新课程背景下高中数学教学中学生解题能力的培养
摘要
关键词
新课程;高中数学;解题能力;培养策略
正文
前言
解题能力的培养是新课程背景下高中数学的教学重点,结合数学试题针对性地培养学生数学思维和逻辑思维,在解题过程中分析题目背后的潜在条件和假设等环节,尤其是针对性灵活性较强的综合试题,往往需要以数学思维思考和解题问题。特别是新高考背景下对于学生数学能力的考察,已不再局限于简单的计算,更多的是考察解决问题时学生数学思维的发展情况,属于新课程背景下高中数学教学的重中之重。对此,以解决问题为教学实施重要环节,引导学生观察、思考、推导、分析和解决问题,以此来提高高中数学教学实效性。
一、新课程背景下高中数学教学中学生解题能力培养的重要性
新课程背景下,为了能够进一步全面提升学生的综合素养,需要在实际教学中加强对学生解题能力培养的重视程度,有利于提高解题速度和解题正确率,常见的“刷题”,学生能够在解题过程中,对同类型问题的解题思路和解题方法进行归纳总结,对各知识板块也会进行融合,如此一来,学生在解决同类型问题时,能够直接套用解题模板,提升了学生的解题速度。另外,提高学生解决问题能力,也在一定程度上拓宽了学生的解题思路,针对同一问题,学生能够采取多种方式展开思考和解答,于无形中提升学生数学逻辑思维能力,提高解题质量,帮助学生养成以数学思维思考问题,问题语言解释问题的良好解题习惯,帮助学生培养数学核心素养的同时,能够更好地提高高中数学教学质量,属于新课程教学改革的重点内容[1]。
二、新课程背景下高中数学解题能力培养现状分析
(一)简化概念推导过程问题
在高中数学教学过程中,大多存在重教学结果、轻教学过程的问题,即简化概念教学过程,对于数学概念的教学,教师往往是直接带过,对于概念定义的讲解并未投入过多重视,导致在进行例题讲解时,学生很难以概念的推导,从概念角度梳理和分析问题,尤其是在面对陌生题型的情况下,往往无法根据概念的深度理解来解题,也难以培养学生在数学概念教学过程中的数学思维和数学素养,降低数学教学成效,严重影响到学生的解题质量,因此,在实际教学过程中,应当加大对数学概念教学的重视程度,以此来提高学生解决问题的能力。
(二)知识迁移能力不强问题
分析现阶段高中数学教学情况,各个知识点之间的联系较为密切,习题的设计,并非对单一知识点的考察,在解决问题的过程中,往往需要学生思考和关联各个知识点,分析已有知识和经验,将新旧知识串联,实现知识正迁移,帮助学生提高问题解决能力[2]。但从实际教学情况来看,学生知识迁移能力并不强,对于数学难题的思考,很难将所学知识与现有知识联系,这就导致学生思维产生局限性,难以从多角度、多方面思考和解决问题,不利于一题多解思维的形成,属于后续教学改革的重点。
(三)审题不当问题
审题不当是当数学解题过程中学生多存在的问题之一,尤其是在面对较长的题干时,学生很难从中提炼出有用的信息,这就导致在解题时受干扰条件的影响,很难通过公式推算出隐藏的信息,导致解题的准确率大打折扣,造成解题失误。对此,在后教学改革中,教师应当关注这一问题。
三、新课程背景下高中数学教学中学生解题能力的培养策略
(一)以案例提供,梳理解题思路
案例教学法是一种以案例为基础的教学方法,教师在教学中扮演设计者和激励者的角色,鼓励学生运用所学基础知识和技能积极参与讨论,并能够在思考、剖析和讨论案例的同时,让学生从案例中发现问题,并在逐步探究问题的进程中,运用所学知识对案例进行剖析,产出新的知识,获得新的学习实践经验,在案例问题的分析和解决过程中,提高学生解决问题能力[3]。对此,这具体的教学实践过程中,教师对某一章节知识或某一知识点进行系统讲解后,便可以抛出一个案例,引导学生对案例进行大胆的分析和探究,能够对案例中的问题积极发表自己看法和见解,由教师将一些结构清晰、涵盖课程知识点的案例一步步演示给学生看,再引导学生思考其运算方法,以及是否需要公式或进行特定运算,而学生在教师的引导下,则能够阐释进行演示运算,从而能够更好地通过案例分析培养学生实践探究能力。
