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基于高中数学核心素养下的对数函数教学建议

施来成

福建省云霄第二中学,363300

摘要: 在新课标背景下,主要探讨了高中数学教学中对数函数的教学建议。通过利用虚拟实验室来增强学生的直观想象、实施项目式教学以培养学生的抽象思维能力,以及采用探究式教学方法来提高学生的推理能力,这些策略有助于学生更深入地理解数学概念,掌握数学知识与技能,从而提升数学思维能力和解决问题的能力,进而增强学生的数学核心素养。
关键词: 核心素养;高中数学;对数函数教学
DOI:10.12721/ccn.2024.157117
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《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》强调了培养学生核心素养的重要性。尽管近年来高中数学教材经历了改版,难度有所下调,但对知识应用的要求却相应提高。此外,传统的教学方法未能充分顾及学生的情感体验,这限制了学生对数学知识的深入理解。因此,在当前教育强调核心素养的背景下,深入探讨和研究高中数学中对数函数的教学方法和建议,变得尤为关键。

一、借助虚拟实验室,促进学生的直观想象

数字化资源的开发与利用,是推动教学高效开展的基本条件。因此,新课标要求教师打破教科书是唯一教学资源的传统模式,合理利用数字化资源[1]。高中数学教师在开展教学时,应适当使用虚拟实验室资源,借助其中的资源创设数字化模型,让学生更好地理解数学概念,主动了解数学,激发学生的学习热情,从而促进学生的直观想象力。在进行虚拟实验室教学时,教师要坚持科学性与适度性原则,认真观看和研读如何使用虚拟实验室,带领学生创设出生动的数学模型,使学生走进真实的数学世界,主动探索与想象,以便更好地培养学生的直观想象能力。

例如,在人教版高一数学必修一第四章第三课时《对数》的教学中,教师可以利用虚拟实验室资源,创设数字化模型,帮助学生更好地理解对数的概念。教师可以在虚拟实验室中展示对数函数的图像,让学生观察函数的形状、单调性、奇偶性等特征。然后,教师可以让学生通过拖动鼠标,改变函数的参数,观察函数图像的变化,从而更好地理解对数函数的性质。接着,教师可以在虚拟实验室中展示对数的运算,让学生通过实际操作,掌握对数的运算法则。例如,教师可以让学生计算对数的加法、减法、乘法和除法,通过实际操作,掌握对数的运算法则。此外,教师还可以让学生计算对数的增长率、对数的平均值等,通过实际操作,掌握对数的应用。通过利用虚拟实验室资源,创设数字化模型,教师可以帮助学生更好地理解对数的概念,掌握对数的运算法则,提高学生的直观想象能力。

二、开展项目式教学,培养学生的抽象能力

在新课标的背景下,教师可以通过开展项目式教学,培养学生的抽象能力。教师可以根据教学内容和学生的实际情况,设计一些具有挑战性和趣味性的项目,让学生在项目中自主探究和合作学习。在项目式教学中,学生需要通过抽象思维,将数学问题转化为数学模型,并运用数学知识和方法进行求解。同时,学生在合作过程中,需要相互沟通、协调和合作,这有助于学生更好地理解和掌握数学知识,提高学生的数学抽象能力。

例如,在人教版高一数学必修一第四章第四课时《对数函数》的教学中,为了让学生将问题与实际生活相联系,教师将学生分成小组,每个小组负责研究一个与对数函数相关的实际问题。在课堂教学中,有一个小组选择研究地震震级与释放能量之间的关系。小组成员进行了资料收集,了解到地震震级与释放能量之间存在对数关系,并开始讨论如何建立数学模型来描述这种关系。学生们提出了各种想法,有的建议用对数函数的一般形式,有的则考虑使用特定的底数。在讨论过程中,学生们相互沟通、协调,分享自己的观点和想法。通过比较不同的模型,分析其优缺点,最终确定了一个合适的数学模型。确定后,小组成员运用所学的对数函数知识,对收集到的数据进行分析和计算。学生通过绘制图表、计算数值等方式,验证了所建立的数学模型的准确性和可靠性。接着,每个小组都向全班展示了研究成果,包括问题的提出、数学模型的建立、数据分析和计算的过程以及结论。其他小组的学生也积极参与讨论,提出问题和建议。通过这个项目式教学,学生们在自主探究和合作学习中,不仅提高了对数函数的理解和应用能力,还培养了抽象思维、沟通协调能力。

三、应用探究式教学,提升学生的推理能力

在新课标落实的前提下,教师要深化教学改革,应用探究式教学,提升学生的推理能力。高中数学教师应立足学情,以问题为引领,创设具有探究特点的问题,使学生在探究中寻找正确途径解决问题,锻炼学生的思维逻辑[2]。学生在解决问题的过程中合理运用数学知识,进行探究与解决问题,实现知识的迁移与思维的拓展,从而获得新知识与新技能。在探究问题创设过程中,教师要把握问题的难易程度,结合学生已有认知水平与学习基础,设置相应的问题,确保数学问题能够与学生的最近发展区相符合,帮助学生从已有知识与经验出发,通过问题的分析、探讨与解决,获得新的知识与技能,也发展了学生的数学思维。为此,教师一定要坚持探究性原则,创设具有探究性的问题,依托问题驱动学习,最终理解并把握数学知识。

例如,在人教版高一数学必修一第四章第四课时《对数函数》的教学中,教师可以提出这样一个问题:“已知对数函数,当x取何值时,y的值为正数?”接着教师引导学生回顾对数函数的定义和性质,让学生思考对数函数的定义域、值域、单调性等。在思考结束后,教师让学生分组讨论,尝试通过分析对数函数的图像来解决问题。学生们可以通过绘制对数函数的图像,观察图像的特征,找出y为正数的区间。在讨论过程中,学生们需要运用数学知识,如对数函数的性质、图像的特征等,进行推理和分析。学生需要思考如何通过对数函数的图像来确定y的取值范围,以及如何根据图像的特征来判断y的正负性。通过这样的探究式教学,学生们可以在解决问题的过程中锻炼思维逻辑,提高推理能力。

结束语:总之,在教学过程中应当不断优化和改进对数函数的教学方法。通过引导学生积极参与课堂活动,体验数学知识的形成过程,学生能够更深刻地理解数学的基本思想和原理,从而提升学生的数学知识水平,还能增强学生的数学学习能力。通过这样的教学实践,有效地促进学生数学素养的全面发展。

参考文献:

[1]汪军华.核心素养视角下高中数学体验式教学策略——以“对数函数及其性质”教学为例[J].中学科技,2023,(07):29-31.

[2]王华民,张建良.一堂基于核心素养的新教材新授课——高中数学人教A版“对数函数图像和性质”的教学思考[J].中小学数学(高中版),2021,(Z2):70-73.