摘 要:核心素養(yǎng)的提出對在數(shù)學課堂中創(chuàng)新教學方法、重構(gòu)認知過程、提高學習效率有了更高的要求,教育工作者開始積極探索新思路、新策略,力求推動數(shù)學課程走向主體化、交互化、高效化的道路?;诖?,以“平面向量基本定理”為例,以核心素養(yǎng)為抓手,結(jié)合事實論證、理論論證等方法,從思維、能力、習慣等角度入手,分析核心素養(yǎng)下高中數(shù)學課堂教學要點,提出具體的教學策略。
關鍵詞:核心素養(yǎng);高中數(shù)學;課堂教學;平面向量基本定理
作者簡介:曹?。?981—),男,浙江省紹興市越州中學。
核心素養(yǎng)指學生應具備的,能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。數(shù)學核心素養(yǎng)關注學生是否能夠用數(shù)學的思維方式觀察事物、分析現(xiàn)象,解決現(xiàn)實中的問題,真正形成數(shù)學素養(yǎng)。由此可見,核心素養(yǎng)具有高度的指導性,是新時期學科教學必須遵循的理念和標準。因此,以核心素養(yǎng)為導向開展高中數(shù)學課堂教學工作具有必要性和可行性。
一、核心素養(yǎng)下高中數(shù)學課堂教學要點
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)》提出了數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學運算等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。通過解讀核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,可以發(fā)現(xiàn)高中數(shù)學課堂教學的核心要點應聚焦于學生的思維發(fā)展、能力提升和習慣養(yǎng)成三個方面。
首先,思維是大腦認知活動的核心,科學的思維方式能夠幫助學生快速找到問題的關鍵點,用高質(zhì)、高效的手段解決問題,進而發(fā)展邏輯推理等素養(yǎng)。以“平面向量基本定理”的教學為例,教師應引導學生從已有的知識體系中提取相關經(jīng)驗,從一維的共線定理拓展到二維的向量關系,建立新舊知識之間的聯(lián)系。其次,在數(shù)學課堂中,學生的學習能力主要體現(xiàn)在解題能力、自主學習能力和反思能力等方面。學習能力越強,學生解決問題的效率越高,分析問題的視角也越多元,而學習效率的提升與學習視野的拓展正是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要基礎。例如,“平面向量基本定理”的學習涉及多種解題方法和技巧,學生只有逐步提升解題能力,掌握自主探究和合作交流的方法,才能找到復雜問題的最優(yōu)解。最后,習慣是一種長期穩(wěn)定的行為,擁有良好學習習慣的學生通常更加自律,并能在教師的指導下有效運用學習方法,實現(xiàn)知識的積累[1]。
綜上所述,思維、能力和習慣是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的著力點,也是“平面向量基本定理”教學的關鍵環(huán)節(jié)。教師應以這三者為切入點,采取適宜的教學策略,將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落到實處,提高高中數(shù)學課堂教學效率。
二、核心素養(yǎng)下高中數(shù)學課堂教學策略
(一)借助問題導學,激發(fā)學生思維活力
核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開思維的支撐,學生的思維活動越活躍,其探究知識的能動性就越強,核心素養(yǎng)的提升空間也越大。因此,核心素養(yǎng)下高中數(shù)學教學的首要任務是激活學生思維。被譽為“現(xiàn)代管理學之父”的彼得·德魯克曾指出,重在解決問題,成功和創(chuàng)造力都在如何解決問題的過程中。在問題導學模式下,課堂教學以問題為核心,教師通過提出問題引導學生展開思考、協(xié)作、研究等活動[2]。在此過程中,教師并非單向傳授知識,而是拋出問題,用問題激活學生思維,使學生成為自主探究、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的主體。
