摘 要:伴隨素質(zhì)教育與新課改的逐漸深入,教育行業(yè)越發(fā)注重培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。如今,核心素養(yǎng)早已變成教育領(lǐng)域當中的一個熱詞,各地教師都積極在實際教學期間滲透學科核心素養(yǎng),其中也包含西藏教師。在高中階段的數(shù)學教學之中提升西藏學生數(shù)學方面的核心素養(yǎng),有助于高中生的全面發(fā)展?;诖耍恼轮荚趯μ岣呶鞑貙W生數(shù)學核心素養(yǎng)的有效策略展開探究。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;西藏學生;核心素養(yǎng)
中圖分類號:G633.6?? 文獻標識碼:A?? 文章編號:1673-8918(2022)11-0062-04
一、 引言
一直以來,數(shù)學都是高中教學當中的重要學科,相比于初中數(shù)學,高中數(shù)學不管是在知識深度還是知識難度方面都有了大幅提升,而且具有很強的邏輯性和結(jié)構(gòu)性。所以,教師需在課堂教學期間積極啟發(fā)學生,引導(dǎo)高中生從結(jié)構(gòu)性和邏輯性兩個方面了解知識架構(gòu),進而構(gòu)建自身的知識體系,更好的對所學知識進行理解及掌握。為此,對提高西藏學生數(shù)學核心素養(yǎng)的有效策略展開探究意義重大。
二、 數(shù)學方面核心素養(yǎng)的有關(guān)概述
所謂核心素養(yǎng),是指在實際教學期間,學生應(yīng)當具備的優(yōu)良學習品質(zhì)和自學能力。針對高中階段數(shù)學學科而言,核心素養(yǎng)主要含有數(shù)據(jù)分析、數(shù)學抽象、運算能力、邏輯推理、直觀想象以及數(shù)學建模這些內(nèi)容。站在另一角度而言,核心素養(yǎng)主要要求教師在實際教學當中可以做到以生為本,把學生當作課堂主體。針對高中生而言,應(yīng)當端正自身的學習態(tài)度,并且學會獨立思考以及自主學習,學會借助數(shù)學知識與數(shù)學思想對一些實際問題進行解決。
三、 提升西藏學生數(shù)學方面核心素養(yǎng)的有效策略
(一)強化計算練習,提高西藏學生數(shù)學運算能力
數(shù)學運算是數(shù)學方面核心素養(yǎng)當中的一項重要內(nèi)容,除了能夠影響高中生的學習成績之外,同時還能對其日后工作與生活產(chǎn)生極大影響。為此,教學期間,數(shù)學教師需強化課堂計算練習,開拓西藏學生的運算視野,借此提高西藏學生數(shù)學運算能力。
例如,已知橢圓x22+y2=1上存在A和B兩點,這兩點關(guān)于直線y=mx+12對稱,如圖所示,(1)求實數(shù)m取值范圍;(2)求△AOB的面積最大值。
分析:此題考查的主要是直線和圓錐曲線交點圖形所成面積問題,在對此類問題加以解答之時,便可對參數(shù)方程加以運用。
解:
常規(guī)解法:
(1)由題意可知m≠0,可設(shè)直線AB的方程為y=-1mx+b。
由x22+y2=1y=-1m+b消去y,得12+1m2x2-2bmx+b2-1=0。
因為直線y=-1mx+b與橢圓x22+y2=1有兩個不同的交點。
所以Δ=-2b2+2+4m2>0……①
把AB中點M2mbm2+2,m2bm2+2帶入直線方程y=mx+12。
解得b=-m2+22m2……②
由①②得m<-63或m>63。
(2)令t=1m∈-62,0∪0,62,而|AB|=1+-1m2·(x1-x2)2,
即|AB|=1+-1m2·(x1+x2)2-4x1x2,由(1)中12+1m2x2-2bmx+b2-1=0可知x1+x2=4bmm2+2x1x2=2m2(b2-1)m2+2,用t=1m進行替換并帶入b化簡可得|AB|=1+t2·-2t4+2t2+32t2+12。
且O到直線AB距離是d=t2+12t2+1。
設(shè)△AOB面積是S(t),因此S(t)=12|AB|·d=12-2t2-122+2≤22。
當且僅當t2=12時,等號成立。
故△AOB的面積最大值是22。
簡單解法:
(1)通過橢圓的參數(shù)方程可以得出:x=acosα,y=bsinα,假設(shè)A(2cosα,sinα),B(2cosβ,sinβ),其中0≤α<β<2π。根據(jù)題意可知,直線AB垂直于直線y=mx+12,因此sinβ-sinα2cosβ-2cosα=-1m ①,又因AB的中點M在y=mx+12紙上,因此,sinβ+sinα2=m2cosβ+2cosα2+12 ②。
而①×②可得:cosβ+cosα=-2m ③。
將①代入到②中,可得sinβ+sinα=-1 ④。
