《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)》(下稱“新課標”)已頒布幾年,相應(yīng)的新教材實施也已全面鋪開.作為一線教師,在教學中實施新課程、教好新教材、發(fā)展學生核心素養(yǎng),是當務(wù)之急.
相對于上一版課程標準,這一版課程標準將課程內(nèi)容模塊進行了整合,在內(nèi)容取舍、章節(jié)順序、呈現(xiàn)方式等方面有諸多變化,更加突出核心內(nèi)容、體現(xiàn)思想方法、注重能力發(fā)展,更加強調(diào)“四基”(基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗)的落實,更加突出“四能”(發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題)的提高,比如更加關(guān)注問題情境(教材和試題),倡導單元(主題)教學,加強對數(shù)學應(yīng)用和數(shù)學文化的考查(數(shù)學閱讀)等.
1 關(guān)注問題情境
1.1 高考試題情境分析
例1 (2020年新高考全國Ⅰ卷·4)日晷是中國古代用來測定時間的儀器,利用與晷面垂直的晷針投射到晷面的影子來測定時間.把地球看成一個球(球心記為O),地球上一點A的緯度是指OA與地球赤道所在平面所成角,點A處的水平面是指過點A且與OA垂直的平面.在點A處放置一個日晷,若晷面與赤道所在平面平行,點A處的緯度為北緯40,則晷針與點A處的水平面所成角為( )
A.20° B.40° C.50° D.90°
分析 高考試題結(jié)合中國傳統(tǒng)文化知識,這是個常考題型,要引導學生從復雜的問題背景中抽象出數(shù)學知識,即實際問題模型化.同時在平時的教學中也可適當引入一些與數(shù)學有關(guān)的文化知識.
1.2 教材問題中的情境分析
比如在新教材(人教版A)必修第一冊第五章5.6節(jié)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及性質(zhì),教材這樣引入:
問題 筒車是我國古代發(fā)明的一種水利灌溉工具,因其經(jīng)濟又環(huán)保,至今還在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到使用,明朝科學家徐光啟在《農(nóng)政全書》中用圖畫描繪了筒車的工作原理.
假定在水流量穩(wěn)定的情況下,筒車上的每一個盛水筒都做勻速圓周運動.你能用一個合適的函數(shù)模型來刻畫盛水筒(視為質(zhì)點)距離水面的相對高度與時間的關(guān)系嗎?
將筒車抽象為一個幾何圖形,設(shè)經(jīng)過t秒后,盛水筒M從點P0運動到點P.由筒車的工作原理可知,這個盛水筒距離水面的高度H,由以下量決定:筒車轉(zhuǎn)輪的中心O到水面的距離h,筒車的半徑r,筒車轉(zhuǎn)動的角速度ω,盛水筒的初始位置P0以及所經(jīng)過的時間t.分析這些量之間的相互關(guān)系,進而建立盛水筒M運動的數(shù)學模型.這樣引入了關(guān)于三角函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的學習.
1.3 教學案例中的情境分析
在教學中如何讓“素養(yǎng)”形成,不能單純依賴教師的教,也需要學生參與,不能單純依賴記憶與模仿,而是需要感悟與思維,這要求教師把握教材內(nèi)容的數(shù)學本質(zhì),創(chuàng)設(shè)合適的教學情境,提出相關(guān)的數(shù)學問題,引發(fā)學生的認知沖突,組織互動探究的教學活動.
比如在講授《正弦定理》這節(jié)課時:教師在開課前可以提出這樣一個生活問題:
如圖3,設(shè)AB,兩點在河兩岸,測繪人員只有皮尺和測角儀兩種工具,沒法跨河測量,利用現(xiàn)有工具,你能利用所學的知識設(shè)計一個測量AB,兩點距離的方案嗎?
(學生分組討論)
從生活中具體實例引入,讓學生感受到生活中處處有數(shù)學,進而激發(fā)學生的學習熱情.
