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核心素养下初中数学计算教学创新设计

2024-12-31林静怡

家长·中 2024年12期

自从新课标深入数学课堂后,核心素养培育逐渐成为任务导向点,受到师生的广泛关注。计算是数学的重中之重,关系到是否能准确解题。如今,众多学生思维灵活度不足,计算正确率偏低,影响计算教学质量,更阻碍综合能力以及核心素养的发展。对此,教师需转变思路,放弃传统“讲+听”模式,转向为游戏化、生活化、活动化等模式,多管齐下,着重引导学生探索多元化算法,树立计算意识,锤炼计算能力,养成计算习惯。

计算是初中生学习数学的基础技能,也是学科核心素养的关键。唯有理解计算含义,掌握算理和法则,才能在不同数学情境下,游刃有余地解决计算问题,转化为数学思维与方法。在初中数学课堂中,如何更好地提高学生计算能力,是一个值得探索课题研究。对此,教师应适时创新教法、学法,依照课程标准和班级学情,定制多元的教学结构,营造有趣的学习氛围,引导学生动脑动手,不断地计算与总结,利用相关知识解决实际问题,最终形成数学应用思维。基于此,本文将以核心素养观念为指导,分析初中数学计算教学内核、价值意蕴、基本要点,综合初中生数学学习情况,提出具体的计算教学策略,旨在为初中学生打基础,累经验,提技巧。

一、初中数学计算内核

计算不仅是初中数学教学的重要组成,也是提升学生核心素养的基本途径。一方面强调对数的运算速度,另一方面考察对数学操作的熟练度和准确度。《义务教育数学课程标准(2022年版)》提倡算法多样化,核心在“算”,指向三个方面:是否记住计算法则,是否能运用概念、性质进行有关计算和推导;其结果是否准确,速度是否迅速,过程是否合理,推导是否严密;能否对计算结果进行检查和判断,改正各类错误。整体性来讲,数学计算不但表现为会算和算正确,还包括对计算对象、计算意义、算理算法的理解及解决问题时的合理选择。在初中数学中,如何有效提高学术计算能力,已然成为本次教学实践的出发点和落脚点。

二、基于核心素养提升的初中数学计算教学意义

计算能力是学习初中数学知识的基本能力,也是学习其他科目的重要基础。相较于小学数学,初中数学计算需求更大、更深,初中生通常面临着海量的计算题目。计算能力的高低,直接影响数学学习质量。核心素养视域下,初中数学计算不再是单打独斗,而是与数学思想、数学知识的深度融合,学生需要从数学题目中提炼出抽象的数量关系,据此列方程或列算式,从而深入把握多样化计算法则,实现高效率、准确性。在新课标导向下,开展多层次、系统化的计算教学,具有多重效能。

(一)锻炼数学思维灵活度

计算教学以多种形式展开,为学生提供了广阔的思维运动空间,学生要能将运算公式或概念法则应用于实际问题,经过反复测算,总结解决问题的方法。在这个过程中,学生思维始终处于跳跃状态,依照教师给予的思路或题干关键信息,进行深度思考,通过已知条件提炼出更多有价值的内容,确保问题顺利解决。通过正确的引导,学生懂得从多个维度出发,对问题展开研究,灵活运用相关算法解答,思维灵活度和深刻性得以提升,充分彰显计算教学对培养数学核心素养的影响。

(二)增强数字语言敏感度

初中数学涉及众多理论知识,相对小学较为复杂,尤其是基础差的学生,更为困难。计算教学是基础,需要易于接受。通过有趣的方式介绍运算公式与法则,保证符合初中生认知规律和兴趣需求,吸引更多学生主动参与练习,反复实践,增强对数字的敏感度,以便更好地领悟数学原理和公式内涵。如此一来,学生才能进行前后关联,完成知识的正向迁移,习得多种计算技巧和方法,助力数学核心素养提升。

三、基于核心素养提升的初中数学计算教学要点

计算教学是初中数学的重要组成部分,直接或间接影响整个教学与学习的效率和质量。俗话说:“凡事预则立,不预则废”。面对核心素养导向,该如何优化课堂教学设计。第一,在教学理念上,突出以学生为本的原则。将“讲堂”变为“学堂”,给予充足的“自主—合作—探究”时间,进行规范化训练,真正成为数学计算的“主人翁”。第二,在教学内容上,体现任务明确、重点突出的原则。根据教材内容与学生情况,设计计算题目,引领学生想方设法地解决问题,突破知识难点,习得计算技巧。在教学方法上,呈现师生、生生互动原则。通过对计算思路、过程与结果的交流、展示,改正计算错误,总结计算方法,实现最高层次的教学效果。

