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新高考背景下培养高中生数学核心素养的策略浅析

2024-12-09黄铭

高考·下 2024年11期

摘 要:新高考改革对我国高中教育提出了新的发展方向和要求,其中培养学生的数学核心素养成为重点。本文从新高考背景出发,分析培养高中生数学核心素养的内涵及重要性,提出了针对性的教学策略,包括融入数学思维训练、注重数学建模能力培养、创设真实的教学情境、充分利用信息技术手段、优化课堂教学方式等。旨在为新时期高中数学教学提供可借鉴的思路和建议,助力学生数学素养发展。

关键词:新高考;高中数学;核心素养;教学策略

新高考改革自2020年正式实施以来,对我国高中教育的教学理念、内容和方式等都提出了新的要求。其中,培养学生的数学核心素养成为教育改革的重点之一。数学作为一门基础性学科,其核心素养的培养对于学生的全面发展意义重大。然而,在实际教学中,许多教师仍习惯于采用灌输式的教学方式,忽视了对学生数学核心素养的培养。因此,探讨新高考背景下培养高中生数学核心素养的策略,对于提高数学教学质量,促进学生的全面发展具有重要意义。

一、数学核心素养的内涵及培养高中生数学核心素养的重要性

(一)数学核心素养的内涵

新高考改革自2020年正式实施以来,对我国高中教育提出了全新的要求。其核心在于,不再简单地考查学生的知识和技能掌握情况,而是更加注重培养学生的核心素养,即学生运用知识解决实际问题的能力。在这一背景下,数学核心素养成为教育改革的重点之一。

所谓数学核心素养,主要包括以下几个方面:

1.数学思维:这包括数学归纳、演绎、抽象建模等思维能力。学生能够运用数学思维方法分析问题,发现问题的本质,并建立相应的数学模型来解决实际问题。例如,在解决交通拥堵问题时,学生可以运用数学建模的方法,抽象出问题的关键变量,建立数学模型进行仿真分析,找到优化方案。

2.数学运算:学生需要熟练掌握各种数学运算技能,包括代数运算、微积分、概率统计等。只有掌握扎实的数学计算能力,才能为后续的数学建模、数据分析等工作奠定基础。

3.数据分析:在当前大数据时代,数据分析已经成为学生必备的核心素养之一。学生需要能够从海量数据中提取有效信息,运用统计、可视化等方法对数据进行分析与解读,为问题的解决提供依据。

4.问题解决:这是数学核心素养的综合体现。学生需要能够分析问题的本质,选择合适的数学工具和方法进行问题解决,并对解决方案进行反思和优化。这不仅要求学生具备数学思维能力,还要能灵活应用数学知识和技能。

(二)培养高中生数学核心素养的重要性

数学作为一门基础性学科,其核心素养的培养对于学生的全面发展具有重要意义。首先,数学思维是一种基本的理性思维方式,有助于培养学生的逻辑性、条理性和抽象思维能力,为其他学科的学习奠定基础。其次,数学建模和问题解决能力的培养,可以帮助学生将所学知识灵活应用于实践,提升学习的兴趣和积极性,为未来的职业发展奠定基础。

此外,数学核心素养的培养还有利于学生适应社会发展的需求。当前,各行各业对人才的要求已经超越了简单的知识掌握,更多地关注综合实践能力。数学核心素养的培养,不仅可以提高学生的数学运算和分析问题的能力,还能培养其创新精神、团队合作精神等,这些都是现代社会急需的核心能力[1]。

二、新高考背景下培养高中生数学核心素养的创新策略

针对新高考对高中数学教学的新要求,提出以下培养高中生数学核心素养的策略。

(一)融入数学思维训练

新高考对学生的数学素养提出了更高的要求,不仅要求学生掌握基础的数学概念和运算技能,更要培养学生的数学思维能力。因此,在高中数学教学中,教师应当将数学思维训练融入课堂教学过程中。

1.在教学设计中,教师可以有目的地设计一些涉及集合与逻辑推理、平面向量、函数图像与性质、导数应用、三角函数变换等富有挑战性的问题,引导学生运用不同的数学思维方法进行分析和解决。例如,在学习三角函数的图像与性质时,教师可以设计涉及建筑、导航等实际应用的问题,让学生运用归纳、演绎等方法,建立数学模型并求解。通过这种方式,不仅培养了学生的数学建模能力,也锻炼了他们的数学抽象思维和逻辑思维。

2.教师可以组织学生进行数学探究性学习。例如,在学习等差数列、等比数列的性质时,可以设计一些开放性的探究任务,让学生自主收集数据,探究数列的规律,并对所得结论进行验证和推广。在这个过程中,学生需要运用归纳、假设、验证等数学思维方法,体验数学探究的全过程,培养数学创新思维。