2 重視主題教學
“新課標”在“實施建議”中強調(diào)“學生數(shù)學核心素養(yǎng)水平的達成不是一蹴而就的,具有階段性、連續(xù)性、整體性等特點,教師應(yīng)理解不同數(shù)學核心素養(yǎng)水平的具體要求,不僅關(guān)注每一節(jié)課的教學目標,更要關(guān)注主題單元的教學目標……明晰數(shù)學核心素養(yǎng)的發(fā)展要從整體上把握課程……”因此,教師在備課時要著眼于整個單元,要體現(xiàn)整體性、邏輯性、系統(tǒng)性,深入剖析單元內(nèi)知識之間的聯(lián)系與銜接.
例如,在備課必修第一冊第五章三角函數(shù)時,可將整章內(nèi)容大致分成三個主題:一是角的概念及三角函數(shù)的定義,二是三角公式(即三角恒等變換),三是三角函數(shù)圖象與性質(zhì).每個主題既有獨立性又有相關(guān)性.這樣的主題教學能讓學生學得扎實又深入.
另外,在各個主題教學中可以將一些高考高頻考點以微專題的形式展現(xiàn),幫助學生有效提高解題準確率和解題速度.比如,在三角恒等變換主題教學中可設(shè)置微專題《輔助角公式的應(yīng)用》,在三角函數(shù)圖象與性質(zhì)主題教學中可設(shè)置的微專題有《三角函數(shù)值域求解方法》《函數(shù)y=Asin(ωx+φ)中參數(shù)的求解》《三角函數(shù)中周期性與對稱性綜合》等.下面舉一個微專題的例子.
微專題教學案例:y=Asin(ωx+φ)中參數(shù)的取值范圍的求解.
函數(shù)f(x)Asin(ωx+φ)的性質(zhì)是一個常見的高考考點,此類題目難度都不小,特別是當函數(shù)含參數(shù)時,題目的難度又進一步增加,很多學生在面對這類難題時無從下手.本微專題基于對高考實測試題的研究,以精準高效的復習指導為導向,將問題模型化,實現(xiàn)重難點的突破,幫助學生有效提升解題能力.
這個知識點設(shè)計題型主要有兩種:
(1)區(qū)間包含一個定點.例如:已知函數(shù)f(x)=sinωx(ω>0)在區(qū)間[-π/4,π/2]上恰有兩個極值點,求ω的取值范圍?
思路分析令t=ωx,則t∈[-πω/4,πω/2].因為ω>0,所以0∈[-πω/4,πω/2].這樣可以確定t范圍中的一點,由此確定區(qū)間內(nèi)的兩個極值點.
(2)區(qū)間無定點.例如:函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),若f(x)在區(qū)間[0,π/2]上是單調(diào)函數(shù),f(-π)=f(0)=-f(π/2),則ω的值為( )
A.1/2 B.2
C.1/2或2/3 D.2/3或2
思路分析 令t=ωx+φ,因為x∈[0,π/2],所以t∈[φ,π/2ω+φ],此時區(qū)間內(nèi)無定點,需要結(jié)合周期限制,來得到對ω的限制.
將這類問題用模式化的解題思路予以解決,通過第一步換元,第二步求換元后變量的范圍,第三步結(jié)合函數(shù)圖象解決問題,使得解題思路清晰,學生操作起來一氣呵成,只需注意計算的正確性和變量的范圍.這種模式化的解題思路,思維量小,步驟簡潔,準確率高,使得后進生在解題中更有信心,優(yōu)生在解此類問題中節(jié)省大量時間,可幫助學生在復習階段快速提分.另一方面,也能讓學生感受到此解法的魅力,夯實基礎(chǔ),在解題過程中感受到數(shù)學邏輯的魅力.
