杨文云
(甘肃省张掖市甘州区长安镇中心学校,甘肃张掖 734000)
培养学生核心素养不仅是初中数学教改的新方向,也是构建学生综合能力和思维体系的主要途径。核心素养概念的提出对数学教学发挥科学的导引作用,教师应该明晰培育学生核心素养的重要性,根据学生身心发展规律和数学素养各维度培养需要深入研究教材,开采课内外教学资源,打造创新的数学教学模式,借助丰富多彩的数学探究活动,引领学生感受数学学习的乐趣,强化学生思维和探究技能,从而巩固学生数学知识体系,为学生数学核心素养发展铺平道路。下面笔者就对此目标展开教学分析。
初中数学教学领域的核心素养,主要包含数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象和数据分析六个素质维度。数学学科核心素养并不单指某项能力,而是对学生数学探究中所需思维品质和综合技能的全面概括。培养学生数学核心素养是推动数学改革的必要举措,同时也是强化学生数学学习能力和兴趣的现实需要。经过数学学情调查和广泛的理论实践研究,笔者将初中数学教学中学生核心素养的培养重要性归纳整理为如下三个方面:
第一,培养核心素养有助于激发学生数学学习兴趣。良好兴趣是学生有效探索数学的前提条件,但是以往初中数学教学局限于教材知识点灌输,没有意识到培养学生自主探究兴趣的重要性。核心素养六要素对教学手段提出不同的要求,因此教师在发展学生核心素养的过程中势必要引入创新、富有趣味的教学资源和方法。如在培育学生数学抽象素养时,教师可以开发利用生活资源;在锻炼学生直观想象能力时,教师可以采用先进的信息化几何软件。这些都能刷新学生对数学课程枯燥、干瘪的认识,从而提高学生学习兴趣和自主意识。
第二,培养核心素养有助于提高学生数学探究效率。数学是注重探究的科目,但是过往初中数学探究活动单一,导致学生数学探究能力难以获得实质性强化。基于此,教师可以根据核心素养每个维度的培植需要,设计开展有针对性的探究活动。如在培养学生逻辑推理素养时,教师可以实施问题化探究;在构建学生数据分析观念时,教师可以策划数据收集、统计、分析等探究任务,组织学生以同伴群组为单位合作完成探究任务。这样,学生的数学探究效率也能更上一层楼。
第三,培养核心素养有助于增强学生解决实际数学问题的能力。新时期初中数学教学强调实践导向,然而以往的填鸭式教学法容易削弱学生实践意识,制约学生实践力的发展。教师加强培养学生数学核心素养,对增强学生解决实际数学问题的能力大有裨益。如在培养学生数学建模素养时,教师基于实践理念,为学生开发数学小实验,促进学生动手动脑、实践创新;在锻炼学生数学运算能力时,教师面向生活实际,为学生设计丰富的运算训练题,引导学生应用运算法则破解生活实际问题,从而借力核心素养的培育高效激发学生数学实践精神。
数学抽象是核心素养要素之一,但是现阶段多数学生的数学抽象能力都比较薄弱。基于此,教师应该运用直观、具象的教学手段为学生呈现数学知识的本质,引导学生经历从具体背景中抽象得出数学概念和变化规律的过程。为了满足学生数学抽象素养的培育需要,教师可以根据数学课程内容,引入生活中相关的事物和场景,为学生创设贴近经验认知的学习情境,引导学生理解数学知识、形成理性思维,从而促进学生数学抽象素养的发展。具体培养策略如下:在利用生活情境培养学生数学抽象素养时,教师应该深入开发和课程知识点有关的生活素材。如在关于平面直角坐标系的教学中,教师就可以采用日常生活中利用数据表示位置的案例,包括学生座位图、电影院座位图、城市地标建筑图等等,将这些生活材料用多媒体工具展示给学生,同时说出几组表示事物位置的有序数对,让学生分小组观察生活图片,在图片中找出相应的位置,并上台插上电子图钉,使学生初步体会数量关系和空间形式的抽象。随后,教师继续结合生活图片,指导学生两人一组,一人任意说出一组有序数对,另一人在图中指出位置,进行轮换问答练习,再引导学生联系教材自学,用(a,b)形式将问答中的各组有序数对表示出来。这样,学生就能够在生活情境中抽象出平面上确定点的常用方法,达到数学抽象素养培育目标[1]。
