朱小扣
《普通高中數(shù)學課程標準(2017版)》中指出:“學科核心素養(yǎng)是育人價值的集中體現(xiàn),是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力,數(shù)學學科核心素養(yǎng)是數(shù)學課程目標的集中體現(xiàn),是具有數(shù)學基本特征的思維品質(zhì)、關(guān)鍵能力以及情感、態(tài)度及價值觀的綜合體現(xiàn),是在數(shù)學學習和應(yīng)用過程中逐步形成和發(fā)展的.數(shù)學學科核心素養(yǎng)包括:數(shù)學抽象,邏輯推理,數(shù)學建模,直觀想象,運算能力,數(shù)據(jù)分析,這些核心素養(yǎng)既相對獨立又相互交融,是一個有機的整體.”但是數(shù)學學科的核心素養(yǎng)怎么考?這是一個困擾廣大數(shù)學工作者的問題.筆者將通過分析2018年以來各地的模擬考試試題,闡述六大核心素養(yǎng)的命題形式及解決方法.
一、數(shù)學抽象
數(shù)學抽象是數(shù)學的基本思想,是形成理性思維的重要基礎(chǔ),反映了數(shù)學的本質(zhì)特征,貫穿在數(shù)學的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的過程中.它反映了數(shù)學的本質(zhì)特征,貫穿在數(shù)學的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的過程中.數(shù)學抽象使得數(shù)學成為高度概括、表達準確、結(jié)論—般、有序多級的系統(tǒng).
點評?本題通過建立直角坐標系,讓學生能從情境中(即蜂巢結(jié)構(gòu)圖)抽象出數(shù)學的概念及方法,從而使得問題得到簡化及解決.這樣出題可以培養(yǎng)學生從具體到抽象的活動經(jīng)驗,有利于學生把握事物的本質(zhì),以簡馭繁,運用數(shù)學抽象思維方式思考并解決問題.
二、邏輯推理
邏輯推理是指從一些事實和命題出發(fā),依據(jù)規(guī)則推出其他命題的素養(yǎng).主要包括兩類:一類推理形式主要有歸納、類比;一類推理形式主要有演繹推理.
點評?上述兩題通過數(shù)列的歸納、類比,實際上,就是從已有的知識和具體的事實經(jīng)驗出發(fā),通過觀察、實驗、類比、聯(lián)想、歸納、猜想等手段在某種情境和過程中推出可能性結(jié)論的推理.要做此類題時,一定要大膽猜想,這樣就可以讓學生學會有邏輯地思考問題;能夠在比較復(fù)雜的情境中把握事物之間的關(guān)聯(lián),由簡到繁,把握事物發(fā)展的脈絡(luò),從而能更好的認識事物的本質(zhì)及變化規(guī)律.
三、數(shù)學建模
數(shù)學建模是對現(xiàn)實問題進行抽象,用數(shù)學語言表達問題、用數(shù)學方法構(gòu)建模型解決問題的素養(yǎng).數(shù)學建模過程主要包括:在實際情境中,從數(shù)學的視角發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、建立模型、確定參數(shù)、計算求解,檢驗結(jié)果、改進模型,最終解決實際問題.
點評?通過構(gòu)造距離型函數(shù)模型可以使得問題得到化歸,迅速解決上述兩個問題,使得學生理解數(shù)學建模的重要性.數(shù)學建模主要表現(xiàn)為:發(fā)現(xiàn)和提出問題,建立和求解模型,檢驗和完善模型,分析和解決問題.
四、直觀想象
直觀想象是指借助幾何直觀和空間想象感知事物的形態(tài)與變化,利用空間形式特別是圖形,理解和解決數(shù)學問題的素養(yǎng).主要包括:借助空間形式認識事物的位置關(guān)系、形態(tài)變化與運動規(guī)律,利用圖形描述、分析數(shù)學問題,建立形與數(shù)的聯(lián)系,構(gòu)建數(shù)學問題的直觀模型,探索解決問題的思路.
例如學生掌握了三棱柱各個面延展分空間21個部分,正方體各個面延展分空間27個部分及其他棱柱的情形,那么三棱錐各個面延展可以把空間分成多少個部分?三棱臺各個面延展可以把空間分成多少個部分?學生掌握和理解起來不容易,借助直觀想象,筆者是按如下方法這樣解釋的.
例6?三棱錐各個面延展可以把空間分成多少個部分?三棱臺各個面延展可以把空間分成多少個部分?
解析?(1)如圖7,現(xiàn)將三棱錐O-ABC特殊成OA,OB,OC互相垂直,將其放在如圖7所示的位置,8個卦限中,只有第七卦限沒有被平面一分為二,其他的卦限都一分為二了,故有8+7=15個,類似的可以得到普通的三棱錐也是15個.
