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浅谈在核心素养的理念下如何提升高中数学运算能力

时间:2022-04-05 08:58:32 浏览量:

zoޛ)j馟viZ报告中频繁出现,教师们也常抱怨学生的运算能力越来越弱,但是新课标中对高中生数学运算能力要求较高,如何在“核心素养”的理念下,改变这一状况,提升学生的运算素养成为当下教学中的一大难题。

一、

注重良好运算习惯的培养,提升数学运算能力

从教学实际来看,影响学生运算结果的原因有许多,首先,不良的运算习惯当属第一,无论是什么类型的考试,总能听到许多学生发现在抄写的过程中出错,看错等低级错误,其实有些所谓的低级错误本身也是因为概念模糊导致的。如:

例1 已知实数x,y满足约束条件3x+y+3≥0

2x-y+2≤0

x+2y-4≤0,则z=x2+y2的最大值为     。

错解:从可行域中观察可知A(-2,3)到O点的距离最大,zmax=AO=13

例2 平面向量的夹角为45°,a=(1,1),b=2,则3a+b=     ;

错解:(3a+b)2=9a2+6a·b+b2=34

以上两个例题中,表面看是粗心,实质上对距离概念公式掌握不到位,因此,培养学生良好的运算习惯是首要任务,对于计算易出错的同学,应通过收集每次练习、考试中失误性计算,有针对性地去整改,避免常规性的计算错误。

二、

注重數学抽象能力的培养,提升数学运算能力

数学抽象是数学的基本思想,是形成理性思维的重要基础,反映了数学的本质特征,贯穿在数学的产生、发展、应用的过程中。在教学中应帮助学生积累从具体到抽象的活动经验,使学生深入理解数学概念、命题、方法和体系,通过抽象概括,把握事物的数学本质,逐渐养成一般性思考问题的习惯。

例3 已知f(x)是定义在R上的奇函数,且满足对x∈R,f(x+2)=f(x)+1,g(x)=f(x)+cosπx2,则g1219+g2219+…+g875219=(  )

A. 873  B. 874  C. 875  D. 876

分析:从g1219+g2219+…+g875219这个求和式中,不难发现1219+875219=4…

①f(x)、g(x)都是抽象函数,已知f(0)=0,f(2)=1,它们的求和应从哪入手呢?

当然是令h(x)=cosπx2,结合余弦函数图象知h(x),x∈(0,4),以x=2为对称轴,则h1219+h2219+…+h875219=2h1219+h2219+…+h437219+h(2),

又h(x)当x∈(0,2),以(1,0)为对称中心,则h1219+h2219+…+h875219=h(2)=-1,

那么只需要求f1219+f2219+…+f875219即可。

②已知中“x∈R,f(x+2)=f(x)+1,”提供给我们什么线索呢?

思路1 也从对称性出发:f(x+4)=f(x+2)+1=f(x)+2,f(-x)=-f(x)=-f(x+4)+2,则地f(x)+f(4-x)=2,f1219+f2219+…+f875219=2×437+f(2)=875。

思路2 将抽象函数具体化:已知函数f(x)中x每增加2,y增加1且过点(0,0),得f(x)=x2,那么f1219+f2219+…+f875219=121219+2219+…+875219=875

因此,综合①②得g1219+g2219+…+g875219=875-1=874。

在本例题中,如果从抽象函数的性质出发,学生的思维容易受阻,若从抽象问题具体化出发,可将求和直接转化为等差数列求和,方便计算。因此,在教学过程中,教师应重点把握对学生处理复杂运算过程中的数学抽象能力的培养。

三、

注重逻辑推理能力的培养,提升数学运算能力

逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要方式,是数学严谨性的基本保证,是人们在数学活动中进行交流的基本思维品质。数学运算是数学活动的基本形式,是逻辑推理的一种特殊形式,是得到数学结果的重要手段。如果在教学中能够先引导学生发现和提出问题,然后有条理、合乎逻辑地利用所学数学知识进行表述和论证,这正是培养学生逻辑推理能力来提升数学运算能力的极好途径。

例4 已知定义域为R的函数f(x)在(2,+∞)上单调递减,且y=f(x+2)为偶函数,则关于x的不等式f(2x-1)-f(x+1)>0的解集为

(  )

A. (-∞,-43)∪(2,+∞)

B. (-43,2)

C. (-∞,43)∪(2,+∞)

D. (43,2)

错解:由y=f(x+2)为偶函数得y=f(x)对称轴为x=2,则知f(x)在(-∞,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,将(2x-1)与(x+1)分3类讨论。

点评:这样的解答方式细心的同学虽然也能得出正确结果,但是运算过于复杂。若能借助类比推理:y=f(x)的对称轴为x=0,f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,f(x1)>f(x2)x1f(x+1)2x-1-2

四、

注重直观想象的掊养,提升数学运算能力

直观想象是发现和提出数学问题、分析和解决数学问题的重要手段,是探索和形成论证思路、进行逻辑推理、构建抽象结构的思维基础。在处理一些复杂运算过程中,应注重发展学生几何直观和空间想象能力,增强运用图形和空间想象思考问题的意识,提升数形结合的能力。

例5 已知正三棱柱ABC—A1B1C1的所有顶点都在半径为定值的球O球面上,当该正三棱柱的底面边长与侧棱长之和取最大值时,球O的表面积与该正三棱柱底面三角形外接圆的面积之比为    。

分析:设底面边长为a,侧棱长为b,外接球半径为R,底面三角形外接圆的半径为r,则可将转化为已知3a32+b22=R2,即a23+b24=R2①

求a+b何时取得最大值。

许多同学将解到此步骤,但是接下去該如何继续没有思路,其实只要引导学生观察①式的形式特征,不难联想到椭圆的方程,那么(a,b)就是椭圆x23R2+y24R2=1上的点,可设a=3Rcosθ,b=2Rsinθ,a+b=7Rsin(θ+φ),其中cosφ=27,sinφ=37,当θ+φ=π2时,a+b取最大,此时a=3Rsinφ=3R7,R=73a,r=33a。

因此,4πR2πr2=283。

综上所述,学生数学运算素养的培养和提升离不开教师的合理引导,同一个题目运用不同的解答方法,在计算量上存在着较大的差异,那么如何在数学教学中提升学生的数学运算素养,基于数学核心素养的数学教学,作为教师,更要注重提升自身数学素养,特别是数学核心素养,重视培养学生的数学思维过程,从而使学生学会思考问题,具备合理的运算思维和良好的运算习惯,才能真正有效的给学生提供能够脱颖而出的条件。

参考文献:

[1]王伟华.高中生数学运算素养现状及提升策略[J].中学数学教学参考,2018(6).

[2]章建跃.高中阶段的数学运算素养该强调什么[J].中小学数学:高中版,2016(6).

[3]顾建峰.高中生数学运算能力的问题与对策研究[D].重庆:重庆师范大学,2012.

作者简介:

刘莲,福建省武夷山市,武夷山一中。

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