四、基于核心素养提升的初中数学计算教学现状

受传统应试教育观影响,众多教师过分强调数学成绩,而忽略了学生综合能力的法则和提升。现阶段,教师执着于“机械式”讲和练,不在乎学生计算能力(准确性和规范性);甚至在教学过程中,重视结果轻视过程。在这种背景下,学生计算学习出现一系列的问题,不利于提升核心素养。第一,数学计算缺乏严谨性。由于缺乏教师指导,部分学生的学习方法,依旧保留小学时段特点,习惯用小学解题方法,烦琐且容易出错,数学思想缺失。第二,计算方法存在偏差。其根本原因是混淆计算概念,未能熟练运用计算法则,无法找出出错步骤,导致计算结果错误。第三,计算能力缺乏灵敏度。每个班级学生质量参差不齐。少量学生计算理解能力较强,能综合各种运算规律,找到最简单的计算方法,快速得出计算结果。但是,大部分学生还以计算结果为目的,不关注计算步骤,造成计算速度慢、准确率低,数学成绩不理想。

五、基于核心素养提升的初中数学计算教学创新设计策略

(一)创设信息情境,激发计算思维

在新时代教育背景下,发展学生核心素养愈发重要,尤其是计算能力。随着年级增加,数学知识难度增大,计算数量也随之扩充。许多初中生在解题过程中显得非常吃力,具体表现在认知和理解上,不能快速找到题干关键信息,计算出结果。而且,现在的数学课堂,依然以教师为主导,一言堂现象严重,没有真正落实学生的主体地位,导致其积极性薄弱,思维力凝滞。因此,在数学课堂上,如何激发计算思维,是教师需要考虑的问题。教师可以结合多媒体设备,搜集网络试题,创设信息化情境,动态化、形象化地展现内容,让学生思维活跃、发散,高质量解决问题。

新课标要求初中数学教师积极利用信息技术,以培养多样化数学思维为主,优化教学过程,使学生真正理解数学知识,掌握计算方法。以九年级(上)“概率初步”为例,以电子白板的“演示功能”为媒介,播放“某保险公司的参保资料”,2500人参保,每个人一年死亡概率为0.2%,每个人一年交12元保险费,死亡后可领取2000元,保险公司盈利的概率如何。然后,建构在线论坛,让学生发动脑筋,想一想计算路径如何,将计算过程列在图纸上,投影展示。如若设每年死亡人数x人,a={2500×12-2000x<0}={x>15},由此可见,当死亡人数>15人时,保险公司不会盈利,借助案例结论,还可以促进学生对概率的理解。同时,再根据过程的完整度、准确性,进行点赞评价,选出本期“赛诸葛”,营造激烈的学习氛围。

考虑到思维的延展性,如果只以一种方式,开展计算训练,效果可能不理想。基于此,教师要继续创新,建构信息化“比拼”情境,线上发布“议题”:箱子装有4只球“1、4、7、8”任意取两次(放回),得到所有可能的两位数。此时,教师语音提示“用哪一种方法能快速得出结果”,组织学生讨论“画树状图、逐一列举、列表法……”根据自身计算习惯,选择适宜的方法,如列表法。最后再任取一个数,求其算术平方根4<x<7的概率。通过在线解答,让学生掌握列表法(如表1所示)求概率的一般步骤和解题格式,理解列表法的不重复、不遗漏功能。课后,还可以整理一些小视频“抛硬币、抽签、罚球投篮等”,让学生观察试验,得出数据,然后结合每一种事件作出判断,从而突破概率事件难点,达成数学应用能力的培养目标。

(二)设置闯关游戏,发展计算兴趣

从前,初中数学教学都是“一言堂、填鸭式”教学模式,其教学观念滞后,导致学生不能提起学习兴趣,从而影响汲取数学知识的效率。数学计算本身较为枯燥乏味,很少有学生主动参加,更难超负荷完成。经过长期实践,发现游戏化教学能在一定程度上点燃学生兴趣值,有效提高综合素质。基于此,教师需依照课程内容,从初中生的兴趣点出发,建构一套“我来闯关”小游戏,为计算课堂增添趣味性、灵动性,让学生在计算过程中体验数学乐趣,积累计算经验,逐步提升学科核心素养。

