运用非智力因素促进数学运算素养的策略探究
薛飞龚超群
摘??要:数学运算能力特别注重运算的几何直观化、模型归纳化、特殊到一般化、陌生到熟悉化,而非智力因素在这些能力的转化之中起着相当重要的作用.教师应将非智力因素融入课堂教学设计中,使之与智力因素深度融合,让学生获得更多的学习体验,提升数学运算素养.具体可以采取如下策略:兴趣激发,引导学生建构运算模型,发展转化思想;情感代入,以梯度问题导引,提升学生的运算能力;意志磨砺,使学生经历从特殊到一般的逻辑推理过程,深化运算素养.
关键词:非智力因素;数学运算;学习力
数学运算素养是数学学科的六大核心素养之一.数学运算,即在明晰的运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题,它是数学研究的主要内容,也是解决数学问题的基本手段.数学运算能力特别注重运算的几何直观化、模型归纳化、特殊到一般化、陌生到熟悉化.在这些转化的过程中,非智力因素的作用相当重要.非智力因素主要指兴趣、情感、意志等,其中,兴趣、情感能直接转化为学习动机,意志则在学生掌握知识的过程中起着积极的作用.教师可从激发学习兴趣、提升数学情感、加强意志力等角度来设计课堂教学,优化复杂的运算,增强学生的信心,培养其自觉学习的习惯,最终提升其数学运算素养.
一、兴趣激发:建构运算模型,发展转化思想
学习活动能否顺利开展、达成预期目标,固然要以学生的智力因素为基础和主导,但也离不开学生主体的兴趣.浓厚的学习兴趣是学习的原动力,积极的兴趣是从事学习活动并取得成就的最初條件.兴趣一般表现为人们力求认识世界、渴望获得科学文化知识和探求真理时带有情绪色彩的心理[1].从心理上看,高中生的兴趣指向事物的内部规律,不断由肤浅变得深刻;而由于学习任务和压力变大,他们对学业相关的兴趣变淡,其他方面的兴趣变浓.因此,教师可创设学生喜欢的、熟悉的真实案例情境,如以生活常识、数学文化、竞技游戏、深度的思维结论等作为课堂引入情境,以激发学生主体的好奇心或竞争意识,促使学生自主学习.需要注意的是,以非智力因素带动智力因素设计教学,选择的情境必须内容适当、难度适中.
(一)以情境激发兴趣,建构模型化运算
数学运算表现为数字的计算和估算、变量式子的组合变形与分离、几何图形中各量的确定与计算等形式,教师可以采用模型化、熟悉化、直观化和特殊化等策略来培养学生的运算能力.数学模型是参照某种事物系统的特征或数量依存关系,采用数学语言,概括地或近似地表述出的一种数学结构.建立数学模型,便于沟通实际问题与数学工具.因此,数学模型化是提高学生数学运算素养的重要途径.
教师要做生活的有心人,积极利用课外时间,搜寻可促进学生学习数学的图片、视频、故事、有奖竞赛等,仔细甄别梯度并归类.然后根据教学内容以及学生的学情、兴趣点,创设能引发学生学习兴趣的情境.如此引入相关数学问题,可让学生在兴趣的推动下,将注意力从枯燥的数学概念、定理转移到具体的数学模型上来,主动去探究问题.教师再适当分析问题,引导学生挖掘条件,归纳数学模型,进行模型化、熟悉化的运算,以提升运算速度和学习效果.
例题1:在铁路的附近,有一大型仓库.现要修建一条公路与之连接起来,那么怎样设计能使公路最短?最短路程又是多少?
师:构成平面几何图形的基本元素是点和直线,有哪几种距离的基本类型?
生:点与点之间的距离、点到直线的距离、两条平行直线间的距离.
师:前面我们研究学习过哪种距离?有什么结论吗?
生:两点之间的距离,已知[P(x1,y1)],
[Q(x2,y2)],则[PQ=x1-x22+y1-y22].
师:大家回忆一下,之前我们是如何探求平面中点到点的距离公式的?
生:利用坐标系,把点坐标化.
师:很好,点可以在坐标系中用坐标量化,那么直线呢?
生:直线在坐标系中有直线的方程.
师:那么,问题就变成了平面坐标系中一个点到一条直线的距离问题.即把实际生活中的问题数学化,建立平面直角坐标系,将点和直线分别量化为坐标和方程,建构数学模型.
设计意图:笔者以铁路和仓库之间的直线距离这种实际生活中的应用问题,将抽象的“点到直线的距离”问题具体化,引发学生解决问题的兴趣,然后引导学生逐步分析问题、发掘条件等,使其思维向解析几何问题模型转化,最后建立平面直角坐标系,培养学生的模型归纳能力.
(二)运用数形结合思维转化问题,代入概念运算
针对比较繁难的数学运算,教师要让学生学会观察,学会换个思维或角度去思考运算的方向,如从平面视角去观察空间问题,从空间视角去观察平面问题,代数问题几何化,几何问题代数化等.运用数形结合、直观想象等数学思维来思考,可以有效降低数学运算的难度.
例题2:如果点[M(x,y)]在变化过程中,总满足关系式[x2+y+32+x2+y-32=10],试写出它的方程.
师:如果使用开根号进行代数化运算,你有什么