【關(guān)鍵詞】新課標(biāo);蘇教版教材;高中數(shù)學(xué)
【中圖分類號】G633.6? 【文獻標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009(2021)54-0096-03
【作者簡介】王子揚,南京師范大學(xué)附屬中學(xué)(南京,210003)教師,二級教師。
一、課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容優(yōu)化,突出主線
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)將必修課程分成預(yù)備知識、函數(shù)、幾何和代數(shù)、概率與統(tǒng)計、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)探究活動五個主題。預(yù)備知識包括:集合、常用邏輯用語、相等關(guān)系和不等關(guān)系、從函數(shù)觀點看一元二次方程和一元二次不等式等內(nèi)容。其中相等關(guān)系和不等關(guān)系及從函數(shù)觀點看一元二次方程和一元二次不等式都是不等式章節(jié)中的重要內(nèi)容。在蘇教版舊教材(2004年版,下同)中,不等式與解三角形和數(shù)列放在必修5中。解三角形屬于必修部分的函數(shù)主題,數(shù)列屬于選擇性必修部分的函數(shù)主題,三塊不同的主題放在同一本書中,顯得有些零散。新教材(2020年版,下同)對課程結(jié)構(gòu)進行了些優(yōu)化,將預(yù)備知識放在了必修一中的前三章,分別是集合、常用邏輯用語和不等式,突出了其作為預(yù)備知識的主線地位,彰顯了數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在邏輯和思想方法,同時為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ)。
從內(nèi)容上來看,新教材刪除了不等關(guān)系、二元一次不等式組與簡單的線性規(guī)劃問題,新增了不等式的性質(zhì)、從函數(shù)觀點看一元二次方程和一元二次不等式。幾乎只有基本不等式這一節(jié)是完整保留的,這一變化不可謂不大。
固然對不等式的學(xué)習(xí)是建立在不等關(guān)系之上的,但是學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過了不等關(guān)系,因此也就無須再單獨成章。相比之下,對不等式性質(zhì)的學(xué)習(xí)顯得更加重要,當(dāng)我們用不等式去刻畫生活中的一些不等關(guān)系后,需要依靠不等式的性質(zhì)來解決問題,它同時也是不等式證明的基礎(chǔ)。
新教材中刪去了有關(guān)線性規(guī)劃的內(nèi)容,筆者的理解如下:簡單的線性規(guī)劃問題其本質(zhì)是求多元函數(shù)的條件最(極)值問題,這是數(shù)學(xué)中非常重要的一類問題。競賽中我們通常通過函數(shù)的性質(zhì),例如二次函數(shù)、三次函數(shù)的性質(zhì),函數(shù)的凹凸性;幾個重要的不等式,例如均值不等式,柯西不等式,琴生不等式;以及一些數(shù)學(xué)解題中的常用技巧,例如調(diào)整法、凍結(jié)變量法來解決此類問題。在大學(xué)課程里,我們通常采用求偏導(dǎo)的方式來解決多元函數(shù)的極值問題。無論是競賽中的方法還是高數(shù)中的方法,都不是普通高中生能很好地理解的,再加上舊教材中通過降維的思想來解決簡單的線性規(guī)劃問題有著局限性。因此筆者認為,刪去這塊內(nèi)容是合理的。
二、聚焦數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),促進學(xué)生發(fā)展
不等式是解決許多實際問題的重要工具,同時也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運算等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的載體。通過兩個版本教材的比對,我們發(fā)現(xiàn),新版教材更加重視培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理及數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)。
1.邏輯推理。
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版2020年修訂)》指出:邏輯推理是得到數(shù)學(xué)結(jié)論、構(gòu)建數(shù)學(xué)體系的重要方式,是數(shù)學(xué)嚴謹性的基本性質(zhì),是人們在數(shù)學(xué)活動中進行交流的基本思維品質(zhì)。邏輯推理不僅僅是一種能力,更是一種素養(yǎng)。邏輯推理的三個要素是邏輯起點、形式推理以及結(jié)論表達。不等式的證明方法靈活多樣,技巧性強,但其離不開不等式的基本性質(zhì)。
新增加的“不等式性質(zhì)”這一節(jié),一開始先復(fù)習(xí)回顧了初中等式的性質(zhì),希望學(xué)生通過類比去歸納不等式的性質(zhì)。接著基于一些基本事實,引導(dǎo)學(xué)生去嚴格證明不等式的6條性質(zhì)。在證明的過程中,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)邏輯推理的因果關(guān)聯(lián),從而提升學(xué)生邏輯推理的核心素養(yǎng)。此外在不等式的使用或者是證明過程中,我們要提醒學(xué)生注意邏輯的縝密性。例如,在使用基本不等式時,一定要注意要首先說明a,b均為正數(shù),其次是需要去交代等號成立的條件,從而解決問題。
2.數(shù)學(xué)建模。
數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實問題進行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語言表達問題、用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建模型解決問題的素養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模過程主要包括:在實際情境中從數(shù)學(xué)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。
