□甘肅省山丹縣第一中學(xué) 陳新
數(shù)學(xué)是一門重要學(xué)科,既是一種應(yīng)用工具,也屬于一種理性思維模式。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是以數(shù)學(xué)課程教學(xué)為載體,以數(shù)學(xué)學(xué)科的知識技能為基礎(chǔ)所形成的重要的思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力。為了提高教學(xué)質(zhì)量,高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)該以新課標(biāo)為基礎(chǔ),對學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng),讓學(xué)生在發(fā)展理性思維、創(chuàng)新能力、認(rèn)知能力和核心素養(yǎng)中,全面提升自己。
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。其主要包括了從數(shù)量和數(shù)量關(guān)系、圖形和圖形關(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)并以數(shù)學(xué)符號或數(shù)學(xué)術(shù)語表征。在高中數(shù)學(xué)中,數(shù)學(xué)抽象就是基本思想,是學(xué)生形成理性思維的重要基礎(chǔ),其對數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征進(jìn)行了反映,還在數(shù)學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用過程中得到了有效貫穿。數(shù)學(xué)抽象有著促進(jìn)數(shù)學(xué)成為有序多級系統(tǒng)的作用,讓數(shù)學(xué)高度概括知識,準(zhǔn)確表達(dá)內(nèi)容,總結(jié)數(shù)學(xué)規(guī)律結(jié)論。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要讓學(xué)生形成數(shù)學(xué)抽象這一核心素養(yǎng),并根據(jù)形成過程積累從具體到抽象的活動經(jīng)驗。只有這樣,學(xué)生才能在學(xué)習(xí)中更好地理解數(shù)學(xué)概念、命題、方式和體系,才能在對事物的數(shù)學(xué)本質(zhì)進(jìn)行抽象概括的認(rèn)識、理解和把握后,形成一般性思考問題的習(xí)慣,以數(shù)學(xué)抽象的思維方式對實際問題進(jìn)行解決。
邏輯推理指的是以一些事實和命題為出發(fā)點,以邏輯規(guī)則為依據(jù),對一個命題進(jìn)行推理的思維過程,其主要包括了從特殊到一般的推理和從一般到特殊的推理兩類,第一類的形式主要為歸納和類比,第二類的形式為演繹。邏輯推理可以幫助學(xué)生得出數(shù)學(xué)結(jié)論,構(gòu)建數(shù)學(xué)體系,對學(xué)生而言是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并形成嚴(yán)謹(jǐn)性學(xué)習(xí)態(tài)度的基本方式,是人們在數(shù)學(xué)活動中交流的重要思維品質(zhì)。一般情況下,學(xué)生若是形成了邏輯推理的核心素養(yǎng),就能在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,對數(shù)學(xué)問題和命題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和提出,能在對推理的基本形式和表述論證過程進(jìn)行掌握后,加強對數(shù)學(xué)知識之間聯(lián)系的理解,能在有論據(jù)、有條理、合乎邏輯的思維品質(zhì)下,通過數(shù)學(xué)交流構(gòu)建完整的數(shù)學(xué)知識框架。
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)抽象化現(xiàn)實問題,以數(shù)學(xué)語言對問題進(jìn)行表達(dá)、以數(shù)學(xué)知識和方法對模型進(jìn)行構(gòu)建,從而落實對問題解決的過程。數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)應(yīng)用的重要形式,是學(xué)生以數(shù)學(xué)對實際問題進(jìn)行解決的基本手段,是推動數(shù)學(xué)發(fā)展的主要動力,其實現(xiàn)了數(shù)學(xué)和外部世界橋梁的構(gòu)建。在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的核心素養(yǎng)時,教師應(yīng)該對實際的教學(xué)情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè),引導(dǎo)學(xué)生以數(shù)學(xué)視角對問題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)提出、分析思考,在得出結(jié)果后驗證結(jié)論,構(gòu)建模型并改進(jìn)模型。同時,教師要指導(dǎo)學(xué)生以問題為基礎(chǔ),以數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用為核心,以現(xiàn)實背景為切入點,在對模型進(jìn)行求解和驗證后對模型進(jìn)行完善,通過數(shù)學(xué)模型對實際問題進(jìn)行解決后,提升自身的知識應(yīng)用能力,樹立起對應(yīng)的創(chuàng)新意識。