而③2+④2可得2cos(α-β)+2=1+2m2<4,最后解得m<-63或m>63。
(2)通過對正弦定理加以變形能得到:
S△AOB=12|OA|·|OB|sin∠AOB=12|OA|2·|OB|2-(|OA|·|OB|)2=12(x1y2-x2y1)2=12(2cosαsinβ-2cosβsinα)2=12(2sin(β-α))2=22|sin(β-α)|。
當且僅當|sin(β-α)|=1時,△AOB面積的最大值是22。
所以,開展教學期間,數(shù)學教師可組織西藏學生進行習題計算練習,引導(dǎo)高中生運用不同方法對同一問題進行計算,借此提高西藏學生的運算能力以及思維能力。
(二)進行數(shù)形結(jié)合,培養(yǎng)西藏學生直觀想象能力
數(shù)形結(jié)合是數(shù)學領(lǐng)域一種非常重要的思想方法,通過數(shù)形結(jié)合,不僅能夠提升高中生的解題能力,同時還有助于培養(yǎng)西藏學生直觀想象能力。為此,課堂之上,教師需引導(dǎo)高中生進行數(shù)形結(jié)合。
例如:如果實數(shù)x,y滿足等式(x-2)2+y2=3,求yx的最大值。
解析:上述問題直接采用代數(shù)的辦法不好解決,若將其與曲線問題結(jié)合來看,在幾何上看yx達到清晰簡潔的效果,如圖所示,在直角坐標系中,(x-2)2+y2=3是以(2,0)為圓心,3為半徑的圓,yx=y-0x-0表示圓上任意一點P(x,y)與原點連線斜率,當OP與圓相切,角POQ=60°時,yx取得最大值3。
(三)組織探究活動,提高西藏學生邏輯推理能力
一般來說,高中生意識是在探究過程中形成的。所以,若想培養(yǎng)高中生的數(shù)學意識,教師需積極組織探究活動,借此提高西藏學生的邏輯推理能力。
例如,開展“指數(shù)函數(shù)”教學期間,數(shù)學教師應(yīng)當改變以往灌輸式教學模式,組織高中生開展探究活動。如教師可組織西藏學生將A4紙對折,一直到不能對折為止,讓高中生計算這張紙的實際厚度。但高中生在實際操作期間會發(fā)現(xiàn),對折幾次以后便無法繼續(xù)對折,并且無法精準計算紙張厚度。此時,教師可將指數(shù)函數(shù)引入進來,借助紙張對折這個例子幫助高中生對指數(shù)函數(shù)進行了解。通過以上探究,西藏學生能夠?qū)χ笖?shù)函數(shù)進行深入了解,理解其中因變量和自變量間的關(guān)系。這樣一來,除了能夠提升西藏學生的數(shù)學意識及數(shù)學能力之外,而且還能有效提高其邏輯推理能力,有效培養(yǎng)其數(shù)學方面的核心素養(yǎng)。
(四)進行專題教學,提升西藏學生數(shù)學抽象能力
隨著新高考改革逐漸深入,高考數(shù)學愈發(fā)注重考查考生的思維能力。因此,課堂上,數(shù)學教師可實施專題教學,借此幫助考生系統(tǒng)整理各類問題有效解決方法,對相應(yīng)的解題技巧進行扎實掌握,同時有效提升西藏學生數(shù)學抽象能力。
比如,進行數(shù)列知識專題教學之時,求解數(shù)列具有的通項公式是一項重要內(nèi)容,并且是高考考查的熱點內(nèi)容,幾乎每年都會涉及。所以,教師對此應(yīng)當予以重視,及時帶領(lǐng)學生整理有關(guān)題型,在實際問題當中抽象得到具體解題方法,并且提升西藏學生數(shù)學抽象能力。
如累加法。形如an-an-1=f(n),其中f(n)為等差、等比或者其他類型求和數(shù)列,便可用累加法進行求解。
例如,已知數(shù)列{an},a1=1,an=an-1+3n(n≥2),求an。
分析:此題形如an-an-1=f(n),而且f(n)是一個等差數(shù)列,所以可以選用累加法進行解題。
解:由已知可以得到:an-an-1=3n(n≥2),
an-1-an-2=3(n-1),
……
a3-a2=3×3,
a2-a1=3×2,
把上述式子相加,能夠得到:
an-a1=3×2+3×3+…+3(n-1)+3n
=3×(2+3+…+n-1+n)
=3×n2+n-22
∴an=3n2+3n-42(n≥2)。
又∵n=1時a1=1成立,∴an=3n2+3n-42。
再如,累乘法。形如an+1an=f(n),其中f(n)為等差、等比或者其他類型求和數(shù)列,便可用累乘法進行求解。
例如,已知一個數(shù)列{an},首項a1=1,an=2nan-1(n≥2),求an。
解析:通過適當變形,可用累乘法進行求解。
解:根據(jù)an+1an=2n(n≥2),即a2a1=22,a3a1=23,……,an+1an=2n(n≥2),
把上述式子相乘,可以得到:
ana1=22×23×…×2n-1×2n=2(n-1)(n+2)2(n≥2),
又因為n=1時a1=1成立,所以ana1=2(n-1)(n+2)2。