逻辑推理是数学核心素养培育要点,因此教师要从事实和命题出发,引导学生经历从特殊到一般、从一般到特殊的逻辑推理过程。问题能够调动学生的逻辑推理动机,教师应认真分析数学教材,为学生设计趣味化导学问题,带领学生展开思考、观察、分析、判断、推理、概括等探究活动,向学生渗透归纳、类比、演绎等推理方法,从而增强学生逻辑推理素养。具体培养策略如下:在依托问题导学培育学生数学逻辑推理素养时,教师应该根据课程内容向学生提供命题材料,并提出有效的导学问题,吸引学生参与逻辑推理探究。如在关于有理数分类的教学中,教师可以在提供命题材料时为学生出示若干数字,包括正负整数、分数和零,同时设置导学问题:同学们,老师说这些数都是有理数,这句话对不对?按照不同的分类标准,这些数可以如何划分?在学生回答猜想后,教师不要直接公布答案,而是继续出示不同的数集圈,在圈外标注整数、分数、正整数、负整数、正分数、负分数、0 等字样,然后组织学生合作开展分类推理,把命题材料中的数字分别填入对应的数集圈中。在学生分类填写完毕后,教师可以指导学生自主核对教材中的有理数概念,检验每个数集圈中的数字填写是否正确,并将分类结果代回到探究前的问题,归纳、类比得出数集圈中的数字都属于有理数。这样,学生逻辑推理素养就得到了发展[2]。
数学建模是数学核心素养的重要构成部分,主要是通过建立模型的方法,解决数学实际问题。培养学生的数学建模素养需要经过发现问题、提出问题、剖析问题、构建模型、求解验证结论、改进模型等流程,笔者建议教师根据课程内容,加强开展手动型实验探究,引导学生在实际情境和实践操作中体验数学建模的过程,从而兼顾学生手动操作能力和建模素养的发展。具体培养策略如下:在基于手动型实验探究培育学生数学建模素养时,教师应该立足课程目标为学生创设实验情境,引导学生自主发现和提出问题,然后为学生提供相关实验操作材料,带领学生通过建模解决实验问题。如在关于比较角大小的教学中,教师可以拿出不同大小的角学具,鼓励学生合作观察探讨,提出发现的问题,几分钟后学生反馈:这些角学具的开口和边长都不一样。教师追问:那么角的大小和边长还是张口有关呢?随后,教师发布实验建模任务:下面老师会给大家发放美工刀和纸卡,请大家分小组裁出带有角的若干纸片,然后将两个纸片其中一角的顶点重合,一条边对齐,观察另一条边的位置。学生立即投入实验,并在动手操作和比较后发现另一条边在外面的纸片角更大。接下来,教师再给各组发放两个大小不同的三角板,让学生按照同样方法操作比较;学生发现三角板各角的两条边都重合了,汇报实验结论:角的大小与两边长短无关,与两边的张口有关。这样,学生就在实验操作中完成数学模型的构建[3]。