比如苏教版第三章《3.1 不等式的基本性质》相关知识教学,对于学生解决问题能力的培养,提供案例:已知a、b、c为正整数,且a²+b²+c²+48+4a+6b+12c,求(1/a+1/b+1/c)abc=1的值。此时,学生对于案例的分析,可以考虑到不等式两边均为正整数,所以不等式a²+b²+c²+48<4a+6b+12c与不等式a²+b²+c²+48+1≤4a+ 6b +12c等价,此时这个等价不等式又可转化为:a²-4a+b²-6b+c²-12c+49≤0.∴(a-2)²+(b-3)²+(c-6)²≤0,∴a-2=0,b-3=0,c-6=0,即a=2,b=3,c=6。在这一案例分析过程中,以转化和划归思想的应用,帮助学生对基本不等式的证明过程进行探究和分析,有利于梳理学生的解题思路,提高学生解决问题的能力[4]。
(二)以概念解题,发展数学思维
概念作为导出数学定理和数学法则的逻辑基础,由大量同类事物的不同例证,以及发现独立发现同类事物的关键特征等形式,在高中数学教学过程中,应当不断熟练对数学概念的理解、应用和转化。为了能够以概念本质理解帮助学生解决数学问题,在不断深化学生对概念本质理解和理性认知的同时,进一步学习对概念知识的运用能力,对于学生解题能力培养有着重要作用。对此,这便需要教师在概念教学环节,加强对课后习题设计的重视程度,通过优化作业设计,将抽象概念定义和实际生活相结合,让学生在解决实际问题的同时,不断加强对抽象概念的理性认知,培养学生数学逻辑思维和解决问题的能力,有利于在实际教学过程中更好地发挥数学学科育人价值,将核心素养的培养放在教学重要位置,提高高中数学教育质量[5]。
比如高中数学苏教版第5章《5.4 函数的奇偶性》相关知识概念教学过程中,便可以让学生以函数奇偶性的概念应用解决问题,像判断函数f(x)=x3-1/x的奇偶性,便可以在求解的同时,先求出函数的定义域,并判断定义域的是否关于原点O对称;再用-x替换x;最后将f(-x)与-f(x)相比较,需要注意要考虑到分母不为0的情况,通过让学生在实际案例中对概念进行论证,从而能够更好地帮助学生理解并灵活运用概念,能够以数学定理和公式的推导应用,提高学生的解题能力,对于提高高中数学教学质量,发展学生数学思维有着重要作用[6]。
(三)以一题多解,提高应用能力
数学解决问题能力的提升,还需要引导学生进行多角度地思考以及全方面的分析,强调一题多解。因此,在高中数学教学的创新设计过程中,为了能够更好地培养学生解决问题的能力,便需要注重对学生数学思维的引导,让学生多接触一些开放性的题目,引导学生从多角度对问题进行分析,在解题过程中,回顾和运用已学的知识点,思考可能用到的不同知识点,不断尝试和探索寻求多种答案的思维方式,进行多向思维训练,从而能够在提高学生的解题能力和速度的同时,让学生掌握更多的解题技巧,提升学生灵活解决问题的能力。此外,以一题多解的形式,还可以激发学生的创新精神和能力,不断地尝试和探索新的方法和思路,开拓学生的数学思维,有利于提升知识的应用能力。
比如苏教版第13章《13.3 空间图形的表面积与体积》相关知识教学,为学生提供开放性习题练习:ABCD是边长为4的正方形,E、F分别是AB、AD的中点,GB垂直于正方形ABCD所在的平面,且GC=2,求点B到平面EFC的距离?(如下图1),对于该问题的分析,学生可以从多角度对问题进行分析,利用所学知识点,将点面的距离问题转化为体积问题来求解[7]。构造以点B为顶点,△EFG为底面的三棱锥是解此题的关键,利用同一个三棱锥的体积的唯一性列方程是解这类题的方法,从而简化运算,帮助学生以转化思维的运用,运用三棱锥的体积求点面距离。另外,针对立体几何的简化运算,还可以以一般问题特殊化、整体估算、用公式求二面角、分割法等其他方法,对立体图形的表面积与体积相关习题进行分析和解答,不断启发学生的思维,在反复尝试以新的解题思路、解题方法解决问题的同时,提高学生解决问题的能力。
