【摘要】 運算能力是指對記憶能力、計算能力、觀察能力、理解能力、聯(lián)想能力、表述能力、邏輯思維能力等數(shù)學能力的統(tǒng)稱.這就要求學生要掌握有關運算的知識,善于分析運算對象的性質、特點,善于運用運算規(guī)律和法則,善于運用邏輯方法進行推理,具有很熟練的運算技能.因此,解題需要真功夫,需要有較強的運算能力.
【關鍵詞】 運算能力;運算技能,思維能力;解題;能力培養(yǎng)
每年的高考試題,考查學生運算能力的題目都占絕大數(shù),并且試題中的運算并不是單純的計算,而是數(shù)學知識、數(shù)學技能和理性思維的一種綜合表現(xiàn),它反映了學生綜合運用數(shù)學知識的能力高低,也是平衡一名學生數(shù)學素養(yǎng)和思維能力的重要標志.不少學生在答題時,往往使解題思路不明確,運算出錯或受阻,要么算錯了,要么不知道怎么算,一些本來可以用較少的時間和筆墨完成的運算,結果是算了一大堆卻不得要領.因此,教師要明確運算能力的內涵和特點,在復習教學中引導學生用理性的思維指導運算和答題,全面提升學生的運算能力和答題水平.
一、運算能力及特點
高中數(shù)學的運算包括對數(shù)字的計算、估值和近似計算,對式子的組合變形與分解(式的恒等變形、方程和不等式同解變形等),對幾何圖形各幾何量的計算求解等.高中數(shù)學的運算能力包括分析運算條件、探究運算方向、選擇運算公式、確定運算程序等一系列過程中的思維能力.它與記憶力、理解力、推論力、推理能力等是分不開的,它是一種綜合能力.
1.運算能力的構成
①對題目信息的挖掘
充分挖掘已知條件、結論所隱含的信息是尋求和設計合理的、簡捷的運算途徑的必要條件.中等生及優(yōu)等生之所以能準確、快速地運算出結果,在很大程度上取決于他們能深入挖掘題目中的每一項重要信息.
②所謂運算,是指依照數(shù)學法則,求出一個算題或一個算式的結果.計算同樣一個問題時所選用的依據(jù)可能不同,這就造成了運算過程的繁簡程度不同.
③運算方法的選擇能力
運算方法的恰當與否直接決定著運算量的大小.優(yōu)等生的運算能力比學困生強,這主要體現(xiàn)在優(yōu)等生能選擇合理的運算方法減少運算量,從而保證運算的準確、迅速.
④數(shù)學思想和方法的動用能力
數(shù)學思想包括數(shù)形結合、函數(shù)與方程、分類討論和化歸與轉化等.數(shù)學方法包括待定系數(shù)法、換元法、消元法、配方法等基本方法,這些數(shù)學思想和方法的運用能力也是運算能力的一個重要組成部分.
⑤估算能力
一定的估算能力也是良好運算素養(yǎng)的一種體現(xiàn).
2.運算能力的層次性
高中數(shù)學運算能力的要求大致可分為三個層次:
①運算的正確性——基本要求.
②運算的合理、簡捷、迅速——較高要求.
③運算的技巧性、靈活性——高標準要求.
3.運算能力的綜合性
運算能力既離不開具體的數(shù)學知識而孤立存在,也不能離開其他能力而孤立發(fā)展,運算能力是和記憶能力、觀察能力、理解能力、聯(lián)想能力、表述能力等相互滲透的,它也和邏輯思維能力等思維能力相互支持著.高中數(shù)學運算能力其實是對記憶能力、觀察能力、理解能力、聯(lián)想能力、表述能力、邏輯思維能力等數(shù)學能力的統(tǒng)稱.這就要求學生要掌握有關運算的知識,善于分析運算對象的性質、特點,善于運用運算規(guī)律和法則,善于運用邏輯方法進行推理,具有很熟練的運算技