陶曉霞 劉麗花 胡俊紅
摘? ?要:高考數(shù)學(xué)越來越側(cè)重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力的考查。其中,應(yīng)用題既能考查學(xué)生對所學(xué)知識的靈活運用水平,又能考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力,深得命題者的青睞,但應(yīng)用題也成為學(xué)生失分的“重災(zāi)區(qū)”。日常教學(xué)中,教師可通過加強對學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀審題能力的培養(yǎng)和建模能力的培養(yǎng),幫助學(xué)生更好地分析題目,進(jìn)行解答。
關(guān)鍵詞:高考數(shù)學(xué);應(yīng)用題;閱讀能力;建模能力
中圖分類號:G633.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? 文章編號:1009-010X(2023)03-0036-03
隨著《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課標(biāo)》)實施的深入,高考數(shù)學(xué)越來越側(cè)重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力的考查。其中,應(yīng)用題既能考查學(xué)生對所學(xué)知識的靈活運用水平,又能考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力,深得命題者的青睞。然而,筆者通過對近幾年高考試題得分情況的研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生在應(yīng)用題上失分較多,很多學(xué)生在解答應(yīng)用題時感覺束手無策,在有限的時間里不能快速提煉出有效信息,有些學(xué)生甚至因畏懼心理直接選擇放棄。究其原因,是這些學(xué)生不能正確理解題意,無法將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,更不要提解決數(shù)學(xué)問題了。以上幾個障礙是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中亟待解決的問題。
我們先來看看高考應(yīng)用題的題目特征和考查目標(biāo)。2019年全國卷一維納斯身高的估測考查了學(xué)生的計算能力、邏輯分析能力;2021年新高考一卷中設(shè)置了折紙與數(shù)列的綜合和比賽獲勝的概率問題,北京卷考查新冠病毒感染的概率問題;2022年新高考一卷以水庫為背景考查棱臺體積,相關(guān)關(guān)系考查內(nèi)容涉及疾病與衛(wèi)生習(xí)慣間的關(guān)系;全國二卷以中國古建筑中的舉架結(jié)構(gòu)為背景考查數(shù)列問題,等等。考試題目選材內(nèi)容貼近于社會熱點、時事政治等方面,背景內(nèi)容與生活實際結(jié)合緊密,它要求學(xué)生能夠構(gòu)建數(shù)學(xué)知識與生活實際之間的聯(lián)系,從而解決實際問題。在未來一段時間內(nèi),題目背景生活化仍然是高考數(shù)學(xué)應(yīng)用題的主要特征。
高考數(shù)學(xué)題目的考查重點是學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,而數(shù)學(xué)建模能力就是將實際問題抽象轉(zhuǎn)化為具體數(shù)學(xué)問題的思維能力,是學(xué)生必備的基礎(chǔ)能力,這在近幾年的高考數(shù)學(xué)考查中尤為突出。
日常教學(xué)中,我們要側(cè)重學(xué)生以下兩個方面的培養(yǎng):
一、對審題能力的培養(yǎng)
高考數(shù)學(xué)應(yīng)用題的篇幅長,信息量大,這就要求學(xué)生有較強的閱讀理解能力,能夠通過現(xiàn)象看到問題的本質(zhì),尋找到關(guān)聯(lián)的知識點,建立數(shù)學(xué)模型,解決數(shù)學(xué)問題。
在教學(xué)中,教會學(xué)生閱讀,可以使學(xué)生實現(xiàn)獨立思考和自主學(xué)習(xí)。提高數(shù)學(xué)閱讀能力,可以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展,從而有助于探究能力的發(fā)展。那么怎樣培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)閱讀能力呢?
(一)調(diào)動學(xué)生閱讀興趣 創(chuàng)設(shè)閱讀的情境和氛圍
創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境,能夠激發(fā)和保持學(xué)生的閱讀興趣,讓閱讀成為自覺的行為。教師要轉(zhuǎn)換角色,對于重難點及關(guān)鍵點要編寫閱讀提綱,設(shè)置好啟發(fā)點,降低難度,強調(diào)重點,適時點撥、提醒,讓學(xué)生帶著問題邊閱讀邊思考,保持強烈的求知欲。學(xué)貴有疑,當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的知識不足以解決問題時,就會積極探索新的知識;當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)單憑自己的力量無法完成任務(wù)時,就會求助同學(xué),采用小組合作探究方式來解決問題;當(dāng)學(xué)生解決了一個個問題,從中獲得的成就感將有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
例如針對選擇性必修二課本第42頁的閱讀與思考“中國古代數(shù)學(xué)家求數(shù)列和的方法”,我們可以給學(xué)生制定如下閱讀提綱,以激發(fā)學(xué)生的閱讀興趣并且強調(diào)出本篇閱讀內(nèi)容的關(guān)鍵點。
1.本文列出了哪幾個數(shù)學(xué)家的求和方法?
