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[摘要]核心素養的背景下,高中數學文化應當有著什么樣的理解?其又應當如何反哺核心素養的落地?回答這些問題,需要在核心素養背景下對數學文化進行新的思考.對數學文化的理解也不能局限于數學史或數學故事等,數學文化更應當以適當的形式與內容滲透到學生的學習過程之中,內化為學生的認識并能夠驅動學生高效學習數學.讓學生經歷有探究性的數學學習過程,生成對數學知識、數學學科的認識,從而真正從內心生成“樂之”“好之”的力量,就能讓學生在數學學習的過程中,生成必備品格,形成關鍵能力.
[關鍵詞]高中數學;核心素養;數學文化;教學思考
對核心素養的理解,存在技術與文化兩個層次,前者側重于通過具體的教學策略,讓學生的能力與品格得到培養;后者側重于從思想形成與內化的角度,讓教師對核心素養有較高層次的理論認識,也為實踐提供基礎.反之,在核心素養的視角下,學科文化本身又可以成為一個研究對象.以高中數學為例,研究數學文化,可以為核心素養的落地提供更多的有益思考.目前比較公認的是,數學教育是一種文化素質教育.《普通高中數學課程標準(實驗)》指出,數學文化是“貫穿于整個高中數學課程的重要內容之一”,并要求“滲透在每個模塊或專題中”,所以數學課堂教學是實現數學文化教育價值的主渠道.于是,一個新的課題擺在我們面前:核心素養的背景下,高中數學文化應當有著什么樣的理解?其又應當如何反哺核心素養的落地?帶著對這些問題的思考,筆者在教學中尋求答案,并作出如下闡述.
1.核心素養下的數學文化再理解
雖然說很多教師都認同數學是一種文化,但如果真的要讓其從文化的角度對數學作出理解,似乎又有一些只能意會、難以言傳的意思,這種模糊的、內隱的認識,其實不利于教師站在文化的角度理解數學及其教學,站在核心素養的背景下,更需要思考的是數學文化如何彰顯出其對核心素養落地的促進作用.關于這一點,有研究者從數學文化設置的角度提出自己的觀點,認為數學文化可設置兩種方案:第一,調整“體現數學的文化價值”的闡述;第二,調整“數學文化”的內容要求.我們知道,數學文化設置其實對應著數學文化在數學教學過程中的表述與定位,數學教學固然要“體現數學的文化價值”,但是如果沒有一個合適的載體與呈現方式,那么數學的文化價值是體現不出來的;同樣,對數學文化的理解也不能局限于數學史或數學故事等,數學文化更應當以適當的形式與內容滲透到學生的學習過程之中,內化為學生的認識并能夠驅動學生的高效學習,這樣才能夠真正成為驅動必備品格與關鍵能力形成的因素,從而讓數學文化與核心素養緊緊聯系在一起.一位教師在教學函數的時候,面對學生提出的“學習這些奇形怪狀的圖像有什么作用”的問題時(這個學生沒有絲毫惡意,恰恰是因為平常的師生關系非常融洽,學生才如此大膽提問),這位教師沒有抽象地強調函數的作用與意義,而是在黑板上畫了一條螺旋狀的曲線,問學生“這條螺旋曲線有意義嗎”,學生回答“看不出來”,該教師則即時從網絡上搜索了紫藤、牽牛花、絲瓜藤、向日葵盤、DNA雙螺旋等圖片,然后再不多語;學生通過簡單的分析、歸納后發現,原來螺旋狀曲線在自然界中是如此的常見,于是不再有上述問題的提出,對于函數的價值乃至于數學學科的認識,也就更加深刻了.這樣的數學文化的教育蘊含在“不言”當中,但恰恰起到了用數學文化熏陶學生,進而讓學生形成了數學學習動力的作用.筆者以為,這才是真正的、應有的數學文化呈現的內容與形態.
2.核心素養下的數學文化再實踐
形成了上述理解后,一個非?,F實的問題擺在我們的面前,那就是在核心素養的背景下,數學文化如何更好地在高中數學知識的學習中得到滲透.這里以“幾何概型”為例來進行說明.幾何概型是對古典概念的拓展,對于學生而言,學習幾何概型的首要困難在于認識上,很多學生無法理解為什么概率會與幾何知識有關,為什么利用幾何知識形成的求概率的方法可以成為一個模型.而要化解學生認識上的困難,除了理順數學知識的邏輯之外,幫助學生形成一定的文化認識也是必要的.在實際教學中,筆者設計了這樣的幾個環節:一是讓學生回憶古典概型的特點,回顧古典概型中的概率計算公式.這對于學生來說,困難不大,但這個環節不能忽視,因為其是建立幾何概型的基礎.二是給出若干個與概率相關的例子,筆者設計的例子有:數軸的[0,1]上任意隨機取一個數,計算其大于0.5的概率;在一個被12等分的轉盤(類似于抽獎游戲用的轉盤)轉動時,指針指向某一個區域時的概率.這個環節中,學生普遍認識到這樣的問題解決與概率知識相關,同時又發現其與幾何知識相關.因此在解決問題之前,筆者先引導學生完成的不是直接解決問題,而是讓學生思考概率與幾何知識之間可能存在什么樣的關系.這是一個雖然不直接指向數學知識但卻切中學生認知需要的問題.在問題解決的過程中,學生會基于兩個例子去分析“基本事件”,進而將事件轉換為幾何表示,即線段的長短或面積的大小.這樣的轉換過程,對于學生來說,不只是簡單的研究對象的變化,更是思維方式的變化,當學生發現原來概率也可以用幾何知識來表示時,他們對概率知識的認識立即拓寬了,這也就意味著學生在概率與幾何圖形之間建立了聯系.那么這樣的轉變與數學文化又有什么關系呢?我們都知道,數學文化并非抽象的數學史知識或數學故事,更多的是學生對數學的認識,學生認識到“數學有用”,認識到“不同數學知識之間有聯系”,這才是實實在在的文化認識.
3.核心素養下的數學文化再反思
于是,我們在核心素養的背景下認識數學文化,應當認識到其是核心素養落地的重要力量,是同步于學生的數學學習過程,并內在于學生認知中的能夠對數學知識建構發揮促進作用的因素.筆者以為,只有建立這樣的理解,數學文化才不是抽象的文字符號.筆者讀到李改楊等老師寫的《數學文化賞析》一書,作者在前言中寫道“努力使學生在學習‘數學文化賞析’過程中受到文化感染,產生文化共鳴,體會數學的文化品位,體察社會文化和數學文化之間的互動.通過理性思維,培養嚴謹素質,追求創新精神,品味數學之美,使學生在學習該課程中享受到文化素質的教育”.盡管其是面向更高學段的學生而言的,但我們仍然應當看到,這樣的界定對于高中生的數學學習也是有意義的.高中數學固然沒有專門的數學文化賞析過程,但只要讓學生經歷有探究性的數學學習過程,其就能夠生成對數學知識、數學學科的認識,從而真正從內心生成“樂之”“好之”的力量,也只有這種力量,才能真正讓學生在數學學習的過程中,生成必備品格,形成關鍵能力.
作者:邵立元 單位:江蘇省昆山市第一中學