直觀想象指的是借助幾何直觀和空間想象,對事物的形態(tài)和變化進(jìn)行感知,以圖形對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行理解并解決的過程。直觀想象要求學(xué)生借助空間對事物的位置關(guān)系、形態(tài)變化和運動規(guī)律進(jìn)行認(rèn)知,需要學(xué)生以圖形對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行形象分析和描述,要在聯(lián)系起圖形和數(shù)字后,對數(shù)學(xué)問題的直觀模型進(jìn)行構(gòu)建,根據(jù)這些直觀模型對問題的解決思路進(jìn)行探索和梳理。對學(xué)生來說,直觀想象是對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決的重要手段,是促進(jìn)學(xué)生形成論證思路、邏輯推理數(shù)學(xué)知識并構(gòu)建抽象結(jié)構(gòu)的思維基礎(chǔ)。所以高中數(shù)學(xué)教師要想在新課標(biāo)背景下培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象核心素養(yǎng),就需要增強其應(yīng)用圖形和空間想象思考問題的意識,在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合能力的同時,培養(yǎng)其幾何直觀和空間想象能力;要指導(dǎo)其感悟事物的本質(zhì),在數(shù)學(xué)規(guī)律的掌握中發(fā)展創(chuàng)新思維。
數(shù)學(xué)運算需要以運算對象的明晰為基礎(chǔ),以運算法則為依據(jù),對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解決,其要求學(xué)生選擇運算方式,掌握運算法則,理解運算對象,指明運算方向,在運算程序的設(shè)計中得出運算結(jié)果。數(shù)學(xué)運算是數(shù)學(xué)活動的基本形式,是學(xué)生演繹推理的方式之一,更是獲得數(shù)學(xué)結(jié)果的重要手段,是學(xué)生應(yīng)用計算機對問題進(jìn)行解決的基礎(chǔ)。在數(shù)學(xué)運算核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中,教師要加強對學(xué)生的指導(dǎo),讓其創(chuàng)新不同的運算方式,以此對實際問題進(jìn)行解決,在運算過程中發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維,在程序化思考問題習(xí)慣的形成中提升其數(shù)學(xué)運算能力,發(fā)展一絲不茍且嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神。
數(shù)據(jù)分析指的是以研究對象為依據(jù),獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后以創(chuàng)新的統(tǒng)計方式分析和推斷數(shù)據(jù)中有用信息,形成知識的過程。數(shù)據(jù)分析不僅是對信息的提取,也不僅是對信息的分析推斷,還包括了對數(shù)據(jù)的收集和整理,包括了信息結(jié)論的獲得以及相關(guān)模型的構(gòu)建。在現(xiàn)代社會生活和科學(xué)研究的各個方面,數(shù)據(jù)分析都得到了深入應(yīng)用,也正是因此,其成了大數(shù)據(jù)時代下應(yīng)用數(shù)學(xué)的主要方法。高中數(shù)學(xué)教師在根據(jù)新課標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)時,要了解數(shù)據(jù)分析的內(nèi)涵,以有針對性的方式指導(dǎo)學(xué)生處理數(shù)據(jù),以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對現(xiàn)實問題進(jìn)行表達(dá);以積累的數(shù)據(jù)為依托,在思考問題后對事物的本質(zhì)、關(guān)聯(lián)和規(guī)律進(jìn)行探索,以所形成的活動經(jīng)驗為前提,形成良好的數(shù)據(jù)處理能力和以數(shù)據(jù)表達(dá)現(xiàn)實問題的意識。
在新課程改革背景下,課程標(biāo)準(zhǔn)也得到了創(chuàng)新,而在新課標(biāo)中,要求數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因而在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實踐中,教師要加強對學(xué)生的引導(dǎo),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對自身的質(zhì)疑能力進(jìn)行增強。只有這樣,學(xué)生才能以質(zhì)疑能力為基礎(chǔ),加強對知識的思考;才能在知識的探究中對自己的想法和意見進(jìn)行表達(dá);才能從多個層次多個角度多個方位對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行分析;才能在掌握到更多的知識后,提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
