作者:常毓喜,北京第四中學(xué),數(shù)學(xué)特級(jí)教師。 原文刊載于《中國(guó)考試》2017年第2期。 摘要:根據(jù)2017年高考數(shù)學(xué)考試大綱修訂內(nèi)容,以及核心素養(yǎng)即將在新的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的出現(xiàn),高中數(shù)學(xué)教學(xué)如何應(yīng)對(duì)這些變化,本文從突出基礎(chǔ)性、重視能力培養(yǎng)、重視數(shù)學(xué)本質(zhì)的教學(xué)及重視中國(guó)古代文化等方面,提出了一系列數(shù)學(xué)教學(xué)方法。 關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)學(xué)科;考試大綱修訂;核心素養(yǎng);數(shù)學(xué)教學(xué) 從2014年9月3日國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見(jiàn)》開(kāi)始,到全國(guó)各地紛紛出臺(tái)新的招考方案,教育部考試中心發(fā)布2017年高考考試大綱,我國(guó)新一輪招生考試制度改革進(jìn)入了高潮。這次改革的核心是堅(jiān)持立德樹(shù)人,適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)多樣化高素質(zhì)人才的需要,培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。此次深化考試招生制度改革的目的,是從有利于促進(jìn)學(xué)生健康發(fā)展、科學(xué)選拔各類人才和維護(hù)社會(huì)公平出發(fā),為辦好人民滿意的教育、建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)提供有力保障,為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)提供強(qiáng)有力的人才支撐。 將“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)體系”的研制與構(gòu)建作為推進(jìn)課程改革、深化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是育人的重要目標(biāo)。近幾年的高考數(shù)學(xué)試題不僅堅(jiān)持社會(huì)主義核心價(jià)值觀,堅(jiān)持立德樹(shù)人,關(guān)注社會(huì)發(fā)展,關(guān)注考生社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng),體現(xiàn)時(shí)代特征,很好地實(shí)現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱的內(nèi)容和要求,體現(xiàn)能力立意,弘揚(yáng)數(shù)學(xué)文化,還突出對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用能力的考查,深入考查考生的邏輯思維能力和實(shí)踐能力,注重體現(xiàn)數(shù)學(xué)的理性價(jià)值和科學(xué)價(jià)值,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力,提升學(xué)生核心素養(yǎng)的數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革有積極的導(dǎo)向作用。 1 2017 年高考數(shù)學(xué)考試大綱修訂的主要內(nèi)容 2017年高考數(shù)學(xué)考試大綱的修訂與前幾年相比力度較大,主要有以下兩大變化:一是明確提出從數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)能力、數(shù)學(xué)的科學(xué)與人文價(jià)值3個(gè)方面考查學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況,體現(xiàn)知識(shí)與能力并重、科學(xué)與人文兼顧的精神,明確提出在數(shù)學(xué)考試中增加數(shù)學(xué)文化的要求,有利于實(shí)現(xiàn)全面提升和培養(yǎng)學(xué)生綜合的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目的。二是進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)學(xué)學(xué)科體系結(jié)構(gòu),在數(shù)學(xué)考試大綱中刪去選考模塊4-1“幾何證明選講”。這既符合中學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況,又保持了與數(shù)學(xué)教學(xué)大綱和即將修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性,更有利于中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)和復(fù)習(xí)備考。 2 高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的含義及分析 數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是具有數(shù)學(xué)基本特征的、適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的人的思維品質(zhì)與關(guān)鍵能力,是數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn),它是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐步形成的。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析。這些數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)既有獨(dú)立性,又相互交融,形成一個(gè)有機(jī)整體。 數(shù)學(xué)抽象是指舍去事物的一切物理屬性,得到數(shù)學(xué)研究對(duì)象的思維過(guò)程。