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发展高中学生数学运算能力的有效策略

2020-07-14施炜

数学教学通讯·高中版 2020年6期
关键词:运算能力高中数学教学策略

施炜

[摘  要] 高考对学生数学知识的考查,很大程度上体现在数学运算能力上. 端正运算能力教学目标,正确认识运算能力,重视运算能力的培养,培养良好解题习惯,发展非智力因素来规范运算过程,是重要的运算能力培养思路. 关注学生数学运算能力的发展,要从平时的解题训练中来抓起. 运算能力形成于运算过程,而运算过程是解题者面对题目所采用的方法和思路,运算能力本身具有层次性,需要学生由简到难、由具体到抽象、由低级转向高级的过程.

[关键词] 高中数学;运算能力;教学策略

数学家裘宗泸提出:“如果想学好数学,首先要会算,而且要算的好. ”数学运算能力又是数学能力中最基本的能力之一,是学生必须具备的一种能力,是影响学生成绩的一个重要的因素. 高考对学生数学知识的考查,很大程度上体现在数学运算能力上. 如对题意信息的挖掘能力不强,对主导信息能够看到,对隐藏信息找不到;对公式、定理、法则运用模糊,导致计算错误;习惯于传统解法,对“一题多解”运算途径不强. 另外,教师多关注解法的多样性,忽视学生运算能力培养. 种种因素,使得学生运算能力难以提升. 如何发展学生的数学运算能力?需要端正运算能力教学目标,正确认识运算能力,重视运算能力的培养,培养良好解题习惯,发展非智力因素来规范运算过程.

明确运算能力教学目标,加强运算能力训练

在高中数学教学目标中,运算能力要给予重视,学生如果想要得到全面发展,其数学能力的各个方面就必须得到整体的进步. 深化课改教学,关注学生数学运算能力的发展,要从平时的解题训练中抓起. 数学运算能力是数学能力的基础,也是重点. 一方面,在平时教学中,教师要加强数学概念、公式、法则的复习和练习,关注基础知识的掌握和运用,特别是注重基本知识的建构,避免张冠李戴. 如易错点、易混点要进行多次、反复梳理,结合解题实例让学生进行辨析. 另一方面,有计划地展开解题能力训练,特别是围绕运算能力,让学生多练习、巧练习、反复练习. 关注“一题多解”方法的运用,让学生从变式训练中开阔视野,触类旁通. 如在运用等差数列求和公式时,Sn=na1+d,对该式的变式拓展,可以得到Sn=n2+a1-n,还可以得到Sn=an2+bn,也可以得到=a1+(n-1). 这些变式,可以让学生加深对等差数列的认识,体会数列与函数的关系. 针对解题路径的选择,要选择运算步骤少、节省时间、可操作性强的解法,适当运用数学思想、方法,提高对数学解题的深刻认识.

正确认识运算能力,确立渐进提升方向

运算能力是数学运用的基础和核心. 对高中生而言,数学运算能力的培养,要客观地面对,渐进地提升. 运算能力形成于运算过程,而运算过程是解题者面对题目所采用的方法和思路. 在这个过程中,需要解题者能够全面分析题意,把握解题方向,通过对比、抽象思考,来激活解题动机、意志和毅力,完成解题目标. 所以说,运算能力本身具有层次性,需要学生由简到难、由具体到抽象、由低级转向高级的过程. 比如,没有掌握有理数的计算,就不能掌握实数的计算;没有学会数的运算,就不能掌握向量的运算;没有具体的解题运算基础,就无法实现抽象的运算. 拿到一个题目,很多学生喜欢一步到位,希望能够从解题中直接答出答案. 但事实上,很多数学题并不能直接答出答案,需要结合题设条件,一步步地运用数学思想、方法来逻辑推算,强调数学运算过程的层次性. 如题:在△ABC中,三个内角分别为A,B,C,满足sin2A+sin(A-B+C)=sin(C-A-B)+,面积S满足1≤S≤2,a,b,c分别为三个角的对应边,判断下列不等式是否成立.

A. bc(b+c)>8 B. ac(a+b)>16

C. 6≤abc≤12 D. 12≤abc≤24

显然,对于该题的求解,结合题设条件,对sin2A+sin(A-B+C)=sin(C-A-B)+进行展开,得到2sinA[-cos(C+B)+cos(C-B)]=,再转换为sinAsinBsinC=. 根据三角形面积的计算方法,得到S=absinC=R2,推导出1≤≤2,即2≤R≤2. 由此,对于abc=8R3·sinAsinBsinC=R3,其范围为[8,16]. 可以对C,D进行排除. 接着,根据b+c>a,得到bc(b+c)>abc≥8,所以,选项A是正确的. 学生要克服所谓的“一步到位”思想,正确认识运算能力的形成过程中,自觉加强数学运算训练,从具体的解题实践中增强独立分析、抽象概括、推理论证、数据处理能力,才能夯实运算基础.

