高中數(shù)學(xué)是一門實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性很強(qiáng)的自然科學(xué),學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中往往會投入較大的學(xué)習(xí)精力。在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師往往注重對學(xué)生灌輸數(shù)學(xué)的概念以及定理,卻不引導(dǎo)學(xué)生深入地去思考和分析概念的來源,導(dǎo)致學(xué)生在解題時無法正確地選擇定理,構(gòu)造簡便的解題思路,導(dǎo)致了高中數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量普遍低下?!爸庇^想象”是指學(xué)生能夠利用空間想象的能力去感知事物的形態(tài)發(fā)展以及操作之后的變化,并可以結(jié)合數(shù)學(xué)圖形來解決數(shù)學(xué)問題的一種素養(yǎng)和能力。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象核心素養(yǎng)可以幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地理解數(shù)學(xué)知識,有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
一、直觀想象素養(yǎng)在各個學(xué)習(xí)內(nèi)容板塊中的滲透
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》對培養(yǎng)學(xué)生直觀想象素養(yǎng)的要求體現(xiàn)在多個方面,在必修課程與選擇性必修課程中,突出幾何直觀與代數(shù)運(yùn)算之間的融合,即通過形與數(shù)合,感悟數(shù)學(xué)知識之間的關(guān)聯(lián),加強(qiáng)對數(shù)學(xué)整體性的理解。必修課程中分立體幾何、平面向量、函數(shù)觀點(diǎn)下的方程與不等式、三角函數(shù)、函數(shù)的圖像與性質(zhì)共計(jì)五個模塊開展教學(xué)實(shí)踐。在選擇性必修中分導(dǎo)數(shù)的意義、解析幾何問題、概率教學(xué)中直方圖和正態(tài)分布等三個模塊開展教學(xué)實(shí)踐。
在必修課程中,從函數(shù)觀點(diǎn)看一元二次方程和一元一次不等式的教學(xué),讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成借助直觀理解概念的習(xí)慣。在三角函數(shù)教學(xué)中,用幾何直觀和代數(shù)運(yùn)算的方法研究三角函數(shù)的周期性、對稱性、單調(diào)性和最大(?。┲档刃再|(zhì),探索和研究三角函數(shù)之間的一些恒等關(guān)系在函數(shù)的應(yīng)用中,利用函數(shù)圖像的幾何直觀認(rèn)識函數(shù)概念,借助單位圓的直觀,探索三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)。在平面向量及應(yīng)用教學(xué)中,通過幾何直觀,了解平面向量投影的概念及其意義。在立體幾何初步教學(xué)中,運(yùn)用直觀感知、操作確認(rèn)、推理論證、度量計(jì)算等方法認(rèn)識和探索空間圖形的性質(zhì),建立空間觀念;用斜二測法畫出簡單空間圖形(長方體、球、圓柱、圓錐、棱柱及其簡單組合)的直觀圖;借助長方體,在直觀認(rèn)識空間點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系的基礎(chǔ)上,抽象出空間點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系的定義,了解基本事實(shí)和定理;借助長方體,通過直觀感知,了解空間中直線與直線、直線與平面、平面與平面的平行和垂直的關(guān)系
在選擇性必修課程中,一元函數(shù)導(dǎo)數(shù)及應(yīng)用通過函數(shù)圖像直觀理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義。結(jié)合實(shí)例,借助幾何直觀了解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系。在“平面解析幾何”的教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷以下過程:首先,通過實(shí)例了解幾何圖形的背景,如通過行星運(yùn)行軌道、拋物運(yùn)動軌跡、探照燈的鏡面,使學(xué)生了解圓錐曲線的背景與應(yīng)用;其次,結(jié)合情境清晰地描述圖形的幾何特征與問題,如兩點(diǎn)決定一條直線,橢圓是到兩個定點(diǎn)的距離之和為定長的點(diǎn)的軌跡等;再次,結(jié)合具體問題合理地建立坐標(biāo)系,用代數(shù)的語言描述這些特征與問題;最后,借助幾何圖形的特點(diǎn),形成解決問題思路,通過直觀想象和代數(shù)運(yùn)算得到結(jié)果,并給出幾何解釋,解決問題。在概率教學(xué)中,可以通過具體實(shí)例,借助頻率直方圖的幾何直觀,了解正態(tài)分布的特征。
二、直觀想象核心素養(yǎng)在各種教學(xué)活動過程中的滲透
在數(shù)學(xué)素養(yǎng)的生成教學(xué)策略上,許多國家都倡導(dǎo)用數(shù)學(xué)活動促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的生成。不少專家提倡,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動應(yīng)當(dāng)具有愉快感和充實(shí)感,能體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的多樣性和個性化,給予學(xué)生更多的自由發(fā)展空間。
三、直觀想象核心素養(yǎng)在各個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中的滲透
課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主陣地,教學(xué)的任何一個環(huán)節(jié)都要步步推進(jìn),層層深入,看似平常的40分鐘,卻暗藏玄機(jī)、奧妙無窮。如何使教學(xué)目的明確,任務(wù)具體?如何創(chuàng)設(shè)有趣的數(shù)學(xué)情景,令學(xué)生感受數(shù)學(xué)魅力?如何設(shè)置有效問題,在問題解決中提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)?如何引導(dǎo)學(xué)生做好課后反思,使學(xué)習(xí)的效率更上一層樓?都需要教師精心設(shè)計(jì),及時調(diào)整和把握。
四、直觀想象核心素養(yǎng)在各個年級循序漸進(jìn)中的滲透
直觀想象核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)根據(jù)不同階段學(xué)習(xí)內(nèi)容的不斷展開而逐步深化。從工具性的應(yīng)用,如學(xué)習(xí)集合時的文氏圖的應(yīng)用,不等式組解法中數(shù)軸的應(yīng)用,到函數(shù)背景下的函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用,再到解析幾何中方程與曲線深刻理解后,對函數(shù)圖像進(jìn)一步的深刻理解。在教學(xué)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)者自身能力,不斷而有序地滲透,方能使學(xué)習(xí)者真正理解和提升直觀想象素養(yǎng)的能力。
濮陽市油田第三高級中學(xué)
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