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如何提高中等職業學校學生數學運算素養

時間:2024-10-27 01:13:27

摘要:數學運算是數學核心素養之一,提升學生運算素養是基于一定的對象,根據一定的法則,解決一定的問題的系統過程,涵蓋幾層内容:透析問題對象,掌握運算規律,把握運算趨向,設計運算流程,獲得運算結果。中等職業學校學生數學基礎薄弱、運算能力不強,因此,本文以一元二次不等式的解為例,分析提出教師在教學中要依據教學内容,注重算理,培養學生的運算素養。

關鍵詞:核心素養數學運算注重算理

運算是數學“童子功”,數學運算是數學核心素養。落實運算素養不能靠“法則+批量練習”的方式;落實運算素養需要學生在理解算理的基礎上學會運算,通過适當的練習鞏固,在練習的過程中學會規劃運算路徑,選擇運算方法,正确運算,同時需要注意總結并規避易錯點,做到合理運算。本文以一元二次不等式為例,談談落實運算素養的策略與方法.

一、數學運算素養的内涵

課程标準提出數學學習六大核心素養,運算素養是最基礎而又不可忽視的一大素養,其具體内涵為:基于一定的數學問題解決對象,根據一定的法則,解決一定的問題的系統過程。數學學習涵蓋幾層内容:透析問題對象,掌握運算規律,把握運算趨向,設計運算流程,獲得運算結果。不難看出,數學運算不單單是數字的計算,更是數學規律的演繹與推導。學生除了能提升數學的運算能力外,還能運用數學方法應用生活實際,解決現實問題,推進數學思維的跨越提升,形成問題導圖式思維習慣,達成科學嚴謹、不差毫厘的數學學習精神。

運算能力主要強調能透析數學法則,能達成正确結果,提高運算能力可以幫助學生深化對數學算理的理解,能找到最簡化而科學合理的運算途徑,以求最高效的解決問題。數學運算不單要求學生會正确解決數的運算,更要學會式、方程、不等式、函數的運算;不僅僅要求學生會求正确的運算結果,更要明晰數學運算的算理;數學運算不僅僅培養學生運算能力,更是培養學生演繹推理的一種工具,還是培養學生理性精神的一種有效的方式.

二、落實學生運算素養的策略與方法

1.創設合理的問題情境,感受數學運算的必要性,提升學習興趣

實際生活中存在兩種确定的數量關系,一種是等量關系,另一種是不等量關系。實際生活中存在着大量的不等量關系,需要用不等式區表述其數量關系,需要不等式模型;另外,一元二次不等式的解法是中等職業教育數學的一環重要的學習内容,它是更深一層學習不等式的重要基礎,是提升學生解決有關生活實際問題的重要法寶。這麼重要的内容,如何提起學生的學習興趣,是老師思考的重點問題之一。筆者采用緊貼生活實際的例子,抽象出一元二次不等式模型,感受數學運算的必要性,提升學生的學習興趣。

問題1:嘉興市是浙江省的制造大市,某産品的總成本c(萬元)與産量x(台)之間符合如下關系:c=3000+20x-0.1x2,其中x∈(0,240),x∈N*,如果每件産品售價25萬元,試求經營者不赢利時的最低生産量x。

問題2:基于宏觀管理需求,國家要對某特殊商品推行附加稅的有關征收規定,現知此産品每件70元,不實行附加稅政策時,該産品每年産銷100萬件,若實行附加稅征收政策時,每賣出100元商品時要征稅A元(即稅率為A%),則其每年的産銷量相當于縮減10A萬件。倘若要每年在該商品産銷中收取不少于112萬元的附加稅稅金,試問,A應怎樣确定?

評析:中等職業學校的學生由于有一些特殊性,提升學生的學習興趣在職業教育中尤為重要。正如著名數學家陳省身先生所說,數學課堂教學要加點“味精”。這個味精指的就是趣味性。隻要數學學習存在,那趣味性就不能忽視,職業高中的數學教學,更不能以嚴肅而冰冷出現。學會解不等式之前,先通過身邊的實際問題引入,提升學生學習的欲望,提升學生學習的動力。

2.建立函數模型,理清數學運算的原理,提升學生的内驅力

知其然,并知其所以然,數學是一門講道理的學科,具有系統性。代數、幾何都奠定了嚴格的邏輯基礎,使數學成為一個嚴密、系統的整體結構。符合數學知識結構要求的數學課程具有較強的系統性。數學運算也有其運算的合理性。正确理解了運算的合理性,對于幫助學生理解數學算理的合理性,掌握數學運算的程序性都有一定的作用。落實數學運算素養不能靠“法則+批量運算”的形式,更應該讓學生理解算理,在理解算理的基礎上落實核心素養。

解一元二次不等式,是将問題轉化為二次函數當自變量x取何值時,函數y的值大于或小于0,在教學中,筆者設置了如下的問題串。

問題3:設a>0,解一元二次不等式ax2+bx+c>0(或:ax2+bx+c<0),首先,設f(x)=ax2+bx+c。追問1:計算Δ=b2-4ac,判斷抛物線y=f(x)與x軸交點的情況。