“学习是一种快乐。”计算联系亦是如此。以九年级(下)“反比例函数”为例,设置“地图关卡”,不同关卡呈现不同类型、难度的计算题目,限时挑战(10分钟),让学生组队挑战,集齐3枚通关卡便可兑换一件奖励。或者,采取“打擂台”形式,1v1比一比闯关速度。

第一关:购买6kg苹果和3kg梨共花23元,求苹果和梨的单价。第二关:已知足球规则,赢积3分,平积1分,某队赛9场,输2场,得17分,赢几场,平几场。第三关:一群老头买一堆梨,一人一个多一个,一人两个少两个,几个老头几个梨。根据题意,列方程,回顾加减消元法,按计算步骤推进:变形—消元—求解—写解—检验。教师应从答题的准确性、规范性、创新性综合评价,给每个学生定级,以便因材施教。如此,才能真正引导学生遵守规则,规范计算细节,回溯计算错误,促成反思重构意识,进而实现核心素养培养目标。

(三)引入课程例题,梳理计算思路

基于新课改指引,初中数学计算教学不再局限于运算公式介绍,而是逐渐指向计算思路深度融合,引导学生自主探究,发现内含的数学思想,总结计算方法。但是,如今大部分初中生认为计算试题简单,只要自己牢记法则、算理、定律等知识,数学计算易如反掌。在这种观念引导下,学生不在意结果正确与否,也不关注计算思路的整理与分析,导致后续计算频频出错。

鉴于此,教师需秉持系统化、规范性计算原则,以课程例题为基点,组织学生层层剖析,认真审题,圈出已知和未知条件,建立关系链,以形成解题思路雏形。以九年级(上)“一元二次方程”为例,出示一套经典例题,让学生自主完成。某社区准备在每两栋楼房之间,开挖一块900m2的长方形绿地,长比宽多10m,试问绿地长宽各多少?一看,学生即认真审题,依照已知条件,画出图形结构。设宽x,方程x(x+10)=900,整理成得x2+10x-900=0,x1=5√37-5,x2=-5√37-5<0(不合题意,舍去),由此可得长约为25.41m,宽为35.41m。学生还需认真检查,计算方法是否合理,数字、符号是否写错或存在漏写。求解后,再次进行验算,以确保结果准确无误。在教师的一系列指导下,学生学会了一看二算三查,懂得了捋清思路的作用,计算水平也随之提升。

(四)建构任务活动,端正计算态度

发展计算能力并非一朝一夕之功,只有经过长期的训练,才能保证学生达到理想化的计算水准。然而,一节数学课时间有限,计算训练并不能完完全全依靠课堂练习题。因此,教师需适时延伸拓展,以数学知识点为基础,开发相关任务,促使学生走出课本、走出课堂,唤醒自我意识,深入计算活动,以严谨的学习态度,灵活运用计算思维和方法,不断摸索,不断总结,最终提升自我。

任务导向不仅能调动学生计算学习的内在动因,还可以端正计算态度,真切认识到计算在生活中的应用价值,以此提高数学抽象能力、计算能力。以九年级(下)“锐角三角函数”为例,对接中考,创办一场“数学计算竞赛”活动,分区角逐。竞赛题背景:已知一套楼房AB与楼房CD相距36m,工程师在楼顶A处测量到楼房CD的楼顶的仰角为45°,测量到楼房CD的楼底的俯角为30°,求楼房CD的高度,要求从多个维度解题,包括1.直接引用公式,完成解题任务。2.巧用正弦、余弦定义,实现简化习题。3.巧用勾股定理,以数形结合思想介入。教师要从思维的准确性、敏捷性、广阔性出发,评估学生对锐角三角函数的掌握程度,以及解题技巧的新奇性。同时,征求其他同学意见,鼓励积极补充,归纳总结这一类的问题的解题方法和注意点。

六、结语

综上所述,良好计算能力是构成数学核心素养的关键要素,其形成依赖于学生规范训练,需要教师全方位、全过程关注计算思维、计算方法、计算状态等,对不正确的行为及时纠正。但是,现阶段还有部分学生计算思维固定僵化,计算错误率攀升。由此,数学教师需拟定专项训练,建构开放性情境,让学生一步步了解计算法则,探索计算思路,找寻计算方法,从整体上提升计算能力。数学之路道阻且长,计算能力的形成不可能一蹴而就。今后,教师要全面分析学生实际情况,不断创新教学模式,立足数学核心素养,以“自主—合作—探究”为锚点,引领学生深入计算活动,塑造思维,提升技能,为后续高阶学习奠定坚实基础。