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數學學科核心素養:數學抽象、邏輯推理、數學建模、直觀想象、數學運算、資料分析
數學抽象
數學抽象是指捨去事物的一切物理屬性,得到數學研究物件的思維過程。主要包括:從數量與數量關係、圖形與圖形關係中抽象出數學概念及概念之間的關係,從事物的具體背景中抽象出一般規律和結構,並且用數學符號或者數學術語予以表徵。
數學抽象是數學的基本思想,是形成理性思維的重要基礎,反映了數學的本質特徵,貫穿在數學的產生、發展、應用的過程中。數學抽象使得數學成為高度概括、表達準確、結論一般、有序多級的系統。
在數學抽象核心素養的形成過程中,積累從具體到抽象的活動經驗。學生能更好地理解數學概念、命題、方法和體系,能透過抽象、概括去認識、理解、把握事物的數學本質,能逐漸養成一般性思考問題的習慣,能在其他學科的學習中主動運用數學抽象的思維方式解決問題。
一 、2003年版課標:
沒有提出學科核心素養這一概念。
二、2017年版課標:首次提出了數學區別與其它學科的核心素養
包括:數學抽象、邏輯推理、數學建模、直觀想象、數學運算和資料分析。
本次課標修訂堅持反映時代要求。反映先進的教育思想和理念,關注資訊化環境下的教學改革,關注學生個性化、多樣化的學習和發展需求,促進人才培養模式的轉變,著力發展學生的核心素養。
普通高中的培養目標是進一步提升學生綜合素質,著力發展核心素養,使學生具有理想信念和社會責任感,具有科學文化素養和終身學習能力,具有發展能力和溝通合作能力。
學科核心素養是育人價值的集中體現,是學生透過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。數學學科核心素養是數學課程目標的集中體現,是具有數學基本特徵的思維品質、關鍵能力以及情感、態度與價值觀的綜合體現,是在數學學習和應用的過程中逐步形成和發展的。
這些數學學科核心素養既相對獨立、又相互交融,是一個有機的整體。
三 、具體解釋
1.數學抽象
數學抽象是指透過對數量關係與空間形式的抽象,得到數學研究物件的素養。主要包括:從數量與數量關係、圖形與圖形關係中抽象出數學概念及概念之間的關係,從事物的具體背景中抽象出一般規律和結構,並用數學語言予以表徵。
數學抽象主要表現為:獲得數學概念和規則,提出數學命題和模型,形成數學方法與思想,認識數學結構與體系。
2.邏輯推理
邏輯推理是指從一些事實和命題出發,依據規則推出其他命題的素養。主要包括兩類:一類是從特殊到一般的推理,推理形式主要有歸納、類比,一類是從一般到特殊的推理,推理形式主要有演繹。
邏輯推理主要表現為:掌握推理基本形式和規則,發現問題和提出命題,探索和表述論證過程,理解命題體系,有邏輯地表達與交流。
3.數學建模
數學建模是對現實問題進行數學抽象,用數學語言表達問題、用數學方法構建模型解決問題的素養。數學建模過程主要包括:在實際情境中從數學的視角發現問題、提出問題,分析問題、建立模型,確定引數、計算求解,檢驗結果、改進模型,最終解決實際問題。
數學建模主要表現為:發現和提出問題,建立和求解模型,檢驗和完善模型,分析和解決問題。
4.直觀想象
直觀想象是指藉助幾何直觀和空間想象感知事物的形態與變化,利用空間形式特別是圖形,理解和解決數學問題的素養。主要包括:藉助空間形式認識事物的位置關係、形態變化與運動規律;利用圖形描述、分析數學問題;建立形與數的聯絡,構建數學問題的直觀模型,探索解決問題的思路。直觀想象主要表現為:建立形與數的聯絡,利用幾何圖形描述問題,藉助幾何直觀理解問題,運用空間想象認識事物。
5.數學運算
數學運算是指在明晰運算物件的基礎上,依據運演算法則解決數學問題的素養。主要包括:理解運算物件,掌握運演算法則,探究運算思路,選擇運算方法,設計運算程式,求得運算結果等。
數學運算主要表現為:理解運算物件,掌握運演算法則,探究運算思路,求得運算結果。
6.資料分析
資料分析是指標對研究物件獲取資料,運用數學方法對資料進行整理、分析和推斷,形成關於研究物件知識的素養。資料分析過程主要包括:收集資料,整理資料,提取資訊,構建模型,進行推斷,獲得結論。
資料分析主要表現為:收集和整理資料,理解和處理資料,獲得和解釋結論,概括和形成知識。
數學抽象是數學的基本思想,是形成理性思維的重要基礎,反映了數學的本質特徵,貫穿在數學產生、發展、應用的過程中。數學抽象使得數學成為高度概括、表達準確、結論一般、有序多級的系統。透過高中數學課程的學習,學生能在情境中抽象出數學概念、命題、方法和體系,積累從具體到抽象的活動經驗;養成在日常生活和實踐中一般性思考問題的習慣,把握事物的本質,以簡馭繁;運用數學抽象的思維方式思考並解決問題。
邏輯推理是得到數學結論、構建數學體系的重要方式,是數學嚴謹性的基本保證,是人們在數學活動中進行交流的基本思維品質。透過高中數學課程的學習,學生能掌握邏輯推理的基本形式,學會有邏輯地思考問題;能夠在比較複雜的情境中把握事物之間的關聯,把握事物發展的脈絡;形成重論據、有條理、合乎邏輯的思維品質和理性精神,增強交流能力。
數學模型搭建了數學與外部世界聯絡的橋樑,是數學應用的重要形式。數學建模是應用數學解決實際問題的基本手段,也是推動數學發展的動力。透過高中數學課程的學習,學生能有意識地用數學語言表達現實世界,發現和提出問題,感悟數學與現實之間的關聯;學會用數學模型解決實際問題,積累數學實踐的經驗;認識數學模型在科學、社會、工程技術諸多領域的作用,提升實踐能力,增強創新意識和科學精神。
直觀想象是發現和提出問題、分析和解決問題的重要手段,是探索和形成論證思路、進行數學推理、構建抽象結構的思維基礎。透過高中數學課程的學習,學生能提升數形結合的能力,發展幾何直觀和空間想象能力;增強運用幾何直觀和空間想象思考問題的意識;形成數學直觀,在具體的情境中感悟事物的本質。
數學運算是解決數學問題的基本手段。數學運算是演繹推理,是計算機解決問題的基礎。透過高中數學課程的學習,學生能進一步發展數學運算能力;有效藉助運算方法解決實際問題;透過運算促進數學思維發展,形成規範化思考問題的品質,養成一絲不苟、嚴謹求實的科學精神。
資料分析是研究隨機現象的重要數學技術,是大資料時代數學應用的主要方法,也是“網際網路+”相關領域的主要數學方法,資料分析已經深入到科學、技術、工程和現代社會生活的各個方面。透過高中數學課程的學習,學生能提升獲取有價值資訊並進行定量分析的意識和能力;適應數字化學習的需要,增強基於資料表達現實問題的意識,形成透過資料認識事物的思維品質,積累依託資料探索事物本質、關聯和規律的活動經驗。