

核心素養要求教師通過與學生的互動,培養學生必要的品質和關鍵技能。數學是高中階段的重要課程,既需要學生投入大量的精力來學習,又具有廣泛的實際應用價值。高中數學教學對學生的核心素養有更嚴格的要求,解析幾何既能幫助學生理解概念,又能激發學生的創新精神,培養學生的獨立思考能力,還能激發學生的學習熱情,從而使學生在學習數學時有更大的收獲。
一、高中數學核心素養
一是數學抽象,它可以更好地構建理性思考的框架。當學生遇到數學難題時,應該摒棄所有的實際感知,而將其轉化為更加深入的數學概念。學生應該學會通過研究數量與圖形之間的關系,深入探索其內在聯系以及觀察現象,發掘數學知識的本質,并將其應用到實際生活中,以數學符號來表達。培養學生的數學抽象思維能力,可以幫助學生從感性的認知提升到理性的思考,從而實現學生思維能力的轉變,讓學生更加清晰地理解數學概念、命題和體系,并能夠準確把握數學的核心思想。
二是邏輯推理,基于客觀現象和推理結果的思考方式,要求根據一定的邏輯原理和結論,推斷出一個新的概念和結論。常見的邏輯推理包括:(1)通過歸納和類比的方法,可以從特定的情況中推斷出普遍規律。(2)通過演繹,可以從普遍的規律中抽取出有價值的信息,并將其轉化為可以應用于實際問題的解決方案。所有的數學運算都基于邏輯推理,而且數學和邏輯學之間有著密不可分的聯系。邏輯推理能力可以幫助學生深入理解高中數學的知識點,并培養學生獨立思考和解決問題的能力。數學、物理和化學之間存在密不可分的聯系,其內在聯系能夠讓其相互影響、相互滲透,而邏輯推理則是這些自然科學的核心。
三是數學建模,通過數學分析和數學推理,將復雜的現實問題抽象化,用數學符號或計算式表達,并結合數學知識和方法構建模型,最終有效解決現實問題。數學建模能力的培養過程需要學生具備良好的數學思維,能夠從數學的角度出發,深入探究、挖掘、分析、構建模型,運用這些模型,結合邏輯思維,得出與之相關的結論,通過不斷地檢驗和修正,直至達到解決實際問題的目的。數學模型是一種將數學理論與實際應用緊密結合的有效工具,不僅可以幫助學生更好地理解和分析數學知識,還可以為學生解決問題提供有效的方案。數學模型在數學體系教學中具有重要作用,不僅能夠激勵學生不斷探索和進步,還能夠改善學生的思維方式。在高中數學教學中培養學生的數學建模能力,可以讓學生更加熟練地使用各種數學工具,并將其有效地應用于實踐,從而更好地解決日常生活中的復雜問題。
四是直觀想象,學生可以通過構建外部事物的幾何圖形,仔細觀察其形狀和變化,并將其應用于解決數學問題中,可以有效地提高解決問題的效率。直觀想象主要包括:(1)通過觀察空間,了解在空間中外部物體的位置、形狀和運動都會發生改變。(2)采用數量關系的轉化,使用清晰的圖表來表達和解釋復雜的數學問題,從而更好地理解和解決實際問題。(3)通過思考,將圖像和數字結合起來。(4)通過建立一個直觀的模型來描述數學問題,并且深入探究如何有效地解決這些問題,達到更好的學習效果。培養學生的直觀想象,可以幫助學生更好地解決數學問題,同時也為抽象思維和邏輯思維提供了堅實的基礎。高中數學是一門重要的學科,幾何是數學教學的重要組成部分,因此通過培養學生的直觀想象能力,讓學生學會利用幾何圖形和空間想象來解決問題,不僅可以幫助學生更好地理解幾何概念,還能夠激發學生的創新思維。
五是數學運算,它是所有數學活動的基礎,其形式多種多樣。雖然理解數學運算較為容易,但是需要學生花費大量的精力去掌握,并且根據相關的規律和原則,快速找到正確的運算路徑,采用恰當的方式進行操作,并且能夠獨立編寫運算程序,從而得到準確的結果。在高中數學教學中培養學生的數學運算能力,可以讓學生養成良好的程序化思維習慣,從而激發學生追求真理、探索未知的科學精神。
