张心毅(甘肃省永靖县移民中学,甘肃 临夏回族自治州 731600)
《普通高中数学课程标准(2017 年版)》中明确提出了“数学核心素养”一词,并将其归纳为“数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析”六个方面.这六大数学核心素养,相互独立,相互联系,共同组成了新课程改革下的高中数学教学要求.立足于该全新要求,数学教师在教学时需要注重对教学理念的不断更新,紧紧围绕数学核心素养,重新优化教学设计,从而使高中数学的教学效率得到切实提高.
数学学科核心素养又被称为数学思想,主要是将人自身的思维模式与思维活动有效结合,以使学生形成和数学有关的逻辑思维与逻辑意识.数学思想深浅的程度通常会对学生的数学素养产生直接的影响.数学方法通常是促使数学思维实现具象化,并通过数学思想进行数学问题解决的一种逻辑能力.在高中阶段得到广泛运用的数学方法通常有数形结合、分类讨论、类比指导、函数与方程、构建模型等.
高中阶段作为对于学生的数学学科的学习思维及能力培养的重要阶段,教师站在学生的立场,培养学生的数学素养,对学生后期的发展有直接关系,而且对学生的成长成才产生重要影响.在高中数学教学中,教师培养学生的核心素养,不仅能使学生在课堂学习中养成良好的习惯,还能使学生形成严谨的逻辑思维及数学观.若基础的数学知识与技能为本体,则数学学科的核心素养是“用”,即教师在数学课堂的教学中需要做到“体用结合”,以使学生在学习数学知识的基础上学会应用数学知识,解决数学问题,从而使学生实现良好的发展.从教师的角度来看,数学学科的核心素养能通过指导得以实现.教师在进行教学目标的设置时,需要将数学素养的培养作为中心,在实际教学中培养学生的数学素养,这样既能提升学生的数学素养,锻炼学生的数学思维,又能调动学生学习数学知识的积极性,以使学生实现有效学习.另外,数学教师在进行评价时,也应以核心素养作为标准,对学生的学习成效及教师的教学成果进行检验,从而确保高中数学的教学任务得到顺利完成,并通过教学计划的合理制订,促进数学课堂教学效果的提升.因此,数学学科核心素养的培养,不仅带给教师挑战,还带给教师机遇,这就需要教师与学生的实际相结合,促进数学课堂教学水平的提高.
在新课改下,高中阶段的数学教学仍采取传统化的教学形式,教学效果不甚理想,具体来说,主要表现为以下三个方面.
第一,教师的教学观念较为陈旧.部分数学教师在实际教学时长期受到应试教学理念的制约,使得教学目标始终滞留在数学成绩上.在这种狭隘的教学目标下,教师不能创新教学模式,不仅无法实现核心素养下的教学目标,还会导致学生在学习的过程中产生厌烦的情绪.
第二,学生的学习态度不够端正.在高中数学学习中,需求将学生各个方面的能力综合到一起.一旦受到某些方面的影响,学生对数学知识的理解就会受到制约,从而制约高中数学教学的有效性.然而,在高中数学的实际教学中,部分教师通常忽略学生的个性化,并未帮助学生树立正确的学习态度,使学生受到学习态度的制约,从而影响学生对具体数学知识的理解,降低了数学学习效果.
第三,教师对核心素养的培养不够重视.在新课程改革的背景下,育人目标、理念和方式在不断变化和更新.教师只有与时俱进,及时更新,才能满足核心素养下的教育目标.然而,在高中数学的实际教学中,教师通常忽视数学学科核心素养提出的相关要求,这就会对学生学习相关数学知识产生不利影响.
《普通高中数学课程标准(2017 年版)》中将数学学科的抽象素养描写成通过空间形式与数量关系的抽象,获得的研究数学对象的素养,其通常呈现为:获取数学规则与概念,提出相应的数学模型与命题并形成数学思想与方法,充分认识到数学结构和体系.下面,我们从两个方面进行分析.