數(shù)學(xué)抽象使得數(shù)學(xué)成為高度概括、表達(dá)準(zhǔn)確、結(jié)論一般、有序多級(jí)的系統(tǒng)。 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(wèn)題的過(guò)程。直觀想象是發(fā)現(xiàn)和提出數(shù)學(xué)問(wèn)題、分析和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的重要手段,是探索和形成論證思路、進(jìn)行數(shù)學(xué)推理、構(gòu)建抽象結(jié)構(gòu)的思維基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)抽象與直觀想象體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的一般特性。 邏輯推理是指從一些事實(shí)和命題出發(fā),依據(jù)規(guī)則推出其他命題的思維過(guò)程。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?cè)跀?shù)學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行交流的基本思維品質(zhì)。 數(shù)學(xué)運(yùn)算是指在明晰運(yùn)算對(duì)象的基礎(chǔ)上,依據(jù)運(yùn)算法則解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程。數(shù)學(xué)運(yùn)算是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的基本手段。數(shù)學(xué)運(yùn)算是一種演繹推理,是計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的基礎(chǔ)。 邏輯推理與數(shù)學(xué)運(yùn)算體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。 數(shù)學(xué)建模是對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)問(wèn)題、用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法構(gòu)建模型解決問(wèn)題的過(guò)程。數(shù)學(xué)建模搭建了數(shù)學(xué)與外部世界的橋梁,是數(shù)學(xué)應(yīng)用的重要形式。數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的基本手段,也是推動(dòng)數(shù)學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。 數(shù)據(jù)分析是指針對(duì)研究對(duì)象獲取相關(guān)數(shù)據(jù),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和推斷,形成關(guān)于研究對(duì)象知識(shí)的過(guò)程。數(shù)據(jù)分析是研究隨機(jī)現(xiàn)象的重要數(shù)學(xué)手段,是大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)學(xué)應(yīng)用的主要方法,已經(jīng)深入到現(xiàn)代社會(huì)生活和科學(xué)研究的各個(gè)方面。 數(shù)學(xué)建模與數(shù)據(jù)分析體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的實(shí)用性。 3 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)如何應(yīng)對(duì)核心素養(yǎng)以及考試內(nèi)容的變化 3.1 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要突出基礎(chǔ)性 高考數(shù)學(xué)考試大綱指出,數(shù)學(xué)科的命題在考查基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,注重對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的考查。所以在教學(xué)中要突出基礎(chǔ)性,重視基本概念、基本定理公式與基本技能的教學(xué)。 3.1.1 要重視基本概念的教學(xué) 教學(xué)中要特別重視基本概念的教學(xué),要從概念的定義出發(fā),由表及里,去偽存真,掌握概念的本質(zhì)屬性,這是提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)的必要條件。 例1 命題:“若(x-1)(x+2)=0,則x =1”的否定是____。 很多人認(rèn)為命題的否定就是否定命題的結(jié)論,所以“若p則q”的否定就是“若p則?q ”,其實(shí)這種理解是錯(cuò)誤的。如果按照這種理解,上述命題的否定就是“若(x-1)(x+2)=0,則x≠1”,這個(gè)結(jié)果顯然是錯(cuò)誤的,因?yàn)檫@個(gè)命題與原命題都是假命題。 我們來(lái)看看教材中“命題的否定”的定義: 人教A版:對(duì)一個(gè)命題p全盤否定,就得到一個(gè)新的命題,記作?p,讀作“非p”或“p的否定”。 人教B版:對(duì)命題p加以否定,就得到一個(gè)新的命題,記作?p,讀作“非p”或“p 的否定”。 根據(jù)上述定義及符號(hào)語(yǔ)言可以看出,命題的否定是對(duì)整個(gè)命題的否定,而非只對(duì)其結(jié)論進(jìn)行否定。因此這個(gè)命題的否定就應(yīng)該是“并非對(duì)(x∈R,若(x-1)(x+2)=0,則x =1”,也即“存在x∈R,使(x-1)(x+2)=0,且x≠1”。 此外,在概念教學(xué)中還要避免模式化,避免機(jī)械套用有關(guān)結(jié)論。 很多人認(rèn)為,方差與標(biāo)準(zhǔn)差是反映數(shù)據(jù)波動(dòng)情況的特征數(shù),因此標(biāo)準(zhǔn)差小的圖像就比較“平”,標(biāo)準(zhǔn)差大的圖像就“起伏比較大”,根據(jù)這個(gè)理解,乙同學(xué)調(diào)查所得到的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差最小。