3.教师还可以适当设计一些涉及算法与证明、计数原理、概率统计等数学题,激发学生对数学学习的兴趣。这些题目可以来源于生活实际,让学生感受到数学在现实中的应用价值,主动思考问题的本质。同时,也可以引入一些数学元素,让学生了解数学在历史发展中的地位和作用,培养他们对数学的认同感。

(二)注重数学建模能力培养

数学建模是将实际问题抽象为数学问题,并采用数学方法进行分析求解的过程。这一能力不仅是数学核心素养的重要组成部分,也是当前社会对人才的要求。因此,在新高考背景下,培养学生的数学建模能力应当成为高中数学教学的重点任务

之一。

在教学设计中,教师可以有针对性地设计一些贴近学生生活实际的数学建模任务。例如,在学习一元二次函数时,教师可以创设有关房价预测的问题情境。根据城市房地产市场的数据,建立一元二次函数模型,预测未来一定时期内房价的变化趋势,并为政府制定相关调控政策提供依据。这样的问题情境不仅能激发学生的学习兴趣,还能让他们体会到数学在现实生活中的应用价值。

在具体的建模过程中,教师可以引导学生运用分析、建模、求解、检验等步骤,培养他们的数学建模思维和方法。首先,让学生分析问题的实际背景和关键要素,明确建模的目标;其次,引导学生根据问题的特点,选择合适的数学概念和方法进行建模;再次,让学生运用数学工具对模型进行求解和分析;最后,要求学生对解决方案进行检验与讨论,并适当调整模型。通过这一系列的引导,学生不仅能掌握数学建模的一般方法,还能培养问题分析、数据处理、结果评估等综合能力。

教师还可以采用小组合作的方式组织学生进行数学建模实践。在小组内部,学生可以分工合作,共同分析问题、建立模型、求解结果,并进行讨论与交流。这种合作学习不仅有助于培养学生的团队协作能力,还能促进学生之间的思维碰撞,提升数学建模的整体效果。

(三)创设真实的教学情境

新高考的核心要求是培养学生的核心素养,其中数学核心素养的培养成为重点。这就要求高中数学教学在教学方法和教学手段上进行相应的创新和改革。其中,创设真实的教学情境是非常重要的教学方式之一。这种方式可以有效地培养学生的数学思维和问题解决能力。

在教学设计中,教师可以根据教学内容和目标,设计一些贴近学生生活实际的情境性问题。例如,在学习一元二次函数的知识时,教师可以创设关于追求最大收益的情境:一家饮料公司需要确定饮料瓶的尺寸,以求获得最大利润,这就涉及如何建立一元二次函数模型,并求出最大值。这种情境化问题不仅能激发学生的学习兴趣,也能培养他们将数学知识应用于实际问题解决的能力。

教师可以引导学生进行探究式学习。例如,在学习排列组合的相关知识时,教师可以创设关于选拔队伍成员的问题情境:学校要选拔一支足球队,队员人数为11人,教师可以让学生探究如何计算所有可能的选拔方案。在探究的过程中,学生需要运用已有的数学知识,如排列组合的概念和计算公式,分析问题的数学本质,并尝试运用不同的解决策略。这不仅培养了学生的数学建模能力,也锻炼了他们的数学思维和创新精神。

(四)充分利用信息技术手段

在新高考背景下,高中数学教学不仅要注重数学思维的培养和数学建模能力的提升,还应当充分利用现代信息技术手段,为学生的学习提供更加有力的支持。

1.教师可以利用多媒体技术设计生动形象的数学教学课件。例如,在讲解函数图像及其性质时,教师可以制作动态演示课件,直观展示函数随自变量的变化而发生的变化规律。又如,在学习空间几何知识时,教师可以运用三维建模软件制作立体几何体的动画演示,帮助学生更好地理解空间几何的基本概念和性质。这种生动形象的教学方式,不仅能够激发学生的学习兴趣,也有利于他们形象思维和空间想象能力的培养。

2.教师可以引导学生利用计算机软件进行数学建模与仿真实验。例如,在解决优化问题时,学生可以利用Excel的求解器功能,建立数学模型并求解最优方案。又如,在研究随机事件的概率分布时,学生可以利用统计分析软件进行模拟实验,观察事件发生的概率变化规律。通过运用信息技术手段,学生不仅能更好地理解数学概念,还能培养数据分析、建模仿真等实践技能,为未来的学习和工作打下坚实基础。

