核心素养导向下数学运算能力的培养

发表时间:2021/5/14   来源:《中小学教育》2021年第4期(下)   作者:沈丽燕
[导读] 数学核心素养包含:数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算
        沈丽燕
        江苏省常州市武进区横山桥高级中学  江苏常州 213119

        摘要: 数学核心素养包含:数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面。其中数学运算是最为基础也是最为关键的能力,无论是在初等教育阶段还是到高等教育阶段,都会持续地用到这一核心能力。在新课标改革的背景下,数学教学更加强调其专业核心素养的培育,核心素养体系下也更加强调了运算能力的重要性。该能力的提升并不是简单的反复训练,而是要发挥思维能力,运用类比、转换等技巧方法,从而化繁为简,实现高效准确的运算。
        关键词:核心素养;高中数学;运算能力;培养策略
        引言:
        在整个教育课程体系中,数学占到了举足轻重的作用。数学对学生良好思维能力和习惯的养成,系统性知识体系的形成,以及具备多样灵活的问题处理能力具有决定性作用。在数学的教学中,运算能力是形成数学核心素养的关键要素之一,具备过硬的运算能力是学好数学的基本前提。但是就目前情况来看,大部分学生对数学运算持有畏难情绪,加之教师教学理念和方法的不恰当,制约了数学课堂教学目标的实现。因此,教师应以核心素养培育为导向,运用科学合理的方式,切实提高学生的运算能力。
        一、学生方面,注重算理、算法的引导
        数学运算不是单一的根据基本运算规则进行机械式的计算,它也包含了非常富有技巧性的数学思维,运算的目的不再是简单的一个结果,更重要的是让学生通过运算具备相应的数学思维,这也是核心素养下的数学教学要求,包括了规则思维,想象思维,程序思维,联系思维,转换思维。在教学环节,老师需要对学生的数学思维情况做好充分的调研了解,掌握学生基本处于什么样的发展水平,再针对性地运用合理的教学手段。在运算讲解过程中,对于基础薄弱的同学,尽量做到过程全覆盖讲解。重点的数学定律应用技巧,应详细讲授其来龙去脉,并鼓励学生独立思考尝试。有条件的情况下还可以组织小组讨论,让学生的思维进行充分的碰撞,激发更多的灵感,抑或创造反思的场景。
        以苏教版高中数学中关于三角函数的基本运算与变形转换计算为例来说明。学生之前对于三角函数的概念、三角恒等式已经有一定的认知和应用能力,在此基础上,处理较复杂的三角恒等变形时,关键在于变形的灵活,把陌生的、复杂的三角函数式转换成已学过的常见形式,以简化运算、提高解题效率,这是运算思维培养的重点也是难点。老师可以举出一道典型的例题,或者让学生自己去设计几道典型题,比如:求4cos50°-tan40°的值。

因为三角恒等式通常会涉及到了正弦、余弦、正切多个函数,关系错综,这就要求学生清晰学过的每一个三角恒等式,并熟知它们的使用价值。比如本题目就可以从三角函数名入手,弦和切的关系就是商数关系,商数关系的价值之一便是切化弦,函数名一旦统一,“算”就变得有迹可循,离熟悉甚至成功更近了一步。当有同学计算出正确答案时,教师不应只关注答案正确与否,或者运算速度快慢如何,反倒应追问学生的思维路径,甚至可以让该学生去为大家讲解和演示,同龄人的思维易有共鸣,更会产生反思和敬佩,这样的分享还能提高学生的专注力,帮助有效思考。老师把舞台留给学生,并不等于放任学生自由讨论,而是应做好主持人、组织者、点评人的工作,这样才能将学生闪亮的思维有条不紊地展示在大家面前。
        老师的下一步任务就是开拓学生的思维,鼓励学生一题多解。比如,上面的三角恒等式化简求值中,角度绝对是另一个好的思维起点,50°与40°有什么特别关系?学生必能发现互余关系,而后老师再循着这一思路作相应的提示,学生肯定会激动不已地去尝试新思路,靠自己摘取胜利果实,分享成功喜悦,体会到切入点的重要性。最后可以请热心学生帮忙总结,教师补充点评。趁着余热再选几道小题给信心倍增、摩拳擦掌的同学们小试牛刀,自己选择运算的方向,独立解决问题,学会从不同的角度入手,提升观察和运算能力。
        二、教师方面,打铁还需自身硬
        教师本身的数学运算能力与运算知识的教授能力是不相同的。大部分的数学老师在数学知识上具有过硬的本领和能力,但是在具体的讲授过程中,还存在着一些困难和问题,这主要是因站位角度不同,教学经验不足、灵活处理方法不够等多方面原因造成的。所以在围绕核心素养提升学生运算能力的工作中,老师要以身作则,率先强化其学生思维培育和开发的能力,从教材入手,深挖教材教学目标和大纲[2],再从教材中跳出,达到学以致用,心中有教材,用时忘掉教材的境界。这需要老师指导学生在多加练习的基础上,领悟运算思维的内涵特征,形成一套成熟的思维方法体系。以苏教版中关于数列的知识为例,教师要做到层层递进,由易到难,步步为营,先从简单的问题如1+2+···+100入手,以实例来延伸,把概念具体化,同时引导学生寻找合理的思路,形成数学思维,这样以加法为基点,不断拓展对等差、等比和递增递减数列的认知和应用,最后全面掌握数列的运算技巧方法。
        三、结束语
        数学本是学科体系中的基础的学科,而运算则是数学这一基础的基础,这表明运算能力的掌握对数学核心素养的形成至关重要,现实和长远意义都十分重大。运算能力培养是一项长期且艰巨的任务,教师需要找到解决方法,在核心素养导向下落实于教学工作。
参考文献:
[1]许小健.高中学生数学运算能力的现状研究[J].名师在线,2019(21):14-15.
[2]肖阳.高中数学教学中学生运算能力的培养[J].基础教育,2017,7:222-225
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