王高明
在高中教育階段,數(shù)學(xué)是一門相當(dāng)重要的學(xué)科,核心素養(yǎng)屬于數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn).其中抽象核心素養(yǎng)是一種基本的數(shù)學(xué)素養(yǎng),也是形成理性思維的關(guān)鍵基礎(chǔ),在一定程度上可以直接反映出數(shù)學(xué)課程的本質(zhì)特征,貫徹于數(shù)學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用整個過程.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師不僅要關(guān)注學(xué)生對理論知識的掌握情況,還需著重培養(yǎng)學(xué)生的抽象核心素養(yǎng).
一、學(xué)生經(jīng)歷概念形成過程,了解數(shù)學(xué)抽象基本形式
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)較為特殊,通常是以學(xué)生已經(jīng)掌握的數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ),在學(xué)習(xí)過程中逐漸形成的,抽象核心素養(yǎng)只是其中之一.數(shù)學(xué)方法與數(shù)學(xué)知識作為最高層次上的抽象與概括,重點在于如何理解數(shù)學(xué)概念,提升學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解程度,為培養(yǎng)學(xué)生抽象核心素養(yǎng)做準(zhǔn)備.對此,高中數(shù)學(xué)教師需要以概念教學(xué)為切入點,選擇學(xué)生比較熟悉的典型實例,運用豐富的教學(xué)資源,使其能夠親身經(jīng)歷概念的形成過程,了解數(shù)學(xué)抽象的基本形式.
比如,在進行“指數(shù)函數(shù)”教學(xué)時,教師先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)函數(shù)的三要素,及函數(shù)的單調(diào)性反映出的特征.播放視頻引出新課:某種細胞分裂時,由一個分裂成2個,2個分裂成4個……這樣的細胞分裂x次后,細胞個數(shù)y與x的關(guān)系式是y=2x(x∈N*).鈾核裂變方式是鏈?zhǔn)椒磻?yīng),1個中子擊打1個鈾核,此中子被吸收產(chǎn)生能量并釋放出3個中子,這3個中子又打中另外3個鈾核產(chǎn)生3倍的能量并釋放出9個中子……,這樣的擊打進行x次后釋放出的中子數(shù)y與x的關(guān)系是y=3x(x∈N*).提問:“y=2x,y=3x這類函數(shù)的解析式有什么共同特征?”學(xué)生討論回答:“都是指數(shù)形式,底數(shù)為定值且自變量在指數(shù)位置,使其初步理解指數(shù)函數(shù)的概念.”
如此,教師結(jié)合視頻內(nèi)容,讓學(xué)生經(jīng)歷指數(shù)函數(shù)這一抽象概念的形成過程,由于視頻顯得形象直觀,學(xué)生印象深刻,不僅激發(fā)了學(xué)生深入探究新知的興趣,更有助于學(xué)生更好地了解數(shù)學(xué)抽象的基本形式,推動數(shù)學(xué)抽象核心素養(yǎng)的培養(yǎng).
二、巧妙插入數(shù)學(xué)抽象故事,學(xué)生正確認知抽象素養(yǎng)
數(shù)學(xué)具有悠久的發(fā)展歷史,在漫長的數(shù)學(xué)史中發(fā)生過很多抽象的數(shù)學(xué)故事,不僅有趣生動,還蘊含著豐富的知識,是培養(yǎng)學(xué)生抽象核心素養(yǎng)的關(guān)鍵素材,能夠促使學(xué)生正確認知抽象思想的長處與優(yōu)勢,使其轉(zhuǎn)變對數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)乏味枯燥、機械沉悶的傳統(tǒng)印象.所以,高中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)實踐中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容巧妙插入一些具有趣味性的抽象小故事,利用故事調(diào)節(jié)課堂氛圍,從另一方面培養(yǎng)學(xué)生的抽象核心素養(yǎng),輔助學(xué)生對知識進行理解和記憶.