追問2:若Δ≥0,解一元二次方程ax2+bx+c=0,得兩根為x1,x2,(x1≤x2)。

追問3:結合(1)(2)畫出y=f(x)的圖像。

追問4:解不等式ax2+bx+c>0,就等同于讓f(x)>0。基于圖像在x軸上方部分的考慮,即f(x)>0,預支對應的x的集合應為ax2+bx+c>0的解集。

總結:解不等式ax2+bx+c<0,就相當于使f(x)<0。考慮圖像在x軸下方的部分,即f(x)<0,相應的x的集合就是ax2+bx+c<0的解集。

縱觀上解,結合圖像可求得不等式的解集。意圖如下:教師根據學生的實際情況,設置有梯度的問題串,層層深入,由淺入深,數形結合,思考一元二次不等式的解及其理由。學生理解了為什麼這樣解,容易掌握其解法,也就是說,在學生學習解法之前,要讓學生明白其算理如何,即“為什麼這樣計算”。

問題4:對于一元二次不等式的二次項系數a,假如a<0,那麼以上推論結果有獎如何呢?設計意圖:類比前面研究過程,分類讨論,也分散難點,便于學生掌握。

評析:落實數學運算素養要把功夫化在平時,要學生根據法則進行運算,更需要學生理解法則的合理性,法則的得出合理性,法則的運用程序性。這些是學生在運算之前要讓學生理清的算理,更重要的是要讓學生感受到數學是一門講道理的學科。隻有理解和理清了法則的合理性,學生使用起來也自然,運算也不容易出現錯誤。

在這一環節中,筆者設置了有梯度的追問和問題,一步一步,引導學生進行合理的思考,将解一元二次不等式的問題,轉化為函數問題,通過圖像觀察,利用數形結合思想解決問題。學生在初中階段就依次學習過了“一次函數與一次方程、不等式的關系(八年級下冊)”“二次函數與一元二次方程的關系(九上)”。通過這兩節内容的學習,學生基本掌握了函數與方程不等式之間的聯系,學會了如何利用函數統領方程不等式之間的聯系,基本學會了利用函數圖像觀察函數取值範圍的問題。一元二次不等式也是二次函數統領二次方程、不等式問題的延續。

3.規範例題教學,注重數學運算的程序性,提升學生運算的執行力

數學運算素養要求,學生要能夠根據運算法則、公式進行數與代數式直接的運算,學會解決方程、不等式問題,還要學會選擇合理的方法進行運算并說明算理。這就要求我們在教學的過程中,在落實數學運算素養的過程中,不能依靠“批量運算+操練”的模式。在運算的過程中,特别是在新授課的教學中,就應該要落實算理,即拿到一個運算題,首先要觀察是何種運算,其次要設計合理的運算程序,學會選擇合理的運算方法,并且要正确運用法則進行運算。

問題5:解不等式2x2-3x-2>0。

解:∵Δ=(-3)2-4×2×(-2)=25>0,

方程2x2-3x-2=0的兩根為x1=-12,x2=2,∴不等式2x2-3x-2>0的解集為{x|x<-12或x>2}。

舉一反三:求解不等式:-x2+2x-3≥0。

師生活動:此活動可以采用不同方式,教師展示,學生回答,教師重點關注這種運算是何種運算,如何設置運算程序及運算步驟,如何進行合理正确的運算。例題教師做合理規範的展示,鞏固練習可以放手讓學生獨立完成。

評析:教師展示例題,規範步驟及方法,起到示範作用,教師歸納易錯點,引起學生注意,起到正向遷移的作用。

4.回顧小結促提升,注重學生自主反思,提升學生系統思維能力

問題1:這節課我們學習了多項式與多項式運算法則,你能說說這個法則嗎?并說說在多項式乘法運算的過程中有哪些注意點?

問題2:我們是怎樣研究一元二次不等式的法則?

師生活動:對于問題1,學生能夠總結,教師适當補充,主要針對計算過程中常見的錯誤加以總結,提升在運算中的正确率;對于問題②,教師要引導學生回顧得到法則的過程,理解解一元二次不等式的實質是二次函數問題的延續,了解函數與方程、不等式的關系,通過數形結合思想解決不等問題,理解運算算理,理解運算法則的合理性,即理解算理是得出運算法則的根源。

評析:通過共同回顧,讓學生了解本節知識在數學體系中的地位和作用,了解數學的研究方法及研究套路,提升系統的思維能力,提升學習興趣,建立學習信心。

綜觀,在提升中等職業學校學生的數學運算的核心素養過程中,教師要強化自身的算理教學素養,不能以題海戰術代替算理分析與講解,強化算理,注重算法,達成算理與算法的有機統一。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部.義務教育課程标準(2011版)[M].北京:北京師範大學出版社,2011.

[2]杭毅,候正永.基于質量監測的初中數學運算發展狀況的調查研究[J].數學教育學報,2017(1).

(作者單位:浙江省嘉興技師學院)
   

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