,以在學(xué)生的具體實(shí)踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)算速度.

        題型一:指數(shù)式與對(duì)數(shù)式的相互轉(zhuǎn)化. 如23=8和lg0.01=-2等.

        題型二:求出x的值. 如lg100=x等.

        題型三:用logax,logay,logaz表示對(duì)數(shù)式. 如log

        .

        題型四:解決實(shí)際問題. 如已知現(xiàn)有的人口基數(shù)是13億,如果控制人口的增長(zhǎng)率是1%,那么經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間之后,人口可能達(dá)到33億?

        這四種題型的解決,對(duì)應(yīng)著不同運(yùn)算能力的培養(yǎng):題型一更多的是讓學(xué)生掌握對(duì)對(duì)數(shù)概念的基本理解;題型二是在題型一的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生初步掌握關(guān)于對(duì)數(shù)的運(yùn)算方法,形成基礎(chǔ)的運(yùn)算能力;題型三是培養(yǎng)學(xué)生在面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的對(duì)數(shù)時(shí),運(yùn)用對(duì)數(shù)的運(yùn)算法則對(duì)復(fù)雜的表達(dá)式進(jìn)行解析;題型四則是讓學(xué)生在實(shí)際問題的情境之下,能夠靈活地運(yùn)用對(duì)數(shù)知識(shí)去解釋情境、解決問題.

        事實(shí)證明,通過提供這種有層次的、不同難度的題目,可以讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)循序漸進(jìn)的解題過程,即學(xué)生需要根據(jù)對(duì)數(shù)運(yùn)算的基本法則,對(duì)對(duì)數(shù)表達(dá)式、對(duì)數(shù)之間的運(yùn)算以及實(shí)際問題進(jìn)行解析. 這個(gè)過程中的數(shù)學(xué)運(yùn)算是非常豐富的,學(xué)生在其中能逐步生成數(shù)學(xué)運(yùn)算能力. 當(dāng)學(xué)生在實(shí)際問題的解決過程中,理解對(duì)數(shù)運(yùn)算法則并以之成功解決實(shí)際問題時(shí),學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)也就能夠得到成功的培養(yǎng).

        [?]數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于課堂的實(shí)踐模式與反思

        上面這樣一個(gè)教學(xué)實(shí)例表明,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中將數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)于課堂,在一定的教學(xué)模式之下是可行的. 尤其值得強(qiáng)調(diào)的是,以上這樣一個(gè)教學(xué)案例中,關(guān)于數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)培育的教學(xué)模式,沒有一點(diǎn)模式化的傾向,學(xué)生所經(jīng)歷的依然是一個(gè)比較自然的學(xué)習(xí)過程. 這個(gè)過程中學(xué)生能夠面對(duì)不同層次的問題,由此不斷地對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算的法則形成更加深刻的理解,從解決數(shù)學(xué)問題到解決實(shí)際問題,數(shù)學(xué)運(yùn)算能力逐步升華為數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng),這實(shí)際上豐富了數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育的內(nèi)涵.

        總之,數(shù)學(xué)運(yùn)算作為數(shù)學(xué)最重要的表現(xiàn)形式之一,無論是在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育環(huán)境里,還是在核心素養(yǎng)培育的背景之下,一直都是學(xué)生必須要掌握的一項(xiàng)數(shù)學(xué)技能. 相應(yīng)地,數(shù)學(xué)運(yùn)算的不斷發(fā)展,在一定程度上也推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)的發(fā)展. 伴隨著我國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展,雖然說數(shù)學(xué)運(yùn)算早已經(jīng)不是數(shù)學(xué)的本質(zhì),但不能否認(rèn)的是,不管是哪種數(shù)學(xué)派別都不能忽略數(shù)學(xué)運(yùn)算. 從這個(gè)角度來看,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)落實(shí)與課堂的實(shí)踐模式進(jìn)行研究,是有其必要性的,應(yīng)當(dāng)成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究的重要內(nèi)容.

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