2.這幾個數(shù)學(xué)家的求和方法與課本上介紹的方法有什么異同?
3.這些古代數(shù)學(xué)家的推導(dǎo)方式有什么共同之處呢?你怎樣評價我國古代數(shù)學(xué)家的數(shù)學(xué)成就呢?
4.古文“幾何日相逢及各行幾何”含義為:第幾日能夠相逢?每匹馬各行了多少里?
培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力,將數(shù)學(xué)閱讀教學(xué)納入到課程教學(xué)環(huán)節(jié),使得教學(xué)逐步往“講讀練三結(jié)合”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化。
(二)幫助學(xué)生學(xué)會略讀和精讀
略讀,就是對題目的整體把握,通過閱讀明確條件是什么,問題是什么,切入點是什么。精讀,就是對材料進(jìn)行逐字逐句的閱讀,搞清字里行間的關(guān)系,從而理清概念、定理、公式之間的邏輯關(guān)系。教師要幫助學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真、細(xì)心的閱讀習(xí)慣,對題目中的關(guān)鍵字詞進(jìn)行標(biāo)注,讓學(xué)生能夠熟練地進(jìn)行文字語言、圖形語言、數(shù)學(xué)符號語言的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而深入探究,列出關(guān)系式,尋找變量間的關(guān)系,從而完成建模。以如下應(yīng)用題為例進(jìn)行說明。
近兩年直播電商迅猛發(fā)展,某廠家往年不與直播平臺合作時,每年都舉行多次大型線下促銷活動。經(jīng)測算,只進(jìn)行線下促銷活動時總促銷費用為24萬元?,F(xiàn)決定采用線上(直播促銷)線下同時進(jìn)行的促銷模式,與某直播平臺達(dá)成一個為期4年的合作協(xié)議,直播費用(單位:萬元)只與4年的總直播時長x(單位:小時)成正比,比例系數(shù)為0.12.已知與直播平臺合作后該廠家每年所需的線下促銷費C(單位:萬元)與總直播時長x(單位:小時)之間的關(guān)系為C=k/x+50(x≥0,k為常數(shù)).記該廠家線上促銷費用與4年線下促銷費用之和為y(單位:萬元)
(1)寫出y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)該廠家直播時長x為多少時,可使y最???并求出y的最小值.
在第一遍略讀時,我們可以明確有效信息從第二行開始,并把重要信息勾畫出來,基本確定本題需要構(gòu)造函數(shù)求最值;第二遍精讀,把容易忽略的重要字眼突出標(biāo)記,構(gòu)建函數(shù)模型。其中,常數(shù)k的確定對審題能力提出較高要求,即當(dāng)時C的取值應(yīng)為只進(jìn)行線下促銷活動時的總促銷費用24萬元,這樣便可以列出等量關(guān)系,求出k的取值;第二個易錯點是,C表示的是每年的線下促銷費,在表示費用之和y的時候容易忽略乘以4。而這些易錯的問題在精讀時加以標(biāo)記并進(jìn)行重點分析,是可以突破的。
二、對數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)
(一)挖掘教材 聯(lián)系生活 激發(fā)建模意識
高中數(shù)學(xué)應(yīng)用問題與數(shù)學(xué)建模在本質(zhì)上都是為了解決生活場景中的實際問題,所以在解決的步驟上有許多相似之處,但是二者存在層次上的差別和質(zhì)的差異。比如:應(yīng)用題是命題者精心加工提煉出來的比較明確的數(shù)學(xué)問題,條件是比較充分的,一般不需要假設(shè);而數(shù)學(xué)建模問題一般來源于實際生活,條件未必充分,有可能要進(jìn)行假設(shè),討論與論證要復(fù)雜得多,最后還需要有報告文章來總結(jié)。不過應(yīng)用題教學(xué)和建模教學(xué)都是學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的過程,都體現(xiàn)了學(xué)和用的統(tǒng)一。
新教材的編寫突出體現(xiàn)了應(yīng)用意識,每一章的序言都從實際問題引入,例題、習(xí)題、復(fù)習(xí)題都增加了應(yīng)用問題的數(shù)量,新增了“實習(xí)作業(yè)”和“研究性課題”這一環(huán)節(jié),提出了數(shù)學(xué)建模的研究內(nèi)容。教師應(yīng)關(guān)注教材的這一變化,并在教學(xué)過程中讓學(xué)生做好研究性問題的探討;教師要深入挖掘教材,在大單元教學(xué)理念指引下,用好教材中的應(yīng)用實例,使學(xué)生逐步掌握抽象數(shù)學(xué)對象、發(fā)現(xiàn)和提出數(shù)學(xué)問題的方法。
