高中数学课程标准定义数学核心素养为:具有数学基本特征思维品质、关键能力以及情感、态度与价值观的综合体现。
数学核心素养与数学教育的终极目标有关,是对培养人的描述:会用数学的眼光观察世界,会用数学的思维思考世界,会用数学的语言表达世界。数学的眼光是指:数学抽象(符号意识、数感),直观想象(几何直观、空间想象能力),保证数学的一般性。数学思维是指逻辑推理能力、数学运算能力,保证数学的严谨性。数学语言是指数学模型(模型思想)、数据分析(数据分析观念),保证数学应用的广泛性。数学抽象,包括数感和符号意识,是指舍去事物的一切物理属性,得到数学研究对象的思维过程,包括:从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,用数学符号或者数学术语予以表征(概念内涵)。
数学抽象是数学的基本思想,是形成理性思维的重要基础,反映了数学的本质特征,贯穿在数学的产生、发展、应用的过程中。数学抽象使得数学成为高度概括、表达准确、结论一般、有序多级的系统(学科价值)。
通过高中数学课程的学习,学生能在情境中抽象出数学概念、命题、方法和体系,运用数学抽象的思维方式思考和解决问题,把握事物的本质;积累从具体到抽象的活动经验,养成在日常生活和实践中一般性思考问题的习惯。把握事物的本质,以简驭繁;运用数学抽象的思维方式思考并解决问题(学生表现)。
数学抽象的具体内容为:获得数学概念和规则;提出数学命题和模型;形成数学方法与思想;认识数学结构与体系。数学抽象的阶段水平:每个核心素养分3个水平,都涉及四个方面:情境与问题、知识与技能、思维与表达、交流与反思。情境与问题分为三种情境(生活情境、数学情境、科学情境)、三个层次(熟悉的、关联的、综合的)、三类问题(简单的、较为复杂的、复杂的),上述三个要素是构成数学核心素养水平划分的基础。这里有三个水平:水平一,熟悉的情境,简单的问题;水平二,关联的情境,较为复杂的问题;水平三,综合的情境,复杂的问题。把握数学本质、创设合理情境、提出合适问题,启发学生思考、理解数学本质、形成学科素养。
逻辑推理是指从一些事实和命题出发,依据规则推出其他命题的素养。主要包括两类:一类是从特殊到一般的推理,推理形式主要有归纳、类比;一类是从一般到特殊的推理,推理形式主要是演绎。逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要形式,是数学严谨性的基本保证,是人们在数学活动中进行交流的基本思维品质。通过高中数学课程的学习,学生能够提出和论证数学命题,掌握逻辑推理的基本形式;理解事物之间的关联,把握知识结构;形成重论据、有条理、合乎逻辑的思维品质和理性精神,增强交流能力。逻辑推理的具体内容为:发现问题和提出命题;掌握推理基本形式和规则;探索和表述论证过程;理解命题体系;有逻辑地表达与交流。逻辑推理的阶段水平,按每个核心素养分3~5个水平,都涉及四个方面:情境与问题、知识与技能、思维与表达、交流与反思。
基于数学核心素养的教学:从知识点(碎片知识无法领悟)到知识团(整体设计、分布实施)。教无定法,但需贯穿以学生发展为本的教育理念。教师教学需做到以下五点:把握数学知识的本质、把握学生认知的过程;创设合适的教学情境、提出合适的数学问题;启发学生思考,鼓励学生与教师交流、学生之间互相交流;让学生在思考和交流中在掌握知识技能的同时,理解知识的本质;感悟数学思想,积累思维的经验,形成和发展数学核心素养。
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