以“平面向量基本定理”的教學為例,其重點在于推導平面向量基本定理的結(jié)論。教師可以利用問題串聯(lián)整個教學活動,具體設計如下。
在導入環(huán)節(jié)中,教師可用兩種方式引入課題:一是復習平行向量基本定理,調(diào)動學生的已有知識經(jīng)驗。比如,提出問題:“同學們已經(jīng)知道如何用向量表示共線關系,那么如果增加一個方向的向量,是否還能用同一個向量表示?如果不行,需要幾個向量才能表示?”該問題不僅幫助學生回顧舊知,還為本節(jié)課的學習提供了主線,即從一維的共線關系轉(zhuǎn)向二維的平面向量關系。二是情境引入,調(diào)動學生學習積極性。教師可以設計一個驅(qū)動性問題:“2只大猩猩和4只熊寶寶同時發(fā)現(xiàn)了一車香蕉,它們想把這些香蕉拉回家。大猩猩住在正西方,每只大猩猩拉力為100牛頓;熊寶寶家在北偏東方向,每只熊寶寶拉力為50牛頓。請問,這車香蕉會朝哪個方向移動?”情境問題能夠激活學生的學習興趣和思維活力。在情境引入后,教師繼續(xù)以問題串的形式引導學生深入探究。例如,教師可以讓學生動手將一個力分解為兩個力,并觀察每個人畫出的力的分解圖示是否相同。當學生發(fā)現(xiàn)結(jié)果不一致時,教師進一步提出問題:“如何讓每個人基于兩個共點力畫出的平行四邊形都相同?”這一問題的提出,將學生自然引入平面向量基本定理的學習中,使學生認識到平面內(nèi)任意向量都可以用不共線的向量表示,基于事實根據(jù)和感性認識理解知識,從而為后續(xù)的定理推導奠定基礎。
接下來,教師引導學生感悟、歸納、推理,從存在性和唯一性兩個方面探究平面向量基本定理:
探究一:定理的存在性
問題1:將向量按方向分解,你有什么發(fā)現(xiàn)?
問題2:如果一個向量與坐標系中某個基向量共線,這個向量是否還能用這組基向量表示?
問題3:如果向量為零向量,情況又如何?
探究二:定理的唯一性
問題4:平面向量坐標表示形式是否唯一?
學生通過思考和交流這些問題,類比向量共線定理的證明方法,運用“正難則反”的思想,假設表示形式不唯一,推出矛盾,完成平面向量基本定理的構(gòu)建。教師用問題引領整個教學過程,引領學生逐步深入,實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)與認知結(jié)構(gòu)的和諧統(tǒng)一。
(二)借助一題多解,提高學生解題能力
在數(shù)學解題能力培養(yǎng)過程中,應將培養(yǎng)學生靈活運用所學知識的能力作為教學重點,以拓寬學生學習視野,優(yōu)化學生知識應用效果[3]。教師可以選擇具有代表性的數(shù)學習題,開展一題多解訓練,引導學生從不同角度觀察問題,探索問題,尋找問題的答案,從而激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,強化他們的知識運用能力,提升課堂教學效果。
例如,教師給出以下習題:如圖1所示,已知△ABC是等邊三角形,邊長為2,D和E分別是邊AB、BC的中點,連接DE并延長到點F,使DE=3EF,則·的值是_____.
接著,教師將學生分為不同的學習小組,讓學生以小組為單位討論問題解法。學生先組內(nèi)解題,梳理解題思路,完成學習報告,再組間討論,分享學習報告,從而掌握不同的解題方法。例如,第一組給出了“選基底”的解題方法:記=,=, 則=-,=,||=||,所以==,=+=+,所以·=(+)·(-)=-2+2-·=。
第二組提供的是坐標法:以E為原點,EC是x軸,EA是y軸,建立直角坐標系,則E(0,0),A(0,), B(-1,0),C(1,0),D(-,),因為EF=,DE=,∠CEA=60°,所以F(,-),則=(, -),=(2,0),所以·=。
通過一題多解,學生能夠從廣度和深度兩方面提高解題能力。需要注意的是,在小組討論中,由于學生的學習基礎、思考角度和解題思路存在差異,難免會產(chǎn)生觀點沖突和方法分歧。這種沖突并非消極現(xiàn)象,而是學生思維碰撞和深度學習的重要契機。面對學生的爭論,教師應尊重學生的主體地位,為學生提供“自辯”的機會,避免直接否定學生或給出標準答案,引導學生通過自主討論和反思找到問題的解決方法。