3.教师还可以充分利用在线教育资源,为学生提供个性化的学习支持。例如,鼓励学生利用在线习题库进行自主练习与反馈,或者借助智能学习系统进行个性化辅导;同时,教师也可以利用在线课程资源,为学生补充课堂教学中无法涉及的拓展内容。这种“互联网+教育”的模式,不仅能满足学生的个性化学习需求,还有助于培养他们的自主学习能力。

(五)优化课堂教学方式

在新高考背景下,优化高中数学课堂教学方式,也是提升学生数学核心素养的关键所在。

1.教师应当充分发挥引导和启发的作用,引导学生主动参与到课堂学习中来。例如,在讲解一些基础概念时,教师可以设计一些启发性问题,引导学生思考并发表自己的观点。又如,在解决问题时,教师可以引导学生分析问题的本质,提出解决策略,并组织学生讨论比较不同方法的优劣。通过这种方式,不仅能调动学生的学习主动性,还能培养他们的数学思维能力。

2.教师可以采用合作学习的方式组织课堂教学。在教学中,教师可以设计一些小组任务,让学生以小组为单位进行讨论、交流和合作完成。例如,在学习圆锥曲线的相关知识时,可以让学生小组设计并展示一个圆锥曲线在生活中的应用案例。在小组合作的过程中,学生不仅能相互学习,还能培养团队协作精神,提高表达和交流能力。

3.教师还应注重培养学生的自主学习能力。一方面,教师可以根据学生的实际情况,设计不同难度的练习题目,鼓励学生自主完成,并及时反馈;另一方面,教师也可以引导学生利用信息技术手段,如在线习题、微课视频等,进行自主探索和学习。通过这种方式,不仅能增强学生的自主学习意识,还有助于培养他们的自主学习习惯。

4.在课堂教学中,教师还应注重培养学生的综合应用能力。例如,在讲解导数概念时,可以设计一些涉及最值问题的情境任务,让学生运用导数性质解决实际问题;又如,在学习统计知识时,可以组织学生收集和分析实际数据,并基于统计分析得出合理的结论。这种注重应用的教学方式,不仅能加深学生对数学知识的理解,还能培养他们的数学建模能力和创新思维。

(六)完善学业质量监测机制

新高考改革不仅提出了更高的数学素养培养目标,也要求教育教学质量监测机制更加完善。因此,在高中数学教学中,建立科学、有效的学业质量监测体系,也是提高教学质量的重要保障。

1.在学业质量监测的内容上,应当充分覆盖学生的数学核心素养的各个方面。除了常规的知识技能考查外,还应当重点评估学生的数学思维方式、数学建模能力、数学探究精神等关键素质指标。例如,在平时考查中设计一些开放性的应用题,考查学生运用数学知识分析问题、建立数学模型并求解的能力;在期末考试中增加注重数学思维训练的试题,如逻辑推理、数学证明等。通过这种全面的素质考核,既能了解学生的整体发展水平,又能为后续教学改进提供有效依据。

2.在监测方式上,应当采取多元化的评价方式。除了传统的纸笔考试外,还可以引入学生作品展示、小组合作项目、个人学习档案等评价方式,全面客观地评价学生的数学学习情况。例如,在学习空间几何知识时,可以让学生根据自己的设计制作三维几何体模型,并进行展示交流;又如,在研究数学建模相关知识时,可以要求学生以小组为单位完成建模项目,并进行展示与评价。这种多元化的评价方式不仅更加贴近学生的实际发展水平,还能培养学生的创新精神和合作意识。

3.在学业质量监测的过程中,应当充分发挥教师的专业引导作用。一方面,教师应当根据学生的实际情况,合理设计考核内容和方式,确保评价标准的科学性和公平性;另一方面,教师还应该及时反馈评价结果,分析学生存在的问题,并提出针对性的改进措施。通过教师的专业指导,学生不仅能更好地理解自身的学习情况,也能得到有针对性的学习帮助,不断提升自身的数学核心素养[2]。

结束语

新高考背景下,培养学生的数学核心素养是提升教学质量、促进学生全面发展的关键。通过强化数学思维训练、注重数学建模能力的培养、创设情境式与探究式教学情境、有效利用信息技术、优化课堂教学方式及完善学业质量监测机制等策略,能够更好地满足新高考的要求,帮助学生在数学学习中获得更深层次的理解与应用能力。只有不断创新教学方法,才能为学生的未来发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]井晓菲.高中数学学科核心素养培养现状及对策[J].中学生数理化(高中版),2024(22):17-18.

[2]周婷.核心素养下高中数学学习中学生建模意识的培养[J].中学生数理化(高中版),2024(10):13-14.