其實(shí)根據(jù)方差與標(biāo)準(zhǔn)差的定義,這兩個(gè)特征數(shù)的本質(zhì)屬性是相對(duì)于平均數(shù)來(lái)說(shuō),標(biāo)準(zhǔn)差比較小的,集中在平均數(shù)附近的數(shù)比較多;反之,集中在平均數(shù)附近的數(shù)就比較少。因此很明顯,正確的結(jié)論是丙同學(xué)調(diào)查所得到的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差最小,甲同學(xué)調(diào)查所得到的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差最大。 由此可見(jiàn),教學(xué)中不僅僅要注重對(duì)概念的定義的理解與記憶,更重要的是要通過(guò)概念的定義分析挖掘概念的本質(zhì)屬性,充分理解概念的內(nèi)涵,這樣才能適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),特別是數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)。 3.1.2 要重視基本定理公式的教學(xué) 基礎(chǔ)知識(shí)的另一個(gè)重要內(nèi)容就是高中數(shù)學(xué)中重要的定理公式。當(dāng)前的課堂教學(xué)存在重應(yīng)用輕推導(dǎo)的現(xiàn)象,就是只重視定理公式的應(yīng)用,而忽視公式的推導(dǎo)、定理的證明。事實(shí)上,在教學(xué)中重視公式的推導(dǎo)、定理的證明,不僅有利于理解與掌握定理和公式,理解公式之間的相互關(guān)系,而且還可以進(jìn)一步挖掘公式中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想,從而成為我們解決有關(guān)問(wèn)題的敲門磚。 比如點(diǎn)到直線距離公式的教學(xué),包括教科書(shū)在內(nèi)基本上都舍棄了解析法,即“求出過(guò)點(diǎn)P與直線l垂直的直線PQ的方程,然后求出點(diǎn)Q的坐標(biāo),最后利用兩點(diǎn)間距離公式求出PQ的長(zhǎng)”的方法,普遍認(rèn)為上述方法雖然思路自然,但具體運(yùn)算需要一定技巧。其實(shí)利用上述方法,運(yùn)算量并不是大到不可接受,如果方法得當(dāng),學(xué)生一定對(duì)解析法印象深刻,并會(huì)在有關(guān)問(wèn)題中應(yīng)用解析法解決問(wèn)題。這也正體現(xiàn)了解析幾何的本質(zhì),即利用代數(shù)方法(方程、坐標(biāo))解決幾何(曲線)的有關(guān)問(wèn)題。 3.1.3 要重視基本技能的教學(xué) 基本技能是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分,在數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算以及數(shù)據(jù)分析等核心素養(yǎng)中都有它的影子,也是歷年高考考查的重點(diǎn)。在教學(xué)中對(duì)基本技能的教學(xué),主要包括掌握入手點(diǎn)、了解隱藏點(diǎn)與熟悉易錯(cuò)點(diǎn)。 所謂掌握入手點(diǎn),就是要掌握基本思想方法,通過(guò)分析其本質(zhì)特征,熟練掌握其適應(yīng)范圍,掌握基本問(wèn)題的基本解法。所謂了解隱藏點(diǎn),就是要了解哪些知識(shí)有隱藏的漏洞,必須與哪些知識(shí)配合使用才能避免產(chǎn)生錯(cuò)誤。如在解析幾何中解決直線與圓錐曲線相交的問(wèn)題時(shí),如果使用了韋達(dá)定理,就必須檢驗(yàn)判別式是否大于零,否則就可能出現(xiàn)直線與圓錐曲線沒(méi)有交點(diǎn)的情況。所謂熟悉易錯(cuò)點(diǎn),就是指在教學(xué)中我們應(yīng)該重視那些學(xué)生容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的方面,如忽略函數(shù)的定義域、數(shù)列中沒(méi)有注意n的取值范圍等問(wèn)題而導(dǎo)致錯(cuò)誤,這些雖然不難掌握,但是如果不注意很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。這也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性。
3.2 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要重視能力的培養(yǎng) 2017年考試大綱修訂雖然在考查內(nèi)容中刪去“幾何證明選講”模塊,但并不意味削弱了對(duì)推理論證能力的考查,修訂后的大綱強(qiáng)調(diào)對(duì)推理論證能力和抽象概括能力的考查貫穿于全卷,是考查的重點(diǎn)。數(shù)學(xué)能力是綜合的能力,其培養(yǎng)訓(xùn)練應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)的全過(guò)程,對(duì)數(shù)學(xué)各種能力的考查應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)學(xué)學(xué)科完整的知識(shí)體系中。 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要重視對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),特別是邏輯思維能力和推理論證能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)能力的方法有多種,如培養(yǎng)閱讀能力就要多進(jìn)行閱讀,提高運(yùn)算能力就要多進(jìn)行運(yùn)算,而邏輯思維能力和推理論證能力的培養(yǎng)則要靠思考。而要想讓學(xué)生能有效的思考,教師的設(shè)問(wèn)就很重要。 設(shè)問(wèn)1:如何求未知數(shù)ω的值?(設(shè)法得到關(guān)于ω的方程) 設(shè)問(wèn)2:兩個(gè)未知數(shù)需要兩個(gè)方程才可能求出它們的值,而此題我們只能得到一個(gè)方程,怎么辦? 設(shè)問(wèn)3:注意到ω是正整數(shù),因而通過(guò)范圍就可以求出其值,那么如何能得到關(guān)于ω 的不等式呢? 