高中數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也越來越多地與實際問題相聯(lián)系,比如統(tǒng)計學(xué)中,尋找函數(shù)進(jìn)行擬合,進(jìn)而進(jìn)行目標(biāo)預(yù)測;三角學(xué)中,實際距離、角度的測量等問題。數(shù)學(xué)建模教學(xué)能夠為數(shù)學(xué)應(yīng)用問題教學(xué)提供全新的教學(xué)方向。數(shù)學(xué)建模教學(xué)可以緊緊圍繞它的五個步驟進(jìn)行,第一步提出研究問題及假設(shè),第二步選擇合適的建模方法,第三步推導(dǎo)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式,第四步解決數(shù)學(xué)問題,第五步回答實際問題。在教學(xué)實施過程中,為使學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)的思維模式,教師可采用情景化、多媒體化等教學(xué)模式,將抽象的知識內(nèi)容進(jìn)行形象化表達(dá),以便于建立數(shù)學(xué)模型,從而實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的習(xí)得、利用和提升。
高考數(shù)學(xué)試卷中,應(yīng)用題除了與實際生活緊密相連,通常還包含多個知識點,綜合性較強。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,要注重培養(yǎng)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化意識,理解不同知識點之間的聯(lián)系。比如:題目中的數(shù)學(xué)模型、公式等,如有必要需進(jìn)行變形,轉(zhuǎn)化為另一個熟悉的模型或公式,再比如對于空間角、距離、表面積、體積等立體幾何問題,可以建立空間直角坐標(biāo)系,發(fā)揮數(shù)形結(jié)合的優(yōu)勢進(jìn)行思考;概率統(tǒng)計問題與數(shù)列綜合在一起的考查也屢屢出現(xiàn)……題目的綜合性強,對學(xué)生的轉(zhuǎn)化意識提出了更高的要求。
(二)凸顯學(xué)生主體地位 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)課堂中,教師占據(jù)絕對主導(dǎo)地位,學(xué)生則作為配角、聽眾,被動地接受知識信息。這種學(xué)習(xí)模式不僅不利于學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展,解決問題的思路也容易固化、僵化,無法做到“見招拆招”,這是不符合當(dāng)下數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的。因此,教師應(yīng)轉(zhuǎn)換角色,成為課堂的組織者、輔導(dǎo)者,而不是主導(dǎo)者,為學(xué)生創(chuàng)造一定的自主學(xué)習(xí)、自主思考的空間,讓學(xué)生成為問題的研究者、探索者,甚至是發(fā)現(xiàn)者,凸顯其主體地位,促使其通過自主探究、主動思考提升解題能力。尤其是在建模問題研究過程中,要舍得花時間,讓學(xué)生以小組為單位,分工協(xié)作,進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、實際測量、模型建立、數(shù)學(xué)計算、報告解釋,通過合作探究,提升解決問題的能力。
在平時教學(xué)中,教師要鼓勵學(xué)生大膽提出設(shè)想,展開想象,敢于創(chuàng)新,并及時給予反饋,與學(xué)生一起從生活出發(fā),努力證實這些猜想;對于錯誤的猜想,一起探討問題所在,教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考,將數(shù)學(xué)知識和實際問題結(jié)合起來,用簡單的數(shù)學(xué)建模提高學(xué)生的數(shù)學(xué)基本技能。教師在教學(xué)的過程中可以讓學(xué)生參與到簡單的應(yīng)用題編寫過程當(dāng)中,讓學(xué)生創(chuàng)造性地設(shè)置問題、解決問題,以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,提升學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與樂趣。
綜上所述,教師應(yīng)當(dāng)在日常教學(xué)中,注重培養(yǎng)學(xué)生的審題能力,提升學(xué)生的思維活躍度,從而提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平和數(shù)學(xué)建模能力,滿足時代對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的要求。