优化初中数学教学,培养学生核心素养

⦿南京市齐武路初级中学 李继江

数学核心素养并不是确切指某种理论知识,也不是掌握某种数学方法,而是学生在成长过程中需要具备的个人素质.在数学教学中如何培养学生的核心素养呢?这就要求教师在核心素养视角下加强数学问题研究,从根本上提升学生的综合能力,真正发展学生运用数学知识与方法发现、提出、分析和解决问题的能力,从而在学习过程中形成数学学科的核心素养.下面就如何优化教学策略以提高学生核心素养谈谈自己的做法.

苏科版教材中“数学活动”有这样的一个示例:算“24”是一种常见的扑克牌游戏.我们约定一副扑克牌中的黑色数字为正数,红色数字为负数,J表示11,Q表示12,K表示13,A为1,2张JOKER均为0.将一副扑克牌平均分给每个人,每人每次出4张牌.4张牌的点数都是1~13中的某个数.

游戏中,小强抽到以下4张牌:方片2,黑桃5,梅花J,红桃Q.请你用这四张牌表示的数写出运算结果为24的算式(写出1个).

有理数的混合运算就自然而然地融入到了数学游戏之中,在教学中,学生的学习兴趣也就自然增加了.这样的情境下,打扑克游戏已经不是纯粹地玩,而是一种益智活动.持续开展数学游戏活动,学生会在玩中发现更多更奇妙的游戏规则,也会发现或者提出更多有意义的数学问题.

再如一些教材中出现的“七巧板”活动.七巧板起源于我国先秦时期,古算书《周髀算经》中有关于正方形的分割术.据清代陆以湉《冷庐杂识》记载,七巧板是由宋代黄伯思设计的“宴几”图演变而来的,原为文人的一种室内游戏,后在民间逐步演变为拼图版玩具.教材借助折叠七巧板活动,不但引导学生通过动手实践,认识七巧板的多种几何形状,更加激发了学生的学习或研究兴趣,从简单的图形,到形象逼真的图象,再到富有内涵的几何标志,等等,不断地激发着数学爱好者层层深入,获得更多更丰富的内容.

2016年第七届世界历史文化名城博览会在南京举办.以“多元,开放,创造”为定位,其会徽是运用“七巧板”元素组合而成的“一件云锦嫁衣”图案,由国际著名平面设计大师、荷兰艾因霍芬设计学院院长托马斯设计完成.

随着数学知识的深入学习,对图形的简单认识逐渐过渡到数学计算.例如,某市人民正在积极开展创建“全国文明城市”的运动,聪明的学生用七巧板拼成一副孔子像,并通过相关数据计算孔子像的高度.

让数学问题走进生活,可以逐步培养学生从数学角度观察现实世界的意识和习惯,从而不断地激发学生的好奇心和探究兴趣.

苏科版八年级上册数学教材中“数学活动——探寻勾股数”中,从简单的图形入手,探寻勾股数的存在规律,意在调动学生的探究意识.在了解基本勾股数之后,继续深入探寻“勾股数”:直角三角形三边长是整数时我们称之为“勾股数”,那么勾股数有多少?勾股数有规律吗?在引导学生探究的过程中,明确勾股数的基本特点,即“两个数的平方和(或差)等于第三个数的平方”,从而确定了勾股数满足的形式:( )2+( )2=( )2;
或( )2-( )2=( )2.我们已经知道(x+y)2-(x-y)2=4xy,如果等式右边的4xy也能转化为某正整数平方的形式,就能满足勾股数的形式了.通过再次探究,假设x=m2,y=n2,m,n为任意正整数且m>n,则恰好能实现这一要求,即有(m2-n2)2+(2mn)2=(m2+n2)2,从而得出了勾股数满足的条件.

结合本例我们发现,如果深入探究生活中的小问题或者数学情境,发现其中涵含的数学规律,学生讲道理、有条理的思维品质也会逐步养成.

在学习了“用字母表示数”这一节后,教材补充了“阅读”内容,这部分内容表述如下:人们通过长期观察发现,如果早晨天空中有棉絮状的高积云,那么午后常有雷雨降临,于是有了“朝有破絮云,午后雷雨临”的谚语.紧跟着提出了数学问题:三角形有3个顶点,如果在它的内部再画n个点,并以这(n+3)个点为顶点画三角形,那么最多可以剪得多少个这样的三角形?如何解决此类的问题?引导学生学会探究归纳:为了解决这个问题,我们可以从n=1,n=2,n=3等具体、简单的情形入手,探索最多可以剪得的三角形个数的变化规律.