第一,以概念形成,实现数学学科抽象素养的培养.概念形成主要是指在实际教学中,以从特殊至一般的思想方法,概括获得抽象的数学概念,这通常是对学生数学思维进行不断培养的过程.鉴于此,教师可以通过概念形成的过程,对学生数学学科的抽象素养进行培养.同时,教师可以通过对情境的创设,与学生所熟悉的生活案例相结合,促使抽象化的数学概念实现具体化,从而使学生获取到数学概念的本质.为了使学生更好地掌握相关数学概念,教师既要对数学抽象的本质进行了解,掌握数学抽象的相关方法,又要注重对学生抽象素养的培养.因此,在对高中数学的概念进行教学时,教师需要充分认识核心概念,以此揭示出概念的本质.
第二,以抽象函数,实现数学学科抽象素养的培养.与初中阶段的教学相比,高中数学题的设置通常更趋向于理论化,其中,许多的具体应用类问题在高中阶段的数学题目中是难以见到的.抽象函数通常在高中数学的具体教学中占据较大比例.要想使学生形成相应的抽象素养,促使学生数学学习能力的提高,教师需要注重对抽象函数进行深入的研究.因此,如果学生无法根据实际生活中的经验进行问题解决,数学教师就需要给予学生相应的引导,以使学生在数学课堂的学习过程中形成相应的抽象理念.在培养学生应具备的抽象素养时,数学教师可以通过对典型例题的讲解与研究,以抽象思想和方法的渗透,让学生领悟到问题归纳、思想方式的抽象,并通过对学生方法体系以及认知结构的完善,促使学生的抽象素养得到良好发展.例如,在进行排列组合的相关内容讲解时,由于学生刚刚了解与学习排列组合,存在相应的困难,数学教师可以给予他们相应的提示,并引导学生对排列组合相关问题的逻辑思路以及基本规律进行解决,这样一来,学生的抽象思维能力得以提升.在对数列的相关知识进行讲解时,由于数列可以与函数相结合,增加学习难度,为了有效解决这一问题,使学生更好地理解与数列有关的知识,牢固等比数列与等差数列之间的关系,并找出函数可能与哪些数列相联系,教师需要充分注重自身在课堂中的引导作用,让学生在学习过程中勇于提问,从而使学生形成抽象思维.
逻辑推理的核心素养通常是指人们通过数学活动进行数学思想的交流、数学结论的掌握、数学命题的构建等重要方法,其不仅有效确保了数学知识的严谨性,而且对人的理性思维形成具有重要作用,下面,我们从三个方面进行分析.
第一,以概念教学,促使学生形成相应的逻辑推理理念.数学概念的产生通常和逻辑思维有着密切关联.高中数学中相关概念的证明通常可以通过逻辑推理的方式实施叙述论证.在概念的教学中,教师可以通过归纳与推理的方式,促使学生充分地熟悉与掌握相关概念,并通过知识经验的积累,在潜移默化中形成逻辑推理的思维,并将该思维运用到具体生活中.
第二,以几何教学,促进学生逻辑推理能力的提升.高中时期的几何知识通常有着较强的逻辑性,学生学习几何知识有助于对自身逻辑推理能力进行培养.在几何的教学中,数学教师需要先按照题意,整理出与学生认知相适应的解题思路,再在黑板上给予学生正确的解法,将解题思路仔细地介绍给学生,如怎样找出题目突破口?怎样应用逻辑思维实施推理?等等.在这之后,数学教师需要带领学生进行复习与回顾,通过对知识的求解促使学生逻辑推理能力的提高.
第三,以公式教学,促使学生形成逻辑思维.对于公式教学而言,其主要是对公式进行推导、感知、应用的过程.在该过程中,数学教师可以设计一些和教学内容有关的实验,让学生亲自动手,并通过逻辑论证开展猜想与归纳的过程,从而获取到数学公式.
《普通高中数学课程标准(2017 年版)》中将数学建模描述成对现实问题实施数学抽象,通过数学语言进行问题表达、数学知识与方法进行模型构建,并解决问题的一种素养,其通常体现为:发现与提出问题,构建与求解、检验与完善数学模型.下面,我们从两个方面进行分析.
第一,以类比法,实现建模思想的培养.类比法通常是指以不同的两种事物进行比较,对事物的相同或相似之处进行发现,并推测出其他方面存有的类似的方法.通过数学建模可知,类比法通常是构建数学模型时极为常见的一种方法.在具体教学中,教师可以通过类比法帮助学生对常规思维不能解决的问题进行解决,以使学生充分掌握复杂问题中存在的内在规律,并使学生形成相应的建模能力.因此,数学教师需要注重指导学生从题目信息中找到相应的数量关系,以使学生实现模型的构建.