强调数学基础知识掌握,培养数学运算能力

对于数学运算能力的养成,首先需要夯实学生的数学基础. 数学教师要注意研究数学运算能力的组成,探索培养学生数学运算能力的有效策略. 如数学基本概念、基本公式、基本法则的学习,要明确概念,准确运算. 如某等比数列前n项和为Sn,S6∶S3=3,求S9∶S6的值. 面对等比数列,很多学生会想到运用前n项和公式来求解,但是解题过程相对烦琐,且容易出错. 对于该类题型,要深刻理解等比数列的性质,巧用等比数列的关系来简化解题过程. 我们可以假设S3为a,S6为3a,根据等比数列的关系,S3与S6-S3以及S9-S6也应该为等比数列,代入即可得到,S9-S6的值为4a,则S9为7a,所以比值就为7∶3. 这样一来,不需要进行烦琐的计算和分析,直接就可以通过等比数列的关系来计算出结果,提高解题能力. 所以说,在平时的教学中,教师要关注基础知识的讲解,要带领学生对基础知识进行归纳和整理,让学生拥有解题目标意识,根据运算需要选择灵活的运算路径. 如对于三角函数的计算求值问题,可以通过三角恒等变换来简化解题路径. 先分析题设条件,哪些是已知的,哪些是未知的,哪些是解题目标,然后辨析解题思路,哪种思路有助于求解,哪种运算思路相对“复杂”. 同时,根据题设,仔细观察和思考题意,挖掘解题特征,走出解题困境. 数学思维的训练是运算能力提升的关键,也是衡量学生数学运算水平的重要指标. 在平时的数学解题教学中,数学思维的激发,有助于提高学生的独立思考、合作探究意识,增强学生的解题技能. 高中阶段要锻炼学生的数学思维,从寻求合理、简便、高效的解题路径入手,来锻炼和发展数学运算能力.

培养良好解题习惯,交流解题心得

数学运算能力需要培养良好的解题习惯,如认真审题的习惯. 拿到一道题,首先要认真读题,弄清楚题意和题设条件,哪些是已知的,哪些是未知的,哪些是需要求解的. 从文字叙述、题设信息中可以得出哪些条件,与所求解的目标还有哪些信息需要挖掘. 如在一些文字题叙述中,对于括号内的说明文字也要进行细致观察,思辨其意义,与解题目标有哪些关系;一些单位是否需要换算,哪些隐含条件需要再进行梳理,等等. 只有辨明题型,认真审题,才能从题意中提炼更多的细节和信息,才能為后续解题奠定条件. 其次,分析解题算理,为运算探索解题思路. 解题时,要从审题基础上分析运算条件,探索运算的方向和程序. 如在讨论向量相等问题时,可以得出方程组,进而得出某点的坐标. 如果无法搞清楚向量的概念及内涵,就不能找到有效的解题路径. 再者,在平时的解题训练中,要加强学生间的交流,规范自己的解题方法. 一道题,可能有多种解法,不同解法其解题出发点不同. 我们既要鼓励学生独立思考,自己探究解题方法,还要鼓励学生多展示、多交流,深化对解题方法的熟练掌握. 运算能力的发展不是靠“蛮力”来形成的,而是在于对不同求解方法的科学把握和权衡,追求优秀的解法. 最后,要养成良好的解后验算的习惯,对自己的解题过程进行回溯,看是否有误,提高解题思辨水平.

挖掘学生非智力因素,规范解题过程

在数学运算能力发展上,除了关注数学基础知识、发展数学思维外,还要注重挖掘学生的非智力因素. 学生具有一定的运算能力,才能提高学生的解题效率及成绩. 教师在解题教学时,要给予正确的示范引导. 面对数学题,怎样去分析题意?怎样去探析解题思路?教师要给予学生完整的展示,让学生从中培养良好的解题习惯. 解题标准化过程是保障运算准确性的关键,也是发展学生解题思路,提高解题技巧的重要途径. 过去,教师关注数学思想、解题方法多样性的教学,忽视运算过程示范引领,使得学生解题习惯不良,影响计算能力的提升. 因此,要借助于解题示范,关注学生解题计算方法、技能、习惯的养成.

总之,运算能力的养成是长期的、渐进的,学生要有耐心、有恒心,教师要多强调、多监督,端正学生的解题态度,才能起到良好成效.

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