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核心素养视角下高中数学教学模式的构建策略

2023-10-11冯极

高考·下 2023年7期
关键词:构建策略高中数学核心素养

冯极

摘 要:教育改革对现阶段高中数学教学提出了更高的要求,它需要教师在教学过程中专注于学生学科核心素养的培育,建构更为高效的数学课堂,优化教学模式,达成学生学科核心素养培育的目的。所以,在现阶段的高中数学教学过程中,教师就应该立足于核心素养的视角,科学合理地设计教学模式,创新课程教学活动,优化课程教学布局,丰富并完善学生学习的路径,使得他们在高效的课程教学模式中完成对知识的有效理解及学习,实现后续对知识的迁移及运用,这样才能达成学生的学科核心思维发展。文章基于此点,对核心素养视角下高中数学教学模式的构建策略进行了探究与分享。

关键词:核心素养;高中数学;教学模式;构建策略

在新课改的背景下,助力学生学科核心素养的培养及生成在各个课程教学中得到了广泛的普及,这也是教师实现课程转型升级的重要教学理念支撑。所以,高中数学教师在实施课程教学时,就应该结合具体的教学内容,科学合理地优化课程教学模式,丰富学生的思维,彰显学生学科核心思维的生成过程,整体推动实现学生的高质量发展。这样所展开的课程教学活动将更为高效、完善、具体,对学生产生深层次的影响与指导,最终能引领他们达成有效学习的目的。

一、生活化教学模式,培养数学抽象核心素养

在新课标的背景下,高中数学教师在培养学生数学抽象思维这一核心素养的过程中,应该建构生活化的教学模式,促进学生深刻理解抽象的数学知识内容,提升他们的数学感知能力,加强他们的知识感悟与体会。以此为基础,学生才能够对一些抽象性比较强的数学知识形成具象化的认知,并且能够在解题实践中进行综合性的运

用[1]。所以,高中数学教师就应该密切联系学生的现实生活,结合具体的教学内容,抽选出一些贴近于学生现实生活的素材内容,帮助学生理解一些抽象的数学知识点。这样才能够提升学生的数学知识感知能力,培养他们的数学抽象核心素养,促进学生的可持续发展。

以人教版高中数学课本教材为例,教师在教学《等差数列》一课时,涉及了两个知识点。第一个知识点是要让学生理解等差数列的概念,第二个知识点是要让学生探究等差数列前N项和公式。这些对于学生来说都是比较抽象的数学知识,而要想让学生利用这些数学抽象知识达成对问题的有效解决,就需要学生获得对抽象知识的全盘认知和建构,能够增加他们对知识的理解程度,这样才能够达成他们高效应用知识的目的。对此,教师在实施课程教学时,就应该联系学生的现实生活,选择一些贴近于学生现实生活的素材,帮助学生以自身的生活化经验为依托,理解这些较为抽象的数学语言。比如,教师可以给学生展现一个生活情境:教师最近制订了一个跳绳计划,第一天跳200下,之后的每一天都比前一天要多跳20下,请问教师在第10天的时候需要跳多少下呢?借助这种十分具有生活化信息的教学情境,指导学生结合自身的生活经验去计算教师跳绳的次数。而学生在动手操作的过程中,他们自然而然地总结得出“等差数列”的基本概念。在此基础上,教师就可以引导学生去思考跳绳数据之间是否存在着规律。以此为基础,帮助学生完成更高质量的讨论与分析,让他们自主地总结得出等差数列的通项公式,甚至可以鼓励学生自己推导通项公式的整个过程,加深学生对抽象概念的理解。如上所述,教师通过这种生活化教学的模式,将抽象的等差数列知识内容以直观形象的方式展现出来,加深学生对知识的理解,极大程度地提升了學生的数学抽象核心素养。

二、案例分析式模式,培养数学建模核心素养

高中数学教师在培养学生数学建模核心素养的过程中,应该借助具体的案例分析方式,帮助学生完成问题的解答。让他们在案例的分析中逐渐剖析得出与之相关的数据模型,然后调动已有的知识完成问题的解答,帮助学生在这样高质量的数学活动中实现数学模型素养的培育,极大程度地提升学生的问题解决能力,也能够为学生后续的综合性发展奠定更为坚实的基础[2]。

以人教版高中数学教材为例,教师在教学《三角函数的应用》一课时,就应该为学生出示一道十分经典的案例让学生分析,完成解题模型的

建构。

案例:XXX公司的船在涨潮的时候驶进航道,靠近码头,卸货之后,在落潮的时候返回海洋。三月初的某一天,零点时刻,港口的水深为5.0米,凌晨三点水深为7.5米,早晨6点水深为5.0米,九点水深为2.5米,下午六点半左右水深为5.0米,晚上十二点水深为4.0米。

1.用一个函数描绘这一天港口水深与时间的关系。

2.船底与水面的距离是4米,安全条例规定船底与海底的距离至少要有1.5米,那么这船在一天的什么时刻可以进入港口?可以待多久呢?