3 加強數(shù)學閱讀能力培養(yǎng)
在平時的教學中,我們覺得數(shù)學更多地與邏輯思維、空間想象和計算等關(guān)聯(lián),實際上數(shù)學的學習也與閱讀密切相關(guān).“新課標”指出,高中數(shù)學教學要以發(fā)展學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)為導向,提出采用獨立思考、自主學習、合作交流等多種學習方式,激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,不斷引導學生感悟數(shù)學的科學價值、應(yīng)用價值、文化價值.閱讀是學生獲取知識和信息的重要途徑.因此,閱讀應(yīng)成為學生學習數(shù)學的重要方式之一.近年來,高考試卷和各級質(zhì)檢試卷越來越重視學生閱讀能力的考查.
“新課標”非常強調(diào)對學生閱讀能力的培養(yǎng),對每個數(shù)學主題閱讀都提供了一些選題和實施建議,新教材開辟了“閱讀與思考”欄目,在每個章節(jié)提供了豐富多彩的拓展性閱讀素材.
如何有效開展數(shù)學新教材的閱讀指導?
3.1 讀章首
在歷次版本的更新?lián)Q代中,數(shù)學教材的可讀性越來越強,許多圖片都是彩色印刷的,內(nèi)容也更加貼近學生閱讀實際,新教材的封面、主編寄語(談數(shù)學有用和學習之法)、本冊引導、目錄、章首語等內(nèi)容有大量隱形數(shù)學課程元素,通過閱讀,可以培養(yǎng)學生的數(shù)學大局觀,從宏觀上了解學習內(nèi)容、結(jié)構(gòu),提升數(shù)學學習能力.教材中還有很大篇幅的數(shù)學歷史,數(shù)學文化等閱讀材料,也可以幫助學生更好地理解數(shù)學.
3.2 讀概念
在新教材中,許多概念后面都有一些圍繞概念理解的思考題,幫助學生更好地理解概念,如:新教材必修一第一冊第77頁函數(shù)的單調(diào)性,后面就留下了兩個思考題:
思考題1 設(shè)A是區(qū)間D上某些自變量的取值組成的集合,而且?x1,x2∈A,當x1 思考題2 函數(shù)的單調(diào)性是對定義域內(nèi)某個區(qū)間而言的,你能舉出在整個定義域內(nèi)單調(diào)遞增的函數(shù)例子嗎?你能舉出在定義域內(nèi)的某些區(qū)間單調(diào)遞增但在另一些區(qū)間上單調(diào)遞減的函數(shù)例子嗎? 3.3 讀例題(習題) 新教材中的例題和習題,其設(shè)計形式和開放程度較以前的練習題有了很大的變化,學生在學習中發(fā)現(xiàn)部分問題(包括例題的解答)和自己的認識有差異,將其梳理出來,就是很好的批判性學習. 3.4 讀課外拓展 教師引導,和學生一起收集和查閱資料,通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等途徑查閱有關(guān)教學內(nèi)容的資料. “新課標”明確提出:“教師要把教學活動的重心放在促進學生學會學習上,積極探索有利于促進學生學習的多樣化教學方式,不僅限于講授與練習,也包括引導學生閱讀自學、獨立思考、動手實踐、自主探索、合作交流等”. 高中數(shù)學新教材的改革使得教學實踐更具創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性,教師在實際教學中要不斷總結(jié)和歸納高中數(shù)學新教材的教學方法和教學思路,力爭適應(yīng)當今知識時代和經(jīng)濟時代下的教學改革,為祖國培養(yǎng)更多更好的科技型人才. 參考文獻 [1]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)[S].北京:人民教育出版社,2020 [2]劉爾好.基于數(shù)學核心素養(yǎng)的課堂教學——以《正弦定理》的教學設(shè)計為例[J].高考,2019(01):23 [3]喻崢惠.新課改背景下概念教學的實施策略研究[J].中學數(shù)學,2023(02):16-17 (本文系教育部福建師范大學基礎(chǔ)教育課程研究中心2022年開放課題“以“單元”為單位的數(shù)學讀思達的教學實踐研究”(課題立項批準號:KCA2022128)研究成果)