中學數學基本能力包括中學數學基礎知識的運算能力、邏輯思維能力和空間想象能力。其中運算能力是一項基本能力,在高中數學各分支如代數、立體幾何、平面解析幾何中都有廣泛應用。在高考試題中,大部分數學試題需要運算,即使是考查概念的試題、證明題,也往往涉及運算。運算可以求出結果,有時還可以輔助證明,所以運算能力是最基礎的又是應用十分廣泛的一種能力。
1.什么是運算能力
運算能力包括數字、數值的計算,數學表達式的化簡、恒等變形,集合的運算,解方程與解不等式,三角恒等變形,數列的計算,初等函數的運算和求值,幾何圖形中的測量與計算,求數列和函數的極限,以及導數、微分、積分,概率、統計的初步計算等。運算結果具有存在性、確定性和最簡性。
運算能力的三個方面的要求是:能根據法則、公式、定理進行正確運算、變形和數據處理;能根據問題的條件,尋找出設計合理、簡捷的運算途徑;能根據要求對數據進行估計和近似計算。
運算能力有兩個基本特點:一個是運算能力的層次性,另一個是運算能力的綜合性。
運算能力的層次性是指:在數學發展的歷史上,不同類別的運算是由簡單到復雜、由具體到抽象、由低級到高級形成和發展起來的。因此對運算的認識和掌握也必須是有序、有層次的。不掌握有理數的計算,就不可能掌握實數的計算;不掌握整式的計算,不可能掌握分式的計算;不掌握有限運算,就不可能掌握無限運算。沒有具體運算的基礎,抽象運算就難以實現。由此可見,運算能力是隨著知識面的逐步拓寬、內容的不斷加深而逐步發展的。數學內容的發展是無窮的,運算能力的提高也是永遠不會終結的。
運算能力的綜合性是指:運算能力既不能離開具體的數學知識而孤立存在,又不能離開其他能力而獨立發展,運算能力與記憶能力、觀察能力、理解能力、聯想能力、表述能力等數學能力相互聯系支持著。
2.經常總結規律,提高運算能力
運算能力既不能離開具體的數學知識而孤立存在,又不能離開其他能力而獨立發展,運算能力是和記憶能力、觀察能力、理解能力、聯想能力、表述能力等互相滲透的,它也和邏輯思維能力等數學能力相互支持著。因而提高運算能力的問題,是一個綜合問題,在教學過程中,只有經常總結規律,不斷引導,逐漸積累,才能提高運算能力。
例如:在圓錐曲線中,有許多需要利用定義解題的問題,我對學生提出以下要求:①理解定義;②觀察圓錐曲線的幾何特性;③歸納這類問題的基本解題思路和方法,總結規律,提高運算能力。
3.通過熟練、合理、簡捷的運算提高解題速度
高考是在一定時間內完成定量試題的解答,這就要求考生答題時既要準確,又要迅速。運算速度是運算能力的重要標志,要想算得快,就必須使基本運算十分熟練,運算方法合理,運算過程盡量簡捷,正確合理地使用概念、法則簡化運算過程,是提高運算速度的關鍵所在。
同一個問題常可用不同的思路和方法解決,方法選擇合理,速度自然會提高。所謂合理,是以認真分析已知條件,確定計算的常規方法和特殊方法進行簡單的思維判斷后,確定出最佳方案,這時確定的方法認為是合理的。因此,在課堂訓練中,應重視運算與時間的關系,堅持定時定量地練習,并逐漸加大運算量。在運算能力的訓練中,應重點強調基本運算,它是提高運算速度的基礎。
4.培養學生良好的學習習慣
良好的學習習慣是決定計算能力的重要因素。數學這門課程具有嚴密性的特點,容不得學生有絲毫的馬虎和粗心。學生在計算中出現的錯誤,有一部分原因與不良的學習習慣有關。在教學中,教師要讓學生養成在作題前認真審題、細心觀察、書寫規范等良好習慣。在數學學習過程中,遇到簡單計算問題要求學生不用計算器,讓學生通過心算、口算、筆算對運算結果作出判斷。
5.一例多變,培養運算的熟練性
數學運算的熟練性主要表現在能迅速、合理地進行運算。有些學生往往只會機械地死記公式,生搬法則,其結果是既花費了大量時間,又不能求出正確的答案。為了使學生能熟練地運用公式,定理,法則進行運算,在教學中應注意以下幾點:
(1)在概念教學中應注意于理解。在公式與法則的教學中應注意適用條件,防止亂套公式,努力克服與減少學生思維中出現的表面性與絕對化的毛病。
(2)教會學生熟記一些常用的數據,如平方數,勾股數,階乘數,等等,并能熟練地運用一些常用的變形手段。
(3)變換例題的條件,結論或形式,使一個例題起到幾個例題的作用,這對培養學生的熟練運算能力非常有利。
6.一錯多改,培養運算的準確性
教學實踐中往往會發現一些運算能力比較差的學生,其作業錯誤往往有雷同之處,即使讓他們糾正,以后遇到類似的問題仍然出錯。這里不能簡單地怪罪于學生不用功,事實上,運算能力比較差的學生一般辨異思維能力較差,因而在教學中應注意培養學生的辨異思維能力。可以采取以下措施:
(1)全班自由討論,學生充分發表自己的意見,教師不包辦代替,最后讓學生自己指出錯誤的原因。
(2)教師再舉出一些類似的有層次的問題讓學生討論,作為訂正錯誤的補充。
(3)對已經出現過的問題,引導學生從知識結構上整理、歸類,對采用什么方法解決問題基本上有一個規律性的認識,這樣就能大大提高運算的準確性。
7.一題多解,培養運算的靈活性
學生思維的靈活性表現為:善于迅速地引起聯系,建立聯想,善于自我調節,迅速及時地調整原有的思維過程。一些學生之所以在運算中采用較為繁瑣的方法,是因為他們不善于聯想,不能根據實際問題的條件與結論選擇最恰當的運算方法。我們可以通過對例題的多種解法,引導學生進行類比聯想、對比聯想等,并從中歸納出最簡便的解法。
8.培養驗算和反思習慣
經常出錯,是運算能力差的一種表現,糾正這種毛病,只有細心還不行,還要提高學生的驗算能力,養成良好的驗算習慣。
養成驗算的習慣,掌握驗算方法,在求解運算的過程中或