3船底与水面的距离是4米,安全间隙为1.5米,它从凌晨两点开始卸货,船底与水面的距离以0.3米/时的速度减小。为了安全,这条船必须在港口水深与船的安全水深相等前40分钟驶离港口,那么船最好在什么时刻停止卸货呢?

在出示了案例之后,教师就要逐层引导学生完成实践探索,帮助他们达成模型的建构。步骤如下:

(一)模型准备

仔细阅读案例,分析其中的具体情境及数据,研究各个对象之间的关系,提取有效的信息。比如,本案例中的对象分别是时间和港口水的深度。问题的解决则是要紧紧围绕这两组数据展开研究。当学生完成了数据的观察与分析之后,教师就要让学生有效地处理数据。得出有关于函数中的关系式。比如,设时间为(0≤≤24),根据具体的时刻和水的深度(表格),可以转化为有序的实数组:(0,5)、(3,7.5)、(6,5)、(9,2.5)……(二)模型建立

教师可以让学生对应上一环节列出的坐标,结合所学的函数知识,思考这些点可能都在哪一个函数上。经过思考与猜测,发现这些点很可能都在函数图像上。根据相应的坐标点,可以得出这一函数为:

(三)模型检验

教师指导学生根据具体的问题,探究模型的建立与实际问题之间的关系。比如,让学生将这一模型代入剩余的坐标点中看是否满足方程的解,以此来检验这一模型的合理性。

(四)模型应用

在完成了模型的建构之后,教师再让学生将这一模型运用于后续两个问题的解答中,得出最终的答案。针对最后两个题,它考查的是学生对模型的运用能力,有着较强的层次性,还需要用到函数与方程、数形结合的思想方法。所以,教师可以给学生更多的时间让他们计算,力求在模型的运用中深化数学建模素养。

三、问题导向式模式,培养逻辑推理核心素养

高中数学教师在培养学生逻辑推理核心素养的过程中,应该注重问题导向式教学模式的建构。所以,教师要根据具体的教学内容,为学生设计科学、合理的数学问题[3]。让学生经历知识从一般到特殊、再从特殊到一般的推理过程,帮助学生进一步理解一系列的推理方法,实现对所学知识内容的有效理解及感知,达成他们逻辑推理素养的有效培育及发展。

以人教版高中数学课本教材为例,教师在教学《直线与平面垂直》一课时,整个课程教学的重点就是要让学生体验通过空间模型、实践操作、逻辑推理等方式研究立体结合的基本方法。以类比推理的方式概括直线与平面垂直的判定定理,以此为基础,加强学生的逻辑推理能力。对此,教师就应该结合具体的教学内容,给学生设计相对应的问题。以问题为导向,推动实现学生高质量的逻辑推理与判断。教师可以给学生设计以下问题:

1.如何判断直线与平面垂直呢?除了概念之外,还有更简洁的方法吗?

2.请类比直线与平面平行的判定定理,思考平面外的一条直线与平面内的一条直线垂直,是否判定平面外的这一条直线与平面垂直呢?

3.请抽象概括出直线与平面垂直的判定定理,尝试运用文字语言、图形语言及符号语言加以描述。

如上所述,教师结合具体的教学内容为学生设计了问题串,目的就是要让学生在问题串的引导下思考探究直线与平面垂直判定定理的必要性。尝试用不同的方法去表述直线与平面垂直的判定定理,以此为基础,进一步深化学生推理的过程,也能够有效地培养学生的逻辑推理能力,为让他们总结得出直线与平面垂直的判定方法,如定义法、直接法、间接法等,达成学生逻辑推理核心素养培育的目标。