六是數據分析,當人們面對復雜的研究對象時,可以迅速地從中發掘出有價值的信息,并利用統計學的方法進行分析和提煉,以便從中提取出重要的信息,從而形成實用的知識。數據分析包括:(1)發現數據。(2)搜集數據。(3)整理數據。(4)分析數據,提取信息。(5)獨立建模。(6)使用模型來分析和推理數據,以獲得準確的結果。(7)獲取結論。隨著大數據技術的發展,學生擁有良好的數據分析技巧將有助于其更好地開展科學研究、商業運營和工程規劃活動。在高中數學教學中培養學生的數據分析能力,可以幫助學生建立數據驅動的思維模式,從而讓學生深入理解和熟練解決復雜的問題。
二、高中解析幾何在培養學生數學核心素養中的作用
數學核心素養不僅僅局限于理論知識,還包括促進學生全面發展的必備技能,從而使學生的綜合素質得到極大的提高。因為解析幾何的學習具有挑戰性,所以,教師可以通過創新教學方法來幫助學生提高數學能力。一方面,教師可以采取更多的改革措施,如加強高中解析幾何教學,有助于培養學生的數學思維能力。從“一題多解”和“多題一解”的角度,高中生的解析幾何學習顯得尤為重要。教師在改革、創新和發展的教學模式中,促進學生掌握和理解解析幾何的基本概念,對于培養數學核心素養至關重要。為了達到這一目標,教師需要不斷地探索、實踐,并努力提升教學質量,從而培養學生的核心素養和綜合能力。
另一方面,教師采取有效的方法來提升高中數學課程的質量,并鼓勵學生在解決復雜問題的過程中進行創造性思考。高中解析幾何極富挑戰性,涵蓋了多種復雜的概念,如函數、不等式、向量等,因此,學生必須通過深度思考來掌握這門課程,從而構建一個完整的體系,確定各個參數之間的關聯,并將其轉換為可操作的計算方法。“四個基本步驟”的特點是聯系緊密、條理清晰、規律明確,這使學生在解決數學問題時,不僅能夠提高解題能力和綜合素質,還能夠培養邏輯思維、數學運算能力和數學建模能力。
三、核心素養理念下審視高中解析幾何的教學策略
(一)強化概念的導入,豐富學生的感受與體會
數學的新概念可以追溯到日常生活中的實際情況,既可以從已有的概念中提煉出來,又可以從數學實體的共性中抽取出來,甚至可以根據當前數學理論的發展趨勢來進行深入的探究。教師可以通過運用精確而精細的數學符號來描述事物的實際特征,引導學生建立系統概念意識。在概念教學中,教師需要仔細分析概念的背景,并根據學生的認知發展規律來選擇適當的教學方式,幫助學生更好地理解概念。教師可以運用直觀的圖形、數學實例和應用問題,促進學生理解高中數學中的解析幾何。在引入解析幾何概念時,教師應盡量使用直觀材料,避免無關內容對學生的干擾,積極指導學生仔細觀察、深入思考,以便更好地把握概念的實質,而非只局限于表面的知識;學生通過運用幾何直覺來解釋定義的正確性,并且要求學生準確地表達出概念的含義。比如,圓錐曲線是一種具有運動特征、變化特征和發展特征的線條,教師可以利用現代教育技術,如幾何畫板,幫助學生更好地理解這一概念,并通過實踐活動,讓學生深入地觀察和分析影響它的各種因素,從而更好地掌握其概念。另外,教師在引入一些具有重大歷史意義的數學概念時,應該精心挑選有利于學生學習的資源,不僅是一些抽象的概念,還是一種具有深遠影響力的文化精髓,加深學生的理解。比如,在講解圓錐曲線的相關問題時,教師首先應該幫助學生理解掌握圓錐曲線的定義。在解答圓錐曲線的題目時,教師要善于利用圓錐曲線的定義,根據定義結合圖形,把問題進行轉化。只有準確理解了定義之后,學生在審題時才不會發生偏差,才能把復雜的題干簡化為簡單的語言。