数学运算在数学核心素养中占有重要地位,学生运算能力的发展源于解题计算训练。在培育学生运算素养时,教师应该围绕运算法则为学生收集或编制多样化题型,锻炼学生灵活应用运算法则解决数学问题的技能,驱动学生运算素养高效养成。具体培养策略如下:在实施多样化题型训练时,教师应该从运算题的类型和解法两方面进行拓展。以关于一元一次方程的运算课程为例,教师可以在拓展题型时为学生搜集和整理填空题、选择题和判断题,重点开发生活应用类运算题,包括打折销售、方案选择、工程问题、行程问题、环形跑道与时钟问题等等。在学生学习生活类应用题的过程中,教师需要引导学生细致审明题意、明晰运算对象,让学生合作交流并找出题面中的等量关系,然后运用一元一次方程法则设未知数、列方程、解方程,检验后写出最终答案,借助多样化题型促进学生运算思维发散。在拓展数学运算解法时,教师应该根据运算法则在互联网题库中为学生收集一题多解题型,指导学生分小组开展解题和运算探究,找到两种或两种以上的列式解题方法。在学生反馈多种解题方法后,教师再鼓励各组阐述运算依据,包括解题思路和用到的运算法则,从而实现学生对数学基础算理的迁移和运用,提高学生数学解题能力和运算素养[4]。
直观想象是数学核心素养的关键维度,主要是指通过几何直观、空间想象,认识和了解事物的形态变化。在培养学生的直观想象素养时,教师应该从数学几何课程切入,采用先进的信息化几何软件,为学生展示几何图形的位置关系、形态特征和运动规律,或者组织学生自主使用几何软件模拟演示图形,引导学生对图形特点分析和描述,从而强化学生数学直观想象素养。具体培养策略如下:在应用信息化几何软件培育学生直观想象素养时,教师应该根据几何教学需求选用适宜的几何软件工具。如在关于轴对称图形的教学中,教师可以先为学生出示生活中有关轴对称的图片,引导学生观察和讨论,从生活图片中直观理解轴对称图形的基本特征。随后,教师将安装几何画板的移动设备发放给学生,指导学生合作使用几何画板的作图功能,先作出一些简单的几何图形,包括长方形、正方形、三角形、梯形等,然后让学生使用画板作出相应的轴对称图形。在学生作图结束后,教师可以启发各组学生联系画板上的图形,用数学语言描述轴对称图形特点,归纳出完整的轴对称图形定义。最后,教师再鼓励学生运用轴对称图形的作图方法继续合作在几何画板上设计创意图案,点拨学生变换每个图形的对称轴和画笔颜色,作出新颖的、色彩缤纷的图案。这样,学生就能够深切地感受到图形的对称美,显著提高学生直观想象和实践创新能力[5]。
数据分析在数学核心素养体系中举足轻重。数据分析素养,包括收集整理数据、提取信息、构建模型,以及分析推理数据信息、获得结论等系统化过程。教师应该立足教材数据课程,布设数据收集和统计类任务,引导学生根据研究对象获得相关数据,通过统计分析和互动交流来掌握数据所反映的问题,从而提高学生的数据分析能力。具体培养策略如下:在布设数据统计类任务时,教师应该基于生活实际巧妙引出研究对象。如在关于数据的集中趋势教学中,教师可以创设一个为每个学生配发运动鞋的生活情境,顺势揭示统计研究主题:同学们,配发运动鞋需要先掌握大家穿鞋的尺寸,下面请同学们5—6 人一组,协助老师获取全班同学的鞋码数据。学生旋即投入数据收集活动。在学生收集数据完毕后,教师指导各组学生将获取的数据整理成表格或统计图,同时提出问题:请同学们计算平均数、中位数、众数分别是多少?学生展开数据分析和描述活动并得出相应答案。教师追问:大家是如何看出或求出各数的?教师可以引导学生对应图表回答,并写出求数据平均数的过程,最后回扣到统计任务问题,说出每个尺码的鞋应该配发的数量。这样,学生就能够体会到数据统计结果对决策的作用,数据分析素养获得顺利培育。
总而言之,在初中数学教学中着力培育学生核心素养,不但有助于激发学生学习兴趣,也有助于大幅提高学生的探究效率和解决实际问题的能力。教师应该通过创设生活化情境、设计趣味化问题、开展手动型实验探究、实施多样化题型训练、应用信息化几何软件、布设数据统计类任务等路径全面创新学生数学核心素养的培养模式,提高学生思维能力和探究能力,从而拓宽学生数学素质发展空间。