(五)滲透建模思想,提高西藏學生數(shù)學建模能力
所謂數(shù)學建模,是指把實際問題當作依據(jù),將其抽象成對應(yīng)的數(shù)學問題,之后憑借數(shù)學知識來解決實際問題的一種思想。課堂上,數(shù)學教師應(yīng)當積極滲透這種思想,這樣有利于提高高中生的建模能力,培養(yǎng)其建模素養(yǎng)。
比如,下面是計算機當中某一操作程序說明:
1. 初始值x=1,y=1,z=0,n=0;
2. n=n+1(將現(xiàn)有n+1的值賦予新的n);
3. x=x+1(將現(xiàn)有x+2的值賦予新的x);
4. y=2y(將現(xiàn)有2y的值賦予新的y);
5. z=z+xy(將現(xiàn)有z+xy的值賦予新的z);
6. 假設(shè)z>7000,則執(zhí)行“7”這條語句,否則要返回“2”語句繼續(xù)進行;
7. 打印n與z;
8. 程序終止。
問:由語句“7”打印出來的數(shù)值是多少,且寫出具體的計算過程。
分析:理解初始值n=n+1(將現(xiàn)有n+1的值賦予新的n)含義,也就是遞推N0=1,Nn=Nn-1+1后,可根據(jù)下表,建立一個遞推模型。
執(zhí)行程序次數(shù)nxyz
11323×2
225223×2+5×22
337233×2+5×22+7×23
…………………………
nn2n+12n3×2+5×22+7×23+…+(2n+1)2n
解:假設(shè)n=i之時,x,y,z的值分別是xi,yi,zi。
根據(jù)題意,x0=1,xn=xn-1+2,因此{xn}為等差數(shù)列,同時xn=2n+1。
y0=1,yn=2yn-1,因此{yn}為等比數(shù)列,同時yn=2n,
z0=0,zn=zn-1+xnyn。
因此,zn=x1y1+x2y2+…+xnyn=3·2+5·22+…+(2n+1)·2n
因此,2zn=3·22+5·23+…+(2n+1)·2n+1
根據(jù)題意,當程序終止之時,zn>7000,zn-1≤7000,即
(2n-1)2n+1+2>7000(2n-3)2n+2≤7000
進而求得n=8,z=7682。
(六)運用信息技術(shù),培養(yǎng)西藏學生數(shù)據(jù)分析能力
據(jù)了解,如今西藏學生具有的數(shù)據(jù)分析能力較低,停留于機械解題,只能達到多元結(jié)構(gòu)水平,這樣難以滿足對人才培養(yǎng)的整體需求。如今,在信息時代下,要求學生具有較強的數(shù)據(jù)分析能力,能夠在海量數(shù)據(jù)當中分析得到有用信息,對數(shù)據(jù)真假進行有效辨識,進而讓數(shù)據(jù)為己所用。所以,教師需著重培養(yǎng)高中生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng),這樣才可促使其實現(xiàn)全面發(fā)展,更好地適應(yīng)社會,為此其后發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。為此,教學期間,數(shù)學教師需對信息技術(shù)加以合理運用,強化高中生對不同統(tǒng)計軟件的認識與理解,逐漸提高高中生有關(guān)的實踐經(jīng)驗,有效激發(fā)其對統(tǒng)計分析有關(guān)方法進行學習的興趣,這樣才能培養(yǎng)高中生站在宏觀角度進行整體把握及理解數(shù)據(jù)的思維。例如,開展統(tǒng)計教學期間,數(shù)學教師可對信息技術(shù)加以運用,轉(zhuǎn)變以往教學方法,運用SPSS與Excel軟件來繪制相應(yīng)的統(tǒng)計圖,對方差、中位數(shù)與平均數(shù)這些數(shù)據(jù)進行計算。這樣除了可以激發(fā)西藏學生學習興趣之外,同時還有助于培養(yǎng)其數(shù)據(jù)分析能力,有效提高其數(shù)學方面的核心素養(yǎng)。
四、 結(jié)語
綜上可知,提高西藏學生數(shù)學方面的核心素養(yǎng),有助于培養(yǎng)高中生正確數(shù)學觀,有助于提升其綜合素質(zhì)與核心競爭力。為此,教學期間,數(shù)學教師需強化計算練習,進行數(shù)形結(jié)合,積極組織探究活動,開展數(shù)學專題教學,著重對建模思想進行滲透,并且對信息技術(shù)進行科學運用,進而有效培養(yǎng)西藏學生數(shù)學方面的核心素養(yǎng),促使其全面發(fā)展。
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作者簡介:靳瑞(1988~),女,漢族,河南長垣人,拉薩市第三高級中學,研究方向:高中數(shù)學。