第二,以直接法,引导学生构建模型.模型的构建不仅是建模活动中的重要环节,而且是建模活动的组成部分.教师在数学课堂的教学中培养学生应具备的建模素养时,就需要激发学生对模型构建的兴趣,引导学生从熟悉的情境中构建模型.通过学生已知的信息构建适当模型对实际问题进行解决的方法就是直接法.直接法通常是数学知识学习中较为常用的学习法,在具体教学时,教师需要引导学生注重认真审题以及整理数据,明确变量之间的关系,并通过题意进行分析,构建数学模型实施求解.
学生直观想象的素养培养,不仅能深化学生对“数”和“形”的充分掌握,而且能使学生形成创造性思维.下面,我们从两个方面进行分析.
第一,以画图策略,培养学生的直观想象力.画图作为数学问题解决的重要方法,其主要通过图形对数学问题进行描述,以使抽象的数学问题具体化与直观化,从而使学生更好地理解与掌握有关数学知识,以实现数学问题的有效解决.
第二,通过“数”与“形”的相互关系,以函数图像实施准确描述,并对解题思路进行准确把握,以使解题思路更加直观明了,并通过解题过程的简化促使学生形成直观的想象素养.在数学的实际教学中,教师需要培养学生形成画图的习惯,引导学生更好地理解变量间的关系,并通过将画图与其他教学法相结合,促使学生形成相应的直观想象素养.
《普通高中数学课程标准(2017 年版)》中明确提出,在运算对象明晰的基础上,根据运算法则对数学问题进行解决的素养.下面,我们从两个方面进行分析.
第一,以问题转化,对数学的运算问题进行解决.问题转化主要是指通过相应的方法对复杂问题进行简单化,通常包括图形问题的简单化、代数问题的图形化、生活问题的数学化等.同时,在解析几何与向量知识的具体教学中,教师可以通过问题的转化,促使几何问题转变为代数问题.在问题简化的运算中,教师加强训练学生的运算能力,能使学生形成数学学科的运算素养.在数学知识的教学中,教师需要注重培养学生的转化能力,调动学生的转化思维,使学生把复杂问题数学化、简单化,从而使学生形成数学学科的运算素养.
第二,以运算习惯,促进学生运算素养的发展.要想使学生的运算能力得到有效增强,教师需要充分关注学生在学习活动中的细节问题.学生在具体运算时通常忽视草稿纸的作用.实际上,草稿纸对后续检查的活动产生重要影响,因此,教师需要注重培养学生形成良好的运算能力,并使学生的数学运算素养得到有效提高.
数学分析能力属于数学学科核心素养培养的主要内容,主要是指学生在数学学习的过程中从研究对象中获得数据,之后利用统计方法,对相关的数据信息进行分析.这一数学核心素养是信息时代下最为重要的方法.鉴于此,高中数学教师在培养学生的数据分析素养时可以借助现代网络技术,引导学生对相关数学加以分析与处理,以使学生的数据分析能力得到切实提高.高中数学教师可以结合学生日常生活中最为常见的运动或现象,以比赛或各种数据作为研究依据,培养学生的数据分析素养.同时,在对数据进行分析的时候,教师可以利用网络技术,帮助学生构建频率分布直方图、频率折线图,对相关的数据进行分析,引导学生从中计算出众数、中位数、平均数,最终得出问题的结论.如此一来,通过网络信息技术的应用,教师帮助学生对数据进行了更好的分析,以使学生在分析与思考数学知识的同时实现数学分析能力的提升.
综上所述,在核心素养下,数学教师在教学时需要依据数学学科核心素养的相关内容,借助问题串培养学生的逻辑推理能力,利用网络数据强化学生的数据分析能力,依托数学情境强化学生的数学抽象素养,开展生活化教学培养学生的数学建模能力,利用多媒体信息技术激发学生的想象能力,开展训练培养学生的数学运算能力,不断提升高中数学课堂教学效果,满足核心素养下的教学目标.