数以载道:从常识教育的视角认识数学教育
2020-04-02谢锦辉
谢锦辉
核心素养的提出实际上指出学习是为了更好的生活,无论是文科的学习还是理科的学习,都是为了提升学生的核心素养,以利于人的终身发展,以便创造更好的生活。
文学中讲究文以载道,文道合一,在文学中讲道理,在文字中讲道德。其实对于数学也是如此。
《普通高中数学课程标准》明确指出数学文化作为人类文化的重要组成部分,体现数学文化的价值;《普通高中数学课程标准(2017年)》提出将数学文化融入数学课程体系,注重数学文化的渗透。数学作为一种文化,自然需要体现出数学学科中“以文化化人”的作用,从另一个角度明确数以载道,数道合一。
数学文化的教育,在某种程度上来看是可以视为一种常识的教育的。
从思维上讲,数学解题的思路和方法与平时生活问题的解决方法和思路是一致的。数学思路的来源也就是平时生活问题解决思路的来源,因此数学学习也就是生活技能的学习和强化。从这个意义上讲,数学文化教育可视为常识的教育。
高中数学的难点在于学生对做题思路的产生不甚明了,因此学生无法内化数学解题中的数学思维,自然难以学好数学,无法灵活运用数学知识、数学方法,更谈不上数学思维的提升。如果数道合一,在教学中我们将数学解题方法与生活常识联系起来,那么对于学生而言,数学学习既充满趣味(推翻对数学固有的“枯燥无趣乏味”印象),又能够更好地理解数学概念、数学思想的来源,更好地内化数学知识,更有效地提升数学思维能力。
从常识教育的角度认识数学教育,会极大地拓展教师的教学视野和教学格局,让我们数学学习不再封闭,不会让学生觉得“高不可攀”,让数学思维的训练变得“有根有据”。
从常识教育的角度指引数学教学,会极大地提升学生学习数学的热情与兴趣,让学生能够“自然”地理解数学思维,同时这种理解又能强化学生对自身素养的提升,让学生觉得“道亦可道”,数学思路“自然天成”。
数学教学中什么是常识?教材给出了一些范例,如人教版高中数学必修二第30页探究球的体积时介绍了祖暅原理,祖暅原理认为:幂势既同,则积不容异。意思是说,如果两个等高的几何体,在同高处截得两几何体的截面积相等,那么这两个几何体的体积相等,如图1、图2。
直观来讲,立体图形可视为平面图形的堆砌,每一片面积相同,堆砌同样的高度,则几何体占用空间自然相同,而占用空间大小即是体积。这就是常识在数学中的体现。
本文拟就几个简单例题阐述生活常识与数学解题方法的相互印证,以消除学生觉得数学“高冷”的印象。
常识1:缺啥给啥、差啥造啥。
例1:已知tanα=3,求
(1)■;
(2)■
思路1:式子中需要sinα、cosα的值,所以直接通過方程组解出sinα、cosα即可。但由于没有关注式子特殊结构因此此方法显得简单粗暴和繁琐。
思路2:本题属于典型的“缺啥给啥”型题目,要用条件tanα=3就得构造出tanα。通过同角三角函数关系,分子分母上下同时除以cosα,即可构造出tanα。当然式子结构为齐次相除很重要,否则不能化为tanα的表达式。
常识2:新事物的认知:与既有认知比对——确认与调整。
例2:已知tanα=3,求sinαcosα。
思路:通过观察可知,如果想构造出tanα,那么根据比对例1可知,需要构造一个齐二次相除的形式。可将原式进行变形:sinαcosα=■,变形后的式子与例1一样,因此解题思路也就水到渠成。
例3:已知tanα=3,求■。
思路:从题目来看,对照例1的式子结构,发现分子分母并不是齐次相除的形式,因此需要将式子调整后再进行变形,联想到例2的变化方法,可以将原式变形为:■=■,然后根据例1的思路2,整理可得:■=■=
■
当cosα>0时,
■=■;
当cosα<0时,
■=■;
然后代入tanα的值进行运算即可较容易地得出结果。
上述3个例子,虽然简单,但其中的思路来源皆为常识。至于复杂题目,也就是这两类常识的不断组合。
因此以常识教育的角度来帮助理解高中数学教育,能够将数学的思路与生活问题解决联系起来,使数学学习就不再局限于数学学科之内,从而达到“问渠哪得清如许,为有源头活水来”的效果。
注:本文系广东省教育科研“十三五”规划课题“基于核心素养的高中数学文化教育策略研究”(课题批准号:2018YQJK370)的阶段性研究成果。
责任编辑 罗 峰