四、游戏化教学模式,培养数据分析核心素养

高中数学教师在培养学生数据分析核心素养的过程中,应该采用游戏化教学的模式实施课程教学。借助这种趣味化的教学活动,充分激发学习兴趣与调动学生的积极性,使得他们在游戏化的情境下,加深对所学知识中相关数据信息的分析。在数据分析素养的培养过程中,掌握特定的运算方法及运算法则,实现问题的解决,最终达成数据分析核心素养培育的目的,提升课程教学的质量与效率[4]。

以人教版高中数学课本教材为例,教师在教学《基本不等式》一课时,就需要学生在具备了一定的推理论证能力基础之上,抽象概括出基本不等式的基本概念。用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。在这一过程中,为了强化学生的感知能力,教师就可以借助纸牌游戏,丰富学生的思考,加深学生对不等式的体验。比如,教师可以从班上随意挑选一名学生上讲台,自己与学生各自拿三张牌(如:教师拿2、4、6,学生拿3、5、7)。教师给出的卡片数据为,学生给出的卡片数据为b,学生所在的“阵营”为,教师所在的“阵营”为,教师可以让班上学生自主选择所在的“阵营”。分配好“阵营”之后,教师和该名学生分别随机拿出一张纸牌,教师的纸牌数为,学生的纸牌数为,下面的学生则开始计算,分别记录对应的数据结果。学生在经过三轮计算之后发现教师所得的结果均比学生大,教师所在的“阵营”获胜。借助这一轮游戏,充分激发了学生的探究兴趣,他们会结合不等式性质的知识内容展开新一轮的探究,完成数据的分析过程。最后得出≤。通过这一结论,有效地锻炼了学生的数学分析能力及解题能力,帮助他们深化了自身的思考,最终便提升了他们的综合感知能力,实现了学科核心素养的培育与发展。

五、小组合作式模式,培养数学运算核心素养

高中数学教师在培养学生数学运算核心素养的过程中,应该通过小组合作的模式,让学生展开多元化的解题实践,丰富学生的思考,帮助他们在数学运算过程中综合地运用自身的运算思维,找到解题的关键点,提升运算的实效性[5]。学生才能在更高质量的数学运算实践操作过程中剖析出问题的本质,掌握运算问题的内在逻辑。让他们经历从具体到一般、从共性到个性的过程,着力于计算能力、解题能力的提升与发展,提升数学运算素养。

例如,教师在教学完“不等式”的相关内容之后,就可以给学生出示一套比较典型的证明题。如下:>(>>0,>0)

教师可以让学生展开小组合作,运用平时经常使用的解题方法完成问题的解答,一题多解,培养锻炼学生的计算能力及解题能力。具体解法如下:

比较法:以“作差通分”的方式变化以上算式,将通分后的结果与“0”进行比较,完成证明。

分析法:运用“等价转化”思想完成推理论证。要想证明这一等式,则需要证明>,也就是证明>即可。通过“等价转换”后,可以直接从题干中得出结论。

单调性法:借助函数单调性来完成对相应函数值大小情况的判断。比如设(>0),>0,在(0,+)上单调递增,借此证明大于(0),顺势求解出本题。

建模法:可以通过建构一次函数模型的方式来完成解答。同样,将原式转化为>,设,。通过绘制函数图形的方式直观观察大小,便可以顺利求解出本题。

如上,教师让学生通过小组合作,尽可能地以多种方法来完成这一问题的解答,让学生在多样化问题解答的方式中激活自身的解题思维,达成了运算素养的提升与发展。

结束语

综上所述,在新课标的背景下,高中数学教师在实施课程教学时应该专注于学生学科核心素养的培育。所以教师就应该立足于培养学生学科核心素养的视角,科学合理地设计教学活动,优化教学模式。要能够以更为科学且合理的教学模式带动引领学生完成更高质量的课程学习实践与探索,帮助他们在教学模式的引领下展开更高质量的课程学习活动,最终实现他们的可持续发展。

参考文献

[1]罗理想.浅谈核心素养视域下如何开展高中数学教学[C]//廊坊市应用经济学会.对接京津:新的时代基础教育论文集,2022:708-711.

[2]蘇冠蓉.数学核心素养下高中数学概念教学模式的改进路径探索[J].考试周刊,2022(41):72-76.

[3]张小雄.在问题:互动教学中培养高中生数学核心素养[J].求知导刊,2022(15):77-79.

[4]孙家栋.核心素养背景下“5E”教学模式在高中数学教学中的应用研究[D].黄石:湖北师范大学,2022.

[5]李春苑.高中数学核心素养:高效课堂的实践研究[J].数学学习与研究,2022(10):83-85.

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