比如,數(shù)學(xué)教師在教學(xué)“基本初等函數(shù)”時,課標(biāo)要求是讓學(xué)生通過實例和圖像的直觀呈現(xiàn),了解指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)的函數(shù)模型增長的差異和關(guān)系,體會函數(shù)模型的基本過程和方法,運用具體函數(shù)模型解決實際問題。這時數(shù)學(xué)教師可以以指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)為依據(jù),讓學(xué)生繪制函數(shù)圖像,了解函數(shù)的意義和反函數(shù)的概念,讓學(xué)生以不同函數(shù)的圖像為基礎(chǔ),對函數(shù)的變化情況進(jìn)行分析,讓學(xué)生通過對知識的學(xué)習(xí),嘗試質(zhì)疑,在質(zhì)疑學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)中提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。教師應(yīng)該在教學(xué)的各個環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑,比如,在知識的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),讓學(xué)生提出自己的預(yù)習(xí)問題:都有哪些函數(shù)?為什么要學(xué)習(xí)這些函數(shù)?學(xué)習(xí)函數(shù)的目的是什么?在教學(xué)過程中,教師可以指導(dǎo)學(xué)生以不同角度對問題進(jìn)行思考和觀察,讓學(xué)生因此學(xué)習(xí)和理解更多的知識:不同函數(shù)的性質(zhì)、意義、圖像等都是不同的,畫出不同函數(shù)的圖像,說出其對應(yīng)的優(yōu)勢。學(xué)生在學(xué)習(xí)后,會提出相對應(yīng)的疑問:“是否所有的函數(shù)都有對應(yīng)的反函數(shù)?”面對學(xué)生的質(zhì)疑,教師可以以具體的教學(xué)知識為依據(jù),解釋問題,并在知識講解結(jié)束后,滲透質(zhì)疑思維的培養(yǎng),幫助學(xué)生提升質(zhì)疑能力,從而提升核心素養(yǎng)。
在高中數(shù)學(xué)教育中,學(xué)生雖然不比小學(xué)階段和初中階段有著強烈的好奇心,但是已經(jīng)發(fā)展了對應(yīng)的抽象思維能力,會應(yīng)用抽象思維能力對事物進(jìn)行探究。此時,數(shù)學(xué)教師就要在了解學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況后,積極利用學(xué)生的抽象思維能力,在數(shù)學(xué)教學(xué)中對與學(xué)生身心發(fā)展情況相符的教學(xué)情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生在教學(xué)情境中培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)教學(xué)要注重教學(xué)創(chuàng)新與改革,在實踐教學(xué)活動中,教師要在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行實踐創(chuàng)新,有效增強學(xué)生對知識點的應(yīng)用與駕馭能力,從而更為形象、深刻地開展實踐教學(xué)活動,全面提升學(xué)生對知識點的應(yīng)用水平,進(jìn)而更為高效、多元地開展實踐學(xué)習(xí)活動,有效提升高中生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思想,促使學(xué)生在教師的有效引導(dǎo)與幫助下,逐步培養(yǎng)學(xué)習(xí)意識、增強學(xué)習(xí)能力,全面提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)地位,彰顯主體性學(xué)習(xí)的重要作用。與此同時,教師要改變傳統(tǒng)教學(xué)中的灌輸式、填鴨式教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識,合理培養(yǎng)高中生的自主學(xué)習(xí)能力,從而提高高中生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)整體水平。
例如,高中數(shù)學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“相似三角形的性質(zhì)”的過程中,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生加強理解相似三角形的性質(zhì)定理,明白相似三角形對應(yīng)線段的比等于相似比,面積比等于相似比的平方,讓學(xué)生在操作觀察和猜想類比等活動中,發(fā)現(xiàn)和論證性質(zhì);在實際生活中應(yīng)用相似三角形的性質(zhì)定理解決實際問題,提升學(xué)生的探究意識、思維能力和推理論證能力。首先,在本節(jié)課的教學(xué)中,教師要加強對學(xué)生的引導(dǎo),讓學(xué)生于課前準(zhǔn)備好各種形狀的三角形模板,在多媒體上展示不同的三角形,讓學(xué)生思考在什么樣的情況下兩個三角形會相似?若是兩個三角形相似,那么其相關(guān)的幾何量之間是否存在關(guān)系?其次教師要在課堂上讓學(xué)生探究歸納,以相似三角形的定義為出發(fā)點,思考相似三角形有哪些性質(zhì)?并利用多媒體,展示對應(yīng)例題:已知△ABC∽△A’B’C’,相似比為k。求對應(yīng)的高、中線和角平分線的比。在這樣的例題中,部分學(xué)生會在草稿紙上繪制兩個三角形,在做出三角形的高、中線和角平分線后,依據(jù)已知條件計算相應(yīng)的比。如此學(xué)生能在具體的情境中,加強對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí),深化對數(shù)學(xué)知識奧秘的了解,在學(xué)習(xí)效果的提升中,實現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。