图1
(四)以思维导图,完善知识框架
高中数学教学实施过程中,数形结合解题思维和能力的培养是关键,将抽象化的知识以具象化的形式呈现,能够更好地提高解题效果,对此,需要加强对思维导图应用的重视程度。思维导图作为教学常用工具和手段,通过以图表的方式将知识整理和分解,更好地帮助学生梳理所学知识,帮助学生完善知识框架的构建,将跨单元知识进行整合,增加各学段知识之间的联系,从而将分散的、零碎的知识相整合,建立系统的、完整的知识框架,相较于传统的单独的知识点教学而言,更能帮助学生达到深入学习的目的,助力于学生数学思维的全面发展,并在解题和习题反思的过程中,灵活运用思维导图对数学题目进行分析,有利于提高数学教学中学生解决问题能力,有助于促进学生由低阶思维朝着高阶思维不断发展。
比如苏教版第七章《7.3 三角函数的图像与性质》相关知识教学,便可以在解题过程中,以思维导图的应用,对问题进行梳理,像针对三角函数值域或最值问题的解决,便可以以思维导图梳理3种求法,象形如y=asin x+k或y=acos x十k的三角函数,便是以“直接法”直接利用sin x,cosx的值域求出;而形如 y=asinx+bcosx+k的三角函数,便可以以“化一法”将其化为y=Asin(wx+φ)+k的形式,确定wx+φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域(最值);而“换元法”的运用则分为两种,形如y=asin2x+ bsinx+k的三角函数,可先设sinx=t,化为关于t的二次函数求值域(最值),这是“换元法”的第一种解题方法,第二种解法形如 y=asinxcosx+b(sinx±cos x)+c的三角函数,可先设t=sin x±cos x,化为关于t的二次函数求值域(最值)。在这一解题过程中,针对三角函数值域或最值问题的解决,便是以思维导图的运用,对问题进行分析和梳理,以此来帮助学生选择对应的解题方式,并依照问题分析,对思维导图进行完善,让学生形成以数学思维思考和解决问题的意识,对于提高高中数学解题能力有着重要促进作用。
结语
综上所述,新课程背景下高中数学课堂的创新设计,需要将学生解题能力的培养放在重要位置,通过以案例提供,让学生在案例分析的同时梳理解题思路,并以概念推导解题发展数学思维,以一题多解的形式,让学生尝试以多种方法解题,以此来提高学生对知识的应用能力,并以思维导图的形式,在将知识串联的同时,帮助完善学生的知识框架,有助于更好地提高学生解决问题的能力,并在解决问题的同时,助力学生由低阶思维朝着高阶思维发展,提高高中数学教学质量。
参考文献:
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[2] 缪平.核心素养视域下初中数学教学中学生解题能力的培养分析[J].新课程, 2022(15):51-51.
[3] 肖艳群.新课程背景下高中数学教学中学生解题能力的培养[J].中华活页文选(高中版), 2023(9):0172-0174.
[4] 邹剑锋.新课程背景下高中数学教学中学生解题能力的培养[J].世纪之星—高中版, 2022(29):0049-0051.
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