點評:此題考查的是拋物線定義的運用。拋物線的定義是指平面內到一個定點F(焦點)和一條定直線l(準線l不過點F)距離相等的點的軌跡,可知拋物線上一點到準線的距離與此點到焦點的距離是相等的,點P到點M的距離可先考慮點P到圓心的距離,從而找到解題思路。事實上,一些與圓錐曲線定義相關的問題,學生在解題時充分利用定義進行分析總能快速解決。
(二)運用網絡結構圖式,促進學生系統化理解知識
根據現代教育認知理論,人類的智慧取決于其大腦內部的知識組織,而這種組織的水平越高,則表明其智慧的潛力越大。學生能夠在大腦中形成數學知識體系,實際上是憑借學生獨特的數學思考方式不斷積累而成的。數學的基礎概念通常以一種緊密的關系呈現,每一種概念都可以被組織成一個完整的概念體系,這樣可以幫助學生更好地理解其差異、關聯,促進學生深入了解其實際含義,拓展學生的思維,并且幫助學生更好地理解、梳理和運用數學概念,形成思維框架。因此,教師應該充分利用自己的專業知識,啟發學生深入思考,讓其能夠將所學的概念有機地整合、分類,形成科學、系統的體系,以提升學生的數學認知能力。教師可以通過四個不同的視角引導學生構建概念體系:將相關概念結合起來形成體系;將相反的概念結合起來形成體系;將從屬概念結合起來形成體系;將并列概念組合成一個完整的體系。為了更好地展示概念之間的邏輯關系,教師可以讓學生使用網絡結構圖來表示。在高中數學中,解析幾何涉及直線、圓、橢圓、雙曲線、拋物線及其相關的方程,解析幾何教學的基本思想是將幾何問題轉化為代數問題,并將其轉化為幾何結構,讓學生能夠通過數形結合的方式來解決。為了更好地指導學生,教師可以利用網絡結構圖建立一個有條理的概念框架,從而提升學生的數學思維能力和數學抽象能力。
(三)重視圖形分析,培養學生的直觀想象素養
高中數學作為一門具有深遠影響的實踐性課程,受到社會各界的廣泛認可。其中,培養學生的數學核心素養尤其重要,不僅涉及數學知識的傳授,更需要培養學生的數學思維、信息處理、邏輯推理等技能,以期達到學生全面發展的目的。為WU1ZT9yeSNBmOLXWZy3RUA==了讓學生更好地理解復雜的數學問題,教師應該指導學生從數學的角度出發,深入探索各種有效的解題方法,并將其融入高中數學課堂的實踐當中,以培養學生的解題能力,提升學生的思維能力與解題效率。在高中階段,教師致力于培養學生的數學核心素養,包括幫助學生有效地思考和學習“知行合一”,并確保學生能夠靈活運用所學數學知識。為了提高解析幾何的教學質量,教師應該改進教學方法,讓學生更好地掌握數學知識,并且更好地參與到課堂討論中。
解題思路:教師在講解這一題目時,解題的關鍵是通過橢圓的對稱性來確定橢圓過的是哪三個點,確定三個點的位置后,橢圓上的點肯定是要滿足橢圓的方程,根據橢圓關于坐標軸對稱可知,P1和P4不可能同時在橢圓上,再由橢圓的對稱性可知P3和P4同時在橢圓上,將P2、P3、P4三點坐標代入標準方程,就可以求得橢圓C的方程。
點評:本題若從四點中隨機選擇三點代入橢圓方程進行求解,求解過程會非常麻煩。而抓住了橢圓所具有的特性,解題思路不僅明確,還可以簡化運算過程,起到了事半功倍的效果。
總而言之,在高中數學課程中,解析幾何是重要的教學內容,主要涉及圓錐曲線、曲線方程。在解析幾何的計算和表示中,學生可以更好地理解和應用數學知識。教師通過運用幾何性質、數形結合、設而不求等策略,不僅可以有效地提升高中生的運算能力,還可以激發學生的學習興趣,進而培養學生的數學核心素養。
參考文獻:
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(作者單位:珠海市實驗中學)
編輯:溫雪蓮