上述案例中,教師運用小組合作的方式組織解題活動,讓學生自主交流和討論。學生首先在組內(nèi)互動中交流各自的觀點,逐步達成小組內(nèi)部的統(tǒng)一結(jié)論。這一過程中,學生的思維活躍度達到高峰,往往會認為本組的解題方法最為有效。此時,教師再引導小組之間展開討論,讓各個小組提出不同的解題方法,從而引發(fā)組員之間的認知沖突。教師可以鼓勵學生對比分析不同方法的優(yōu)缺點,從解題時間、正確率、邏輯嚴謹性等角度進行綜合評判,進而培養(yǎng)學生的思辨能力、邏輯思維和批判性思維??梢?,“一題多解”的訓練方法不僅能提升學生的解題能力,還能讓學生培養(yǎng)數(shù)學思維,在多元互動中形成良好的數(shù)學學習品質(zhì),為核心素養(yǎng)培養(yǎng)奠定基礎。
(三)借助專題筆記,培養(yǎng)自主學習習慣
未來社會是學習型社會,學生必須擁有學習自主性。因此,教師要為學生搭建自主學習的平臺,讓學生“學會學習”。專題筆記是以核心主題為統(tǒng)領,以指向主題的碎片化知識為載體的學習方法。學生記錄專題筆記的過程,也是他們歸納總結(jié)、思維外顯的過程。通過專題筆記,學生能夠清楚定位知識歸屬,準確把握知識脈絡,逐漸建立起完整的知識體系,實現(xiàn)被動學習到主動學習的轉(zhuǎn)變,養(yǎng)成良好的自主總結(jié)歸納習慣[4]。
例如,教師可以鼓勵學生總結(jié)“平面向量基本定理”的知識點,進行知識分類,再將具有代表性的例題置于對應的分類項目中,從整體上把握學習目標和學習要求。學生在專題筆記中建立“知識—例題”表格,如表1。
學生以表1為基礎,在后續(xù)學習中遇到新題型時,及時將其補充到表格中。隨著做題數(shù)量的增加,學生積累的題型日益豐富,學習視角也逐漸開闊。需要注意的是,專題筆記不僅是記錄題型的工具,還應包含錯題的整理。學生可在專題筆記中增設“錯題庫”欄目,按照表1的形式歸納易錯知識點,并定期整理和更新,直至完全掌握相關內(nèi)容。通過專題筆記,學生能夠養(yǎng)成隨時記錄、科學歸納、定期總結(jié)的學習習慣,為核心素養(yǎng)的提升奠定基礎[5]。在專題復習過程中,教師應鼓勵學生充分利用筆記,一邊做題一邊對照筆記內(nèi)容。如果題目涉及的知識點未在筆記中體現(xiàn),學生應及時補充;如果筆記中已有相關知識點但不夠完善,學生應及時更新。對于錯題筆記,學生需定期重做錯題,每掌握一個知識點便更新一次筆記內(nèi)容,隨著專題筆記的內(nèi)容逐漸完善,錯題筆記的內(nèi)容將逐漸減少。通過將專題筆記貫穿于整個學習過程,學生能夠養(yǎng)成隨時記錄、及時更新和完善知識體系的自主學習習慣。
三、核心素養(yǎng)下高中數(shù)學課堂教學反思
在核心素養(yǎng)背景下,高中數(shù)學課堂教學應以思維、能力和習慣為著力點,為學生提供高質(zhì)、高效的學習環(huán)境。在這樣的課堂中,學生能夠顯著提高學習積極性,掌握科學的學習方法。例如,在單元檢測中,學生能夠一邊對照專題庫,一邊梳理知識,及時補充專題庫中的內(nèi)容。此外,學生的學習方向更加明確,能夠帶著問題探究數(shù)學知識,提升學習的針對性與銜接性。然而,當前數(shù)學課堂教學仍存在一些不足,如缺乏一體化的評價體系。在后續(xù)教學中,教師應針對不同的教學策略提供相應的評價導向。例如,“問題導學”主要應用于新知探究階段,教師可采用過程性評價方式,通過學生回答問題的情況(如回答結(jié)果、效率等)判斷其思維發(fā)展水平?!耙活}多解”多用于合作拓展階段,教師應豐富評價形式,鼓勵學生進行自評與互評,從而提升其思辨能力?!皩n}筆記”通常應用于總結(jié)階段,教師可采用結(jié)果式評價,通過提供評價指標(如分類準確性、題型豐富性等),幫助學生優(yōu)化反思結(jié)果。
結(jié)語
綜上所述,核心素養(yǎng)背景下,數(shù)學教師應該立足學生的學習特點和實際發(fā)展需要,創(chuàng)建高質(zhì)、高效的學習環(huán)境。教師可以用問題導學激活學生的思維活力,用一題多解提高學生的解題能力,用專題筆記培養(yǎng)學生的自主學習習慣,全面培養(yǎng)學生核心素養(yǎng),讓學生健康成長。
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