陸穎
摘 要:本文通過對高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的分析,并以不等式的教學(xué)為例,探索高中數(shù)學(xué)在教學(xué)實(shí)踐中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對策。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);核心素養(yǎng);培養(yǎng)策略;不等式
“核心素養(yǎng)”的概念于2014年3月底首次于教育部的文件中正式提出。這一概念是我國教育科學(xué)領(lǐng)域新課程改革推進(jìn)的最新要求。數(shù)學(xué)是高中階段一門非常重要的課程,如何在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),成為高中數(shù)學(xué)教育工作者的重要工作。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),以不等式的教學(xué)為例,初步探討高中數(shù)學(xué)教育中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略,為我國高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供有益的思考。
一、高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)概述
國際學(xué)生評估項(xiàng)目認(rèn)為,數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指個(gè)體識別和理解數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)世界中作用并做出有理有據(jù)的數(shù)學(xué)判斷的個(gè)人能力,以及作為一個(gè)有獨(dú)創(chuàng)精神、關(guān)心社會、善于思考的公民,利用數(shù)學(xué)滿足個(gè)人生活的能力。高中數(shù)學(xué)應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析六個(gè)方面的能力,這六種能力共同構(gòu)成高中數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)能力。
高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為高中數(shù)學(xué)教學(xué)提出了新的目標(biāo)和新的追求,為高中數(shù)學(xué)新課程改革進(jìn)一步指明了方向。
二、高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)對策
不等式是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,也是難點(diǎn)之一,歷年來在全國各地的高考中均作為考核的重難點(diǎn)。不等式相關(guān)知識在工程實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用。本文以不等式的教學(xué)為例,探索高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)能力的培養(yǎng)策略。
1. 靈活運(yùn)用不等式解答方法,提高學(xué)生的邏輯思維能力
邏輯推理是指從一些事實(shí)和命題出發(fā),依據(jù)邏輯規(guī)則推出一個(gè)命題的思維過程。邏輯思維是高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,也是不等式教學(xué)中重點(diǎn)培養(yǎng)的能力之一。在不等式的教學(xué)中,教師應(yīng)靈活運(yùn)用各類解題方法,幫助學(xué)生發(fā)散思維,提高學(xué)生的邏輯思維能力。
例1:若實(shí)數(shù)x、y、m滿足|x-m|<|y-m|,則稱x比y接近m。
(1)若x2-1比3接近0,求x的取值范圍;
(2)對任意兩個(gè)不相等的正數(shù)a、b,證明:a2b+ab2比a3+b3接近;
解:(1) x∈(-2,2);
(2)對任意兩個(gè)不相等的正數(shù)a、b,有a2b+ab2>2ab,a3+b3>2ab,
因?yàn)閨a2b+ab2-2ab|-|a3+b3-2ab|=-(a+b)
(a-b)2<0,
所以|a2b+ab2-2ab|<|a3+b3-2ab|,即a2b+ab2比a3+b3接近2ab。
在不等式求解中,學(xué)生應(yīng)充分審題,從中尋找解題的突破口,靈活運(yùn)用多種不等式計(jì)算方法,打開思維方式。邏輯推理是得到數(shù)學(xué)結(jié)論、構(gòu)建數(shù)學(xué)體系的重要方式,是數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的基本保證,是人們在數(shù)學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行交流的基本思維品質(zhì)。
2. 以不等式計(jì)算技巧,培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象能力
直觀想象是指借助幾何直觀和空間想象感知事物的形態(tài)與變化,利用圖形理解和解決數(shù)學(xué)問題的過程。直觀想象能力是高中數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)之一。想象力是現(xiàn)代科學(xué)進(jìn)步發(fā)展的核心引導(dǎo)力,培養(yǎng)學(xué)生的想象力是高中數(shù)學(xué)的重要目標(biāo),在不等式教學(xué)中,通過構(gòu)造設(shè)計(jì),將不等式的求解和證明轉(zhuǎn)化為圖形圖像,轉(zhuǎn)換學(xué)生的思維方式,避免形成思維定勢,使學(xué)生的思維水平得到質(zhì)的提升。
例2:求函數(shù)的最小值。
題目思考:這是一道典型的極值計(jì)算題目,如能通過構(gòu)造圖形計(jì)算,對開拓學(xué)生的思維方式,提升學(xué)生的直觀想象能力有著很好的作用。把這個(gè)函數(shù)最值問題轉(zhuǎn)化為平面上兩點(diǎn)間的距離問題,就會豁然開朗了。
解:
表示為平面上x軸上一點(diǎn)Q(x,0)到兩個(gè)定點(diǎn)A(0,1)、B(1,2)的距離之和QA+QB。求函數(shù)的最小值,即為求QA+QB距離之和的最小值。如圖1所示。
在圖1中,將A(0,1)映射到A'(0,-1)上,顯然QA=QA'。則將BA 點(diǎn)連接起來的直線的長度為該函數(shù)的最小值。
最小值。
在直觀想象核心素養(yǎng)的形成過程中,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展幾何直觀和空間想象能力,增強(qiáng)運(yùn)用圖形和空間想象思考問題的意識,提升數(shù)形結(jié)合的能力,感悟事物的本質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新思維。
3. 以不等式的計(jì)算技巧,鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力
數(shù)學(xué)運(yùn)算是指在明晰運(yùn)算對象的基礎(chǔ)上,依據(jù)運(yùn)算法則解決數(shù)學(xué)問題的過程。數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是高中數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)之一。迅速而準(zhǔn)確的計(jì)算能力是每個(gè)學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)的學(xué)生所希望具有的能力。在高考中,大量的學(xué)生因粗心而導(dǎo)致運(yùn)算錯(cuò)誤,使本來可以正確解答的題目出錯(cuò)。教師在教學(xué)過程中,應(yīng)高度重視學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的培養(yǎng),使學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力得到增強(qiáng)。
例3:已知x>0,y>0,且,求x+y的最小值。
題目思考:這是一道典型的極值計(jì)算,在計(jì)算中極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。
錯(cuò)誤解答:
x > 0,y > 0,且,可得
因此,x+y的最小值為12。
錯(cuò)誤分析:
本題的錯(cuò)誤在于連續(xù)兩次使用基本不等式的條件不相同,中等號成立的條件是x=y。中
等號成立的條件是9x=y。因此導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。
正確解答:
此時(shí),即x=4,y=12時(shí)等號成立。
至此,本題還可做進(jìn)一步延伸,如:
已知a、b、x、y均為正實(shí)數(shù),且,求x+y的最小值。供學(xué)生在課下思考。
三、結(jié)論
高中數(shù)學(xué)階段,數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)以數(shù)學(xué)知識與技能為基礎(chǔ),以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識與技能解決問題為表現(xiàn)形式,反映了數(shù)學(xué)的本質(zhì)與相關(guān)的數(shù)學(xué)思想。
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