此类问题的解决,在一步步引导学生观察、比较中深入发展下去,并借助计算、推理发现其存在的规律,不知不觉中让学生构建了数学逻辑体系,并培养了良好的科学态度与理性精神.

将数学问题简约化,其实就是将模型观念融入数学问题之中,借助对数学模型的运用解决实际问题,并能有清晰的认识.

教材在“一元二次方程”后的“数学活动”中提出这样的问题:在一块长33 m,宽24 m的矩形绿地内,要围出一个花圃,使花圃的面积是矩形面积的一半,你能给出设计方案吗?再进一步引发学生思考:花圃可以有多种设计方案,例如,在绿地中间可以开辟一个矩形的花圃,使四周的绿地等宽,绿地的面积与花圃的面积相等,你能计算出绿地的宽吗?通过对数学问题情境的分析,可以建立一元二次方程模型解答,从而将复杂问题简单化.基本问题得到解决后,再引导学生进一步探索:请你再设计两种不同的方案,并交流你设计的方案有哪些特点.通过提出的问题,充分考查学生的思维开放性、应用数学的意识及探索能力,不但涉及学生的画图设计能力,还有动手操作的能力.

当然这类问题在古代数学文化中也屡见不鲜.明朝数学家程大位在数学著作《直指算法统宗》中以《西江月》词牌叙述了一道“荡秋千“问题:平地秋千未起,踏板一尺离地.送行二步与人齐,五尺人高曾记.仕女佳人争蹴,终朝笑语欢嬉.良工高士素好奇,算出索有几?如果我们仅仅是针对著作中表述的问题去理解分析,可能对学生来说,难上加难,然而,将难懂的古文言文字转化为现代汉语来理解问题则简单易懂.译文:如图1,有一架秋千,当它静止时,踏板离地1尺,将它往前推送10尺(水平距离)时,秋千的踏板就和人一样高,这个人的身高为5尺,秋千的绳索始终拉得很直,试问绳索有多长?(注古代5尺为1步)结合图形,文字内容更加生动形象,如图2所示,将描述性问题转化为数学模型来解答,真正让学生感受到数学语言的魅力.

图1

图2

数学模型如下:如图2,秋千绳索AD静止的时候,踏板离地高一尺(DE=1尺),将它往前推进两步(CB=10尺),此时踏板升高离地五尺(BF=5尺),已知AE⊥EF于点E,BF⊥EF于点F,BC⊥AE于点C,AD=AB.请解答下列问题:(1)四边形ECBF是哪种特殊的四边形?请证明你的结论;
(2)求AB的长.

数学中的有些问题,我们只有通过具体操作后,才能更好地理解把握,才能更好地进行应用.因此很多问题需要我们在实践中落实,让问题实践化,更容易调动学生的积极性,增强他们的应用意识.

还有的问题更接近学生的日常生活,如涉及物理学科的问题:一定电压(V)下电流I(A)和电阻R(Ω)之间成反比例关系,小明用一个蓄电池作为电源组装了一个电路,通过实验,发现电流I(A)随着电阻R(Ω)值的变化而变化的一组数据如表1所示.

表1 电流与电压实验数据

根据上述表述进一步提出问题:求这个蓄电池的电压值;
请在坐标系中,通过描点画出电流I和电阻R之间的关系图象,并直接写出I和R之间的函数关系式;
若该电路的最小电阻值为1.5 Ω,请求出该电路能通过的最大电流.

诸如上述教材中都可能涉及到的相关材料,都是在引导学生关注生活中与数学相关的信息,激发学生的社会参与意识,并主动参与到数学活动中,感受数学的实际应用价值,体会数学的奥妙.

总之,教师只要充分利用教材典型材料,将其融入生活中,及时归纳总结,并引导学生不断用数学语言进行问题交流,了解并领会数学的价值,欣赏数学的美,建立学好数学的信心,真正形成数学思想,形成质疑问难、勇于探索的科学精神.Z

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