江蘇 張朋舉
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》指出:高中數(shù)學教學以發(fā)展學生數(shù)學學科素養(yǎng)為導向,創(chuàng)設合適的教學情境,啟發(fā)學生思考,引導學生把握數(shù)學內(nèi)容的本質(zhì).
所謂核心素養(yǎng)是育人價值的集中體現(xiàn),是通過學習而逐漸形成的正確價值觀念,是能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品質(zhì)和關鍵能力,是實現(xiàn)“立德樹人”目標的必要保障;而數(shù)學學科的核心素養(yǎng)是數(shù)學課程目標的集中體現(xiàn),是學生在數(shù)學學習和應用中逐步形成的具有數(shù)學基本特征的數(shù)學思維品質(zhì)與關鍵能力.它是高中數(shù)學課程的統(tǒng)領,是數(shù)學思想的核心.具體包括數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算、數(shù)據(jù)分析等6個方面的素養(yǎng).它們彼此相對獨立卻又相互交融,是引導學生在數(shù)學學習過程中思考問題的方式、解決問題的方法以及能力等,是培養(yǎng)優(yōu)秀人才的基礎.因此,數(shù)學核心素養(yǎng)的生成應和數(shù)學知識的獲取及應用結(jié)合起來.
三角形是最基本的幾何圖形.三角形中的數(shù)量關系在天文、地理、航海等領域中有著極其廣泛的應用.《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》將“解三角形”安排在了主題三“幾何與代數(shù)”的“平面向量及其應用”中,更加凸顯了三角知識和數(shù)學核心素養(yǎng)之間的融合,使得運用三角知識解決實際問題成為發(fā)展數(shù)學素養(yǎng)的重要載體.通過對三角形邊角關系的探究,發(fā)現(xiàn)正弦定理和余弦定理,掌握并運用正弦定理和余弦定理解決一些與測量、幾何計算有關的實際問題,發(fā)展學生直觀想象、邏輯推理、數(shù)學運算、數(shù)學抽象等核心素養(yǎng).會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界.
1.判斷三角形的個數(shù),發(fā)展直觀想象
直觀想象是指借助于幾何直觀和空間想象感知事物的形態(tài)和變化,利用空間形式特別是圖形,理解和解決問題的素養(yǎng).直觀想象是不同的思維方法或思維形式,是發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析和解決問題的重要手段,也是進行思路論證、數(shù)學推理、實現(xiàn)數(shù)學抽象的思維基礎.其中想象是在直觀基礎上,是直觀的延伸.數(shù)形結(jié)合是解決三角形問題,研究三角形中邊角的數(shù)量關系的重要數(shù)學思想,在解三角形的教學中,通過數(shù)形結(jié)合,判斷三角形的個數(shù),可以很好地落實對學生的數(shù)學直觀想象的培養(yǎng).
評析:在本例中,學生的最大困難就是想不到利用數(shù)形結(jié)合的思想解決問題.實質(zhì)上解決本題,我們先在圖中固定了∠A,射線AB,線段AC,然后把a=2想象成以C為圓心,半徑為2的圓.從而把問題理解成“射線AB與圓C有幾個交點”.最后借助數(shù)量關系a=2>CD,且a>b確定解的個數(shù).當然,借助數(shù)形結(jié)合,我們還可以得到一般性的結(jié)論:已知A,a,b,當a 2.有邏輯地思考問題,發(fā)展邏輯推理 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).學生掌握邏輯推理的基本形式就是學會有邏輯地思考問題.有邏輯的思考問題就是用一定的方法、順序與步驟,對已有的數(shù)學信息運用數(shù)學邏輯推理的思考方式建構(gòu)數(shù)學思維的能力.可以說,邏輯是學生打開未知數(shù)學世界的鑰匙,是由知識通向能力的橋梁.推理則是指引學生如何去深入思考的燈塔,更是用學到的有限知識去迎接未來無限挑戰(zhàn)的利器.解三角形的許多題目可以很好的發(fā)展學生的邏輯推理能力,進而提升思維效率. 3.探究運算思路、方法,發(fā)展數(shù)學運算 數(shù)學運算是指在明晰運算對象的基礎上,依據(jù)運算法則解決數(shù)學問題的素養(yǎng).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,設計運算程序,求得運算結(jié)果等.它既是解決數(shù)學問題的基本手段,也是學生學習數(shù)學的一種基本能力,運算能力的培養(yǎng)與學生素養(yǎng)相輔相成.當前高中數(shù)學教學,學生練習量很大,但是效果卻欠佳,究其原因是學生的運算能力不足,因此,在解三角形的教學中,教師可通過長度、面積、取值范圍等計算題,讓學生探究合理的運算思路和運算方法,提升學生的數(shù)學運算素養(yǎng). 【例4】在△ABC中,已知BC=7,AC=8,AB=9,求AC邊上的中線長. =4cos2B+4cosB-1, 4.測量三角實際問題,發(fā)展數(shù)學抽象 數(shù)學抽象是通過對數(shù)量關系與空間形式的抽象,得到數(shù)學研究對象的素養(yǎng).抽象是數(shù)學的本質(zhì)特征,數(shù)學的研究源于對現(xiàn)實世界的抽象.主要包括:從數(shù)量與數(shù)量關系、圖形與圖形關系中抽象出數(shù)學概念及概念之間的關系,從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律和結(jié)構(gòu),并用數(shù)學語言予以表征.會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界,具體來講就是會對現(xiàn)實世界進行數(shù)學抽象和直觀想象.抽象是數(shù)學教學中經(jīng)常性、普遍性的思維活動,數(shù)學對象都是抽象思維的產(chǎn)物,抽象過程的關鍵是發(fā)現(xiàn).在解三角形這部分內(nèi)容中,探究正弦、余弦定理的發(fā)現(xiàn)就是一個數(shù)學抽象的過程,除此之外,解決一些關于測量的三角實際問題,也可以很好的發(fā)展學生的數(shù)學抽象素養(yǎng). 評析:數(shù)學抽象指舍去事物的一切物理屬性,得到數(shù)學研究對象.在本例中,舍去A,B,C三處的景致、海拔、經(jīng)度、緯度等非本質(zhì)屬性,得到純粹的三個點,舍掉步行、乘纜車、速度等表征,直接抽象出線段AC,AB的長,這都屬于數(shù)學抽象.