“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式是新時期下數(shù)學(xué)教學(xué)的重要指導(dǎo)模式,其與傳統(tǒng)“教師講授”的教學(xué)模式不同,能對學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣和熱情進(jìn)行激發(fā),能讓學(xué)生積極地參與課程學(xué)習(xí);能在教學(xué)工具的科學(xué)應(yīng)用下,提供學(xué)生充足的思考時間,讓學(xué)生自己利用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行知識學(xué)習(xí),掌握課堂學(xué)習(xí)進(jìn)度,以數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)為依據(jù)思考新的問題,解決問題。
例如,高中數(shù)學(xué)教師在講解數(shù)學(xué)課程“空間幾何體的結(jié)構(gòu)”時,由于此次教學(xué)和學(xué)生空間思維的訓(xùn)練相關(guān),因而教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生以幾何結(jié)構(gòu)特征為依據(jù),分類空間物體;用語言對棱柱、棱錐、棱臺、圓柱、圓錐、圓臺和球的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行概述,在直觀感受到空間物體后,在現(xiàn)實生活中感受空間幾何體,解決生活實際問題。又如,在學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)教材中的“解三角形”這一章節(jié)中,教師要運用信息技術(shù)手段,合理創(chuàng)設(shè)適宜教學(xué)課件,并且巧妙運用“微課”教學(xué)模式進(jìn)行引導(dǎo)性教學(xué),讓學(xué)生充分掌握知識要點和重點,積極開展創(chuàng)新性學(xué)習(xí)活動,增強學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)核心競爭力,為學(xué)生綜合性發(fā)展提供助力。再如,在“解三角形”學(xué)習(xí)中,教師要利用微課手段詳細(xì)展示“正弦定理”“余弦定理”等知識點,幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性分析學(xué)習(xí)活動時,讓學(xué)生圍繞正、余弦定理進(jìn)行學(xué)習(xí),有效增強學(xué)生對知識點的應(yīng)用活動,全面提高高中生數(shù)學(xué)問題思考與解析能力,增強學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維意識,全面提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)核心競爭力。
為了達(dá)到教學(xué)目的,教師可以事先有針對性地制作突破“空間幾何體的結(jié)構(gòu)”教學(xué)難點和教學(xué)重點的視頻,然后在課堂中要求學(xué)生帶著如下數(shù)學(xué)問題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。什么是空間幾何體?空間幾何體有哪些結(jié)構(gòu)?不同的空間幾何體有哪些不同的特征和性質(zhì)?有哪些作用和意義?能否對空間幾何體的表面積和體積進(jìn)行計算?多數(shù)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中,會對部分學(xué)習(xí)難點難以理解。緊接著教師要求學(xué)生根據(jù)自己自主學(xué)習(xí)的情況,有針對性地觀看相關(guān)視頻,通過視頻幫助學(xué)生理解“空間幾何體的結(jié)構(gòu)”的教學(xué)難點和教學(xué)重點。觀看完視頻后,教師還可以根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況,對個別的教學(xué)難點進(jìn)行點撥,讓學(xué)生徹底掌握不同幾何體的表面積和體積計算公式,以及空間幾何體之間、表面積和體積公式是否存在聯(lián)系等學(xué)習(xí)難點,以此讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中不斷思考和分析空間幾何體的結(jié)構(gòu)問題,進(jìn)而提高學(xué)生解決實際數(shù)學(xué)問題的能力和學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
綜上所述,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,對學(xué)生良好的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)是數(shù)學(xué)教學(xué)重點,也是全面發(fā)展學(xué)生的重要途徑。因此,初中教師應(yīng)該在實際教學(xué)中,對學(xué)生的質(zhì)疑能力進(jìn)行培養(yǎng),對良好的數(shù)學(xué)教學(xué)情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè);應(yīng)在對多元化的教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新后,加強應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂,利用這些對學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng),提高其數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維,以實現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。