新教材對數(shù)學(xué)建模核心素養(yǎng)的要求更高。編者以一道確定雜志價格的實際問題為背景,來讓學(xué)生從中抽象出數(shù)學(xué)模型,在了解其現(xiàn)實意義的同時,了解其與一元二次函數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建離不開多種數(shù)學(xué)素養(yǎng)的密切配合,學(xué)生需要認真解讀實際情景,并從中抽象出數(shù)學(xué)的模型,將實際問題數(shù)學(xué)化,從而找到解決方案。數(shù)學(xué)建模問題不等于應(yīng)用題,學(xué)生在建立數(shù)學(xué)模型的過程中,需要體會由實際問題出發(fā)建立數(shù)學(xué)模型的方法。
三、重視學(xué)習(xí)過程,提倡自主學(xué)習(xí)
1.批注。
經(jīng)過統(tǒng)計,舊版教材“不等式”章節(jié)共9條批注,其中注意事項3條,注釋6條;舊版教材“不等式”章節(jié)共7條批注,其中注意事項1條,注釋3條,思考3條。從中可以看出,新教材注重于學(xué)生的過程性發(fā)展,一改以往一味說教的方式,給學(xué)生一些提示和思考的空間,讓他們在原有的知識框架上去搭建屬于自己的不等式學(xué)習(xí)體系。例如,在“基本不等式應(yīng)用”這一節(jié)中,舊版教材的注釋“也可以轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)S=x(2a-x)的最大值”和新教材的思考“你能用基本不等式來求x(50-x)的最大值嗎”,其本質(zhì)是想讓學(xué)生建立函數(shù)與不等式之間的關(guān)系,但是用問題的形式可以讓學(xué)生自己去思考,歸納總結(jié),更能體現(xiàn)教材引導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)學(xué)探究這一重要作用,同時可以使學(xué)生加固不等式與函數(shù)知識之間的聯(lián)系。注重數(shù)學(xué)思考的高中數(shù)學(xué)教學(xué),有助于提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),對學(xué)生的全面、持續(xù)、和諧發(fā)展有著重要的意義。
2.探索性問題。
新課標(biāo)將數(shù)學(xué)探究列入高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,數(shù)學(xué)探究是運用綜合知識解決數(shù)學(xué)問題的一種數(shù)學(xué)活動,是中學(xué)生提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑。
在基本不等式章節(jié),新版教材加入了問題探究,將基本不等式拓展到三元和四元的形式,讓學(xué)生通過自主探究,小組合作等方式判斷命題是否成立,給出證明,并作出進一步猜想。對比舊版教材,新教材開始注重數(shù)學(xué)探究,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。
在舊教材的背景下,很多教師和學(xué)生更注重結(jié)果,而忽略了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程。教師喜歡講知識點、講題型的分類,學(xué)生喜歡聽不同的解題技巧,但當(dāng)問到學(xué)生方法是如何來的,為什么可以這么去想,他們往往不知所措。在舊模式下,填鴨式教學(xué)很少會給學(xué)生獨立思考、合作交流的時間;學(xué)生學(xué)習(xí)過于被動,主觀能動性逐漸喪失;學(xué)生也很少回去歸納總結(jié)、反思。新教材關(guān)注到了這些問題所帶來的弊端,重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究的能力,引領(lǐng)學(xué)生從“被動學(xué)”到“主動探究”的轉(zhuǎn)變。
3.課外閱讀材料。
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)要知其然知其所以然,這里的“知其然”筆者認為不僅僅是知道一些定理公式的推導(dǎo),更重要的是明了概念和定理的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的過程。之前,教師的關(guān)注點主要集中在學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的掌握及解題能力的培養(yǎng)方面,數(shù)學(xué)課外閱讀往往被忽視。常規(guī)課強調(diào)的是概念和定理的了解,方法的應(yīng)用等等,其主要目的是讓學(xué)生了解足夠的數(shù)學(xué)知識,具有一定的應(yīng)用能力來面對高考。而課外閱讀材料可以讓學(xué)生對數(shù)學(xué)史有著一定的了解,尤其是課本中數(shù)學(xué)定義、定理的由來,從而對數(shù)學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和探索的渴望,增強主觀能動性。課外閱讀材料拓展了學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,有助于學(xué)生對知識的認識,提高對數(shù)學(xué)的理解,對日常學(xué)習(xí)起到強化作用,有助于學(xué)生提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。
從蘇教版新教材“不等式”這一部分內(nèi)容的分析中,我們看出新教材有著不少的變化。因此作為高中教師,我們需認真研讀新課標(biāo),了解新版教材的編寫意圖,以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為主要目標(biāo)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容與過程。讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中發(fā)揮主觀能動性,自主探究一些生活中的實際問題,在將知識熟練運用的同時,將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間建立一定的聯(lián)系,拓展認知結(jié)構(gòu)。