摘要:伴隨教育部逐漸對課程改革進行全面深化,高中數(shù)學這一學科的課表組已經(jīng)給出數(shù)據(jù)分析、數(shù)學運算、直觀想象、數(shù)學建模、邏輯推理以及數(shù)學抽象這些數(shù)學科目的核心素養(yǎng)?;诖?,本文旨在通過一邊一角對培養(yǎng)學生數(shù)學方面直觀想象這一核心素養(yǎng)的方法加以探究,以期對數(shù)學教學加以有效指導。
關鍵詞:核心素養(yǎng);直觀想象;高中數(shù)學
前言:數(shù)學課上,教師怎樣對核心素養(yǎng)加以落實,一直都是高中教師不斷思考以及探究的重要問題。而本文則以“解三角形”這一教學為例,談一談如何在一邊一角有關問題當中促使學生逐漸養(yǎng)成直觀想象這一核心素養(yǎng)。
一、課堂實錄
師:眾所周知,已知三角形當中的一邊及其對角,這個三角形具體形狀并不固定,和該三角形相關的要素,例如面積以及周長是否是定值?假設不是,是否可求出其具體取值范圍?
例如,△ABC之中,現(xiàn)已知A=,BC=2,求△ABC周長和面積的取值范圍.
生1:已知A=,進而只需把bc具體取值范圍求出來便可對面積具體取值范圍進行求解。
根據(jù)余弦定理,可得:(當且僅當
之時取等號),因此
,所以△ABC面積為
,因此△ABC面積具體取值范圍為
.
同理,可將取值范圍求出來,求得:
,所以△ABC周長具體取值范圍為
.
生2:借助正弦定理同樣可以求出答案。根據(jù),可得:
.
由于,因此
,因此△ABC面積具體取值范圍為
.
,
由于,因此
,所以△ABC周長具體取值范圍為
.
師:解△ABC之時,已知其中一角一邊,便可借助余弦定理以及正弦定理進行求解,這是非常好的一種解題思路。
師:在上面問題之中,∠A度數(shù)固定不變,然而A點位置不斷變化,不然面積和周長就是定值。該特征在什么圖形之中能夠得以實現(xiàn)。
生:圓,因為同弧對應圓周角是相等的。
師:大家是否可以對之前所得結(jié)論進行數(shù)學方面直觀解釋?
生:能,A點在弧BC上進行運動之時,∠A度數(shù)固定不變,可以對題設要求進行滿足。當A點與C點無限接近,開始進行逆時針的方向運動之時,△ABC面積由零開始逐漸增加,其周長由4開始逐漸增加,當A點運動至P點的時候,△ABC是正三角形,其周長以及面積分別達到了最大值6和.當A點繼續(xù)由P運動至B點時,就會反向的重復之前過程,所以,△ABC周長及面積具體取值范圍為
及
.
師:非常好,非常直觀!
二、課后反思
(一)認識直觀想象這一核心素養(yǎng)
所謂直觀想象指的就是借助空間想象以及幾何直觀對事物形態(tài)以及變化既要感知,借助圖形理解以及解決問題的具體過程。借助圖形來對數(shù)學問題加以描述以及分析,構建數(shù)和形的具體聯(lián)系,建立數(shù)學問題有關直觀模型,對解題具體思路加以探究。直觀想象乃是對數(shù)學問題加以發(fā)現(xiàn)以及提出、分析以及解決的一個重要手段,其實探究以及形成最終論證思路、實施邏輯推理、建立抽象結(jié)構的重要思維基礎。
直觀想象這一核心素養(yǎng)具體形成期間,高中生可不斷發(fā)展空想想象以及幾何直觀這些能力,加強借助圖像以及空想想象這一能力對問題加以思考的意識,不斷提高數(shù)形結(jié)合這一能力,對失誤本質(zhì)加以感悟,進而養(yǎng)成創(chuàng)新思維。
(二)直觀想象這一核心素養(yǎng)并非神兵天降
從數(shù)學方面的核心素養(yǎng)被提出之后,很快就變成了一個熱詞,而且變成研究數(shù)學教育方面理論以及教學實踐人員的追捧對象,然而只有腳踏實地方可落地生根,而且只有把舊理念和新理念間的關系加以明確,才可對新理念進行更好的理解,對其加以切實落實以及掌握,進而對教學內(nèi)容、過程以及方法加以明確。如今,新課標已然提出了課程方面基本理念,其認為學生學習數(shù)學以及運用數(shù)學期間,需要不斷進行直觀感知、空間想象、演繹證明、數(shù)據(jù)處理、類比歸納、運算求解以及反思構造這些思維過程。如此看來,直觀想象這一數(shù)學方面核心素養(yǎng)指的就是空間想象和直觀感知的有機整合[1]。所以,把新理念融入已有觀念之中,或讓已有觀念符合新理念,這樣才可讓促使數(shù)學教學實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。
(三)對高中生的數(shù)學素養(yǎng)加以培養(yǎng)期間直觀想象過和邏輯推理相得益彰
眾所周知,數(shù)學具備三大特點,即嚴謹性、抽象性以及運用廣泛性。如今,數(shù)學已在人們理性精神以及理性思維當中占據(jù)不可替代以及獨特作用。人們崇尚理性精神,然而不能走向極端,不然便會使活潑生動的數(shù)學思維逐漸消失,而且數(shù)學課堂也會變成高中生畏懼的場所。盡管數(shù)學強調(diào)邏輯推理,然而對于直觀想象并不排斥,同時直觀想象為人類思維的一種形式[2-3]。從上述課堂實錄當中能夠看到,生動性的直觀想象能夠調(diào)動學生思維,感染學生,讓其對數(shù)學產(chǎn)生極大學習興趣。
(四)直觀想象無法替代邏輯推理
如今,教師一直強調(diào)在對學生數(shù)學方面核心素養(yǎng)加以培養(yǎng)期間,直觀想象占據(jù)重要地位,并且起到重要作用。然而同樣要防止走入另一極端。盡管圖形非常生動以及直觀,然而如果圖形缺少數(shù)字,也難以入微,而數(shù)學具有的精髓便是以理服人。課堂教學期間,即便得到非常直觀的數(shù)學結(jié)論,教師也需讓學生在生活當中找到相應的原型,盡可能的讓高中生對直觀想象當中的“邏輯”加以體會,最終借助邏輯推理對直觀形象具有的合理性加以驗證。
結(jié)論:綜上可知,對數(shù)學科目課程改革進行深化,把空間想象和直觀感知整合成直觀想象,使得數(shù)學教師對過去數(shù)學思想以及教學方法加以鞏固,同時堅定對高中生數(shù)學方面核心素養(yǎng)進行發(fā)展的信念。同時,在數(shù)學教學當中堅信數(shù)學屬于思維方面的科學,而直觀想象為思維形式方面的認識,進而使得直觀想象這一核心素養(yǎng)可以在數(shù)學課上逐漸落地生根。
參考文獻:
[1]史寧中,林玉慈,陶劍,郭民.關于高中數(shù)學教育中的數(shù)學核心素養(yǎng)——史寧中教授訪談之七[J].課程.教材.教法,2017,37(04):8-14.
[2]劉友軍.在數(shù)學課堂教學中落實核心素養(yǎng)培育之研究[J].中國校外教育,2016(29):57-58.
[3]章建躍.高中數(shù)學教材落實核心素養(yǎng)的幾點思考[J].課程.教材.教法,2016,36(07):44-49.
5