(2)如圖8,類似第一問的解答,將三棱臺ABC-A1B1C1放在如圖8所示的位置,易知答案為:7+7+8=22個.
例7?(2018年山西一模)一個正方體的三視圖如圖9所示,若俯視圖中正六邊形的邊長為1,則該正方體的體積是.
解析?由題意可知,該正方形的一條對角線即為俯視圖的方向(如圖10),距最高點最近的三個點構(gòu)成的平面與俯視方向垂直(如圖11),由俯視圖中正六邊形的邊長為1,可得圖12中OA=1,即圖11中OA=1,易得正方體的面對角線長為3,進而得棱長為62,故體積為364.
點評?正方體的三視圖是學生最熟悉的三視圖,但是這題“倒”著放的正方體三視圖解決起來,卻讓人舉足無措,通過這樣考更能考察學生的能力.借助幾何直觀理解問題,運用空間想象認識事物.通過高中數(shù)學課程的學習,學生能提升數(shù)形結(jié)合的能力,發(fā)展幾何直觀和空間想象能力.
五、數(shù)學運算
數(shù)學運算是指在明晰運算對象的基礎(chǔ)上,依據(jù)運算法則解決數(shù)學問題的素養(yǎng).主要包括:理解運算對象,掌握運算法則,探究運算思路,選擇運算方法,設(shè)計運算程序,求得運算結(jié)果等.
點評?上述例題說明了在解析幾何中,除了傳統(tǒng)的方法外,還有齊次化方法,雙根法,點差法,點乘法,極坐標等多種更簡單的解法.類似地,在解決其他題目時,也可以一題多解,多種方法的融合可以進一步發(fā)展學生數(shù)學運算能力,有效借助運算方法解決實際問題.
六、數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)分析是指針對研究對象獲取數(shù)據(jù),運用數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行整理、分析和推斷,形成關(guān)于研究對象知識的素養(yǎng).數(shù)據(jù)分析過程主要包括:收集數(shù)據(jù),整理數(shù)據(jù),提取信息,構(gòu)建模型,進行推斷,獲得結(jié)論.
例9?(巴蜀中學2018屆高三1月考)統(tǒng)計顯示,2011年之前,方便面銷量在中國連續(xù)18年保持兩位數(shù)增長,2013年的年銷量更是創(chuàng)下462億包的輝煌戰(zhàn)績;但2013年以來,方便面銷量卻連續(xù)3年下跌,只剩385億包,具體如表1所示.相較于方便面,網(wǎng)絡(luò)訂餐成為大家更加青睞的消費選擇.近年來,網(wǎng)絡(luò)訂餐市場規(guī)模的“井噴式”增長,也充分反映了人們消費方式的變化.
附題:
(2011年安徽省高考文科20題)某地最近十年糧食需求量逐年上升,表2是部分統(tǒng)計數(shù)據(jù).
(Ⅰ)利用所給數(shù)據(jù)求年需求量與年份之間的回歸直線方程y=bx+a;
(Ⅱ)利用(Ⅰ)中所求出的直線方程預(yù)測該地2012年的糧食需求量.
點評?本題直接用時間代號比2011年安徽省文科高考第20題更簡單,有時也會用Eaξ+b=aEξ+b,Daξ+b=a2Dξ等其他公式處理數(shù)據(jù),也是為了引導學生找到最佳處理數(shù)據(jù)的方法,發(fā)展整理和處理數(shù)據(jù)能力.從而提升學生獲取有價值信息并進行定量分析的意識和能力.
總結(jié)?林新建老師說過:“數(shù)學思想是數(shù)學素養(yǎng)的核心內(nèi)容,唯有立意于思想,樹立起運用思想引領(lǐng)解題的意識,才能真正培養(yǎng)和提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng).”為了發(fā)展學生的數(shù)學學科的核心素養(yǎng),發(fā)展素質(zhì)教育,培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人,作為數(shù)學教育工作者的我,深感命題工作與教學工作的責任重大,但如何才能更好的發(fā)展核心素養(yǎng)呢?——“問渠哪得清如許?為有源頭活水來.”實際上,只有從源頭將核心素養(yǎng)融入命的題中,才能讓學生在解題中理解和發(fā)展核心素養(yǎng),我們不能讓學生去證明一個假命題,也不能讓學生去解一個無解的錯題,只有反復(fù)斟酌,才能命出好題,希望本文對圍繞核心素養(yǎng)命題的剖析,能幫助到大家.
(收稿日期:2018-11-12)