通過(guò)以上設(shè)問(wèn),應(yīng)該容易想到通過(guò)函數(shù)的圖像可以得到關(guān)于周期的不等式,從而得到關(guān)于ω的不等式,問(wèn)題得以解決。 在教學(xué)中,也可以把數(shù)學(xué)思想與核心素養(yǎng)的提升有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。 例7 甲、乙、丙、丁4人參加數(shù)學(xué)競(jìng)賽,4人在成績(jī)公布前作出如下預(yù)測(cè): 甲預(yù)測(cè)說(shuō):獲獎(jiǎng)?wù)咴谝?、丙、?人中; 乙預(yù)測(cè)說(shuō):我不會(huì)獲獎(jiǎng),丙獲獎(jiǎng); 丙預(yù)測(cè)說(shuō):甲和丁中有1人獲獎(jiǎng),丙獲獎(jiǎng); 丁預(yù)測(cè)說(shuō):乙的預(yù)測(cè)是對(duì)的。 成績(jī)公布后有兩人獲獎(jiǎng),且4人中有兩人的預(yù)測(cè)與結(jié)果相符,另外兩人的預(yù)測(cè)與結(jié)果不符,則獲獎(jiǎng)的是____。 因?yàn)橐阎袃扇说念A(yù)測(cè)與結(jié)果相符,所以可以把乙、丁分為1組,利用乙的預(yù)測(cè)是否正確進(jìn)行分類,利用分類與整合的數(shù)學(xué)思想進(jìn)行思考,即可得到正確結(jié)果。 這就是把數(shù)學(xué)思想與核心素養(yǎng)相結(jié)合的一個(gè)很好的例子,以此培養(yǎng)學(xué)生的能力,效果一定不錯(cuò)。 有效的設(shè)問(wèn)可以充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考是提升能力的重要手段。教學(xué)中要精心設(shè)計(jì)問(wèn)題,有的放矢,貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),就可以提高課堂教學(xué)效率,打造高效課堂。 3.3 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要重視數(shù)學(xué)本質(zhì) 數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中的數(shù)學(xué)抽象是數(shù)學(xué)的基本思想,是形成理性思維的重要基礎(chǔ),反映了數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征,貫穿在數(shù)學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的全過(guò)程中。 導(dǎo)數(shù)既是函數(shù)的一個(gè)重要概念,同時(shí)也是研究函數(shù)性質(zhì),解決函數(shù)有關(guān)問(wèn)題的一個(gè)重要工具。教學(xué)中不僅僅要重視導(dǎo)數(shù)的概念、運(yùn)算以及應(yīng)用,還要突出導(dǎo)數(shù)的工具性,突出導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)、解決函數(shù)有關(guān)問(wèn)題時(shí)的工具作用。 有人會(huì)覺(jué)得此題有超綱的嫌疑(因?yàn)橛卸A導(dǎo)數(shù)的影子),但其實(shí)恰恰這是一道“好題”,因?yàn)樗浞煮w現(xiàn)了導(dǎo)數(shù)的工具作用,第(2)小題的3種解法中,無(wú)論哪種方法都是利用導(dǎo)數(shù)作工具,充分研究了函數(shù)的性質(zhì),特別是單調(diào)性,并利用函數(shù)的這些性質(zhì)解決問(wèn)題。我們?cè)诮虒W(xué)中就要多選擇這樣的題目,發(fā)揮題目導(dǎo)向作用,滲透應(yīng)用意識(shí),發(fā)展實(shí)踐能力。 3.4 中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要重視中國(guó)古代文化、應(yīng)用意識(shí)與實(shí)踐能力 近幾年的高考試題高度重視傳統(tǒng)文化對(duì)于立德樹(shù)人的獨(dú)特功能,加大力度弘揚(yáng)和考查中國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,體現(xiàn)了高考為國(guó)選才的重大使命。增加對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化進(jìn)行考查的內(nèi)容,將中國(guó)古代文明作為試題背景材料,體現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)文化對(duì)人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。 這個(gè)題目雖然難度不大,但是立意新穎,富有創(chuàng)新精神,特別是巧妙地利用我國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化設(shè)計(jì)試題,不僅使學(xué)生對(duì)我國(guó)的傳統(tǒng)文化有所了解,同時(shí)也考查了學(xué)生的各種能力,如閱讀能力、思維能力、運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)處理能力等,很好地滲透了數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)。與當(dāng)前高考考試內(nèi)容改革堅(jiān)持立德樹(shù)人,緊緊抓住教育發(fā)展“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”的實(shí)質(zhì)和核心,不僅要考查學(xué)生的知識(shí)和能力,還要把社會(huì)主義核心價(jià)值體系融入考試內(nèi)容等高度一致。 當(dāng)前,我國(guó)的新一輪教育改革進(jìn)入了一個(gè)新的高潮。我們必須深入研究這次改革的特點(diǎn),并在工作中貫徹落實(shí)有關(guān)精神,積極應(yīng)對(duì),使教學(xué)適應(yīng)改革的需要,提高教學(xué)的有效性與針對(duì)性。 |
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