摘 要:在實(shí)踐探究中數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng),要通過學(xué)科教學(xué)和綜合實(shí)踐活動(dòng)課程、學(xué)科之間的聯(lián)系來具體實(shí)施。努力培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取能力,能與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)相得益彰。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);學(xué)科交叉;信息提??;提高
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包含數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析等六個(gè)方面。數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng),要通過學(xué)科教學(xué)和綜合實(shí)踐活動(dòng)課程、學(xué)科之間的聯(lián)系來具體實(shí)施。以高考研究為例,試題的設(shè)計(jì)多注重知識(shí)之間、學(xué)科之間的交叉、滲透與綜合,有效地從中提取問題相關(guān)信息,靈活地解決問題,這對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)有較高的要求,對(duì)于跨學(xué)科的研究也是有著積極作用的。
一、 注重分析,巧解問題
由于人的思維方式多種多樣,看問題的視角也未必相同,因此,新課程十分關(guān)注“多樣性”與“選擇性”,高考試題經(jīng)常都會(huì)有多種解題途徑。因此認(rèn)真分析題目的條件,從中獲取有用的信息,直觀想象是至關(guān)重要的。
例1 過雙曲線2x2-y2=6的右焦點(diǎn)作直線l交雙曲線于A、B兩點(diǎn),若|AB|=43,則這樣的直線存在的條數(shù)是( )
A. 1條
B. 2條
C. 3條
D. 4條
此問題主要考查數(shù)學(xué)學(xué)科圓錐曲線與直線的位置關(guān)系的實(shí)踐探究問題,從假設(shè)直線方程,聯(lián)立雙曲線方程,結(jié)合弦長公式和韋達(dá)定理來解答,這樣既費(fèi)時(shí)又易錯(cuò)。其實(shí),關(guān)注本題最有用的信息是“過焦點(diǎn)”,只須借助草圖分析出該直線只可能與雙曲線的右支同時(shí)有兩個(gè)交點(diǎn)或與兩支各有一個(gè)交點(diǎn),結(jié)合通徑長為43,可得與右支同時(shí)有兩交點(diǎn)的直線只有一條,又兩頂點(diǎn)之間的距離為23,它是過右焦點(diǎn)所做的直線與兩支各有一交點(diǎn)時(shí)的最短弦,所以此種情況下符合題意的直線有兩條,綜上即可進(jìn)行判斷。當(dāng)然;還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兪剑簵l件中的AB=43改成23或33或53。通過這個(gè)問題的深入研究,可以更好地體現(xiàn)信息提取能力和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的直觀想象、數(shù)學(xué)計(jì)算的重要性。
二、 準(zhǔn)確解讀、化難為易
高考強(qiáng)調(diào)以知識(shí)為載體考查各種能力,對(duì)能力的考查又強(qiáng)調(diào)探究性、綜合性和適切性,試卷以能力立意為核心,注重考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題能力和探究能力。在研究高考過程中,準(zhǔn)確解讀、挖掘題目隱藏的信息,建立合適的數(shù)學(xué)模型都是不可或缺的。
例2 CONRND(a,b)是定義在區(qū)間(a,b)內(nèi)的任一實(shí)數(shù)隨機(jī)函數(shù),右圖是某個(gè)隨機(jī)模擬的程序框圖,該程序框圖的輸入數(shù)據(jù)N和輸出數(shù)據(jù)n可用于估計(jì)π的近似值,若N=300,n=66,據(jù)此估計(jì)π的近似值為 (用小數(shù)表示)。
這是程序框圖與幾何概型相結(jié)合的一個(gè)問題,要求首先要學(xué)生具有較強(qiáng)的獲取信息能力,明確此循環(huán)結(jié)構(gòu)表達(dá)的是怎樣一個(gè)運(yùn)行程序;其次,建立幾何概型、線性規(guī)劃模型,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)的思想至關(guān)重要,兩者有效結(jié)合才能最終解決問題,是對(duì)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象、推理、建模能力很好的考查。
三、 關(guān)注實(shí)踐、學(xué)以致用
數(shù)學(xué)它來源于現(xiàn)實(shí)生活,又反過來對(duì)生活實(shí)踐活動(dòng)具有指導(dǎo)意義,能從數(shù)學(xué)的角度提出問題、理解問題并綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和思想方法來解決問題,才是真正的“學(xué)以致用”。分析問題,提取有效信息,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,為問題的最終解決提供助力。例如,最近研究的課題《利用數(shù)學(xué)建模提高生物學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)效率的可行性研究》中,深刻了解一些生物概念和結(jié)論都有其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)解釋,比如已構(gòu)建好的函數(shù)、圖像、數(shù)列公式,當(dāng)然還有概率統(tǒng)計(jì)的思想、方法,可見數(shù)學(xué)建模可以與生物學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)很好地進(jìn)行融合。
例3 (海南卷)基因型為AaBbDdEeGgHhKk個(gè)體自交,假定這7對(duì)等位基因自由組合,則下列有關(guān)其子代敘述正確的是
A. 1對(duì)等位基因雜合、6對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為5/64
B. 3對(duì)等位基因雜合、4對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為35/128
C. 5對(duì)等位基因雜合、2對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率為67/256
D. 6對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率與6對(duì)等位基因雜合的個(gè)題出現(xiàn)的概率不同
在明確雜合、純合概念的基礎(chǔ)上,提取問題所提供的關(guān)鍵信息:自交、自由組合、七對(duì);構(gòu)建概率模型,結(jié)合排列組合思想和互斥事件等計(jì)數(shù)原理、概率統(tǒng)計(jì)思想,對(duì)這類生物教學(xué)中重難點(diǎn)——遺傳問題可以說是一種突破。如A選項(xiàng):1對(duì)等位基因雜合、6對(duì)等位基因純合的個(gè)體出現(xiàn)的概率=C172/4×(1/4+1/4)×(1/4+1/4)×(1/4+1/4)×(1/4+1/4)×(1/4+1/4)×(1/4+1/4)=7/128,A錯(cuò)。
另外,遺傳自由組合規(guī)律涉及顯性基因累加效應(yīng)的問題并不少見,如2014年上海卷的第25題。重量為190 g的果實(shí)應(yīng)為有兩個(gè)顯性基因的個(gè)體,按照分類計(jì)數(shù)原理,第一類是AAbbcc、aaBBcc、aabbCC,分別占164,共364;第二類是AaBbcc、aaBbCc、AabbCc分別占464,共1264,則190 g重的個(gè)體應(yīng)占1564。
這種分類方法適合于基因數(shù)較少、顯性基因個(gè)數(shù)較少的計(jì)算。如果等位基因?qū)?shù)更多,如A1a1B1b1C1c1…AnBn,同樣是累加效應(yīng),求有2個(gè)顯性基因個(gè)體,或者有3個(gè)顯性基因個(gè)體所占的比例,也就是基因?qū)?shù)為n,顯性基因個(gè)數(shù)為m,分類方法就比較麻煩,可以構(gòu)建排列組合模型來解決,輕松算出有m個(gè)顯性基因的概率Cm2n22n。
由于各學(xué)科領(lǐng)域探究的特點(diǎn)各異,對(duì)信息獲取能力、數(shù)學(xué)建模、抽象、推理等方面都有不同要求,通過不同渠道培養(yǎng)和提高相關(guān)的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和信息獲取能力,可以起到單純的學(xué)科教學(xué)難以起到的作用。
作者簡(jiǎn)介:許美玉,福建省泉州市,福建省泉州市培元中學(xué)。endprint