例如,在教學(xué)“等比數(shù)列”過程中,為幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)與理解,教師可以在課堂上講述《宰相的麥子》這一小故事:古代印度國王要褒獎聰明能干的國際象棋發(fā)明者,問他需要什么獎勵,他要國王在國際象棋盤的第一個格里放1粒麥子,第二個格子里放2粒,第三個格子里放4粒,第四個格子里放8粒,以后按照此比例每一格增加一倍,一直放到第64格.國王想這很容易就答應(yīng)了,但是當(dāng)用麥粒往棋盤格中放時發(fā)現(xiàn)遠遠不夠.此時,提出問題:要想滿足宰相的要求,一共需要多少顆麥子?引發(fā)學(xué)生思考和討論,讓學(xué)生按照順序?qū)⒏褡又械柠溩訑?shù)量列出來,即為:1,2,4,8,16,…,使其類比等差數(shù)列的定義,試嘗試歸納出等比數(shù)列的定義.
即使是高中學(xué)生,對數(shù)學(xué)故事也是情有獨鐘.上述案例,教師利用抽象故事展開教學(xué),讓學(xué)生初步認識到數(shù)學(xué)抽象的意義,對抽象素養(yǎng)產(chǎn)生正確認知,使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)抽象知識時保持濃厚興趣,有助于培養(yǎng)其抽象核心素養(yǎng).
三、著重培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維方法,提高學(xué)生數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)
在高中數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,抽象核心素養(yǎng)是思維的前提,也是最為基礎(chǔ)的思維方法,教師應(yīng)當(dāng)掌握數(shù)學(xué)抽象的方法與原則,不斷提升學(xué)生的抽象思維能力,這是培養(yǎng)學(xué)生抽象核心素養(yǎng)的重要舉措.因此,高中數(shù)學(xué)教師在具體的課堂教學(xué)中,需要結(jié)合具體知識內(nèi)容與教育目標(biāo)著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維方法,教授學(xué)生常用的解題方法,如向量法、坐標(biāo)法、配方法、換元法等,使其在解題中增強對數(shù)學(xué)抽象思維的體驗和感悟,逐步提升自身的抽象素養(yǎng).
諸如,在展開“函數(shù)”教學(xué)時,教師設(shè)置題目:已知函數(shù)f(x)的定義域在實數(shù)集上,對任意實數(shù)x,y滿足f(x+y)=f(x)f(y)恒成立,且存在實數(shù)x1≠x2,使得f(x1)≠f(x2),求f(x)的值域.解析:在處理抽象函數(shù)問題時,通常要對某些變量進行適當(dāng)?shù)馁x值,這是由一般向特殊轉(zhuǎn)化的必要手段.解答:令x=y=0,得到f(0)=[f(0)]2,即有f(0)=0或f(0)=1.若f(0)=0,則f(x)=f(x+0)=0,對任意x∈R均成立,這與題目條件矛盾,所以f(0)≠0,必有f(0)=1.根據(jù)題目條件有f(x)=fx2+x2=fx2×fx2=fx22≥0.又因為f(0)≠0,所以最終答案是f(x)>0.
數(shù)學(xué)思維方法對高中學(xué)生而言意義非同尋常,科學(xué)有效的方法能夠讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)事半功倍.在上述案例中,教師結(jié)合具體練習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維方法,使其將抽象理論應(yīng)用至實際解題中,從而實現(xiàn)理論和實踐的有機整合,讓他們在解題訓(xùn)練中不斷提高數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).
總之,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,教師需重點培養(yǎng)學(xué)生的抽象核心素養(yǎng),從數(shù)學(xué)概念、抽象故事、習(xí)題訓(xùn)練等不同角度著手,全面提高他們的創(chuàng)新實踐、合作參與和自主發(fā)展等各項能力,真正實現(xiàn)抽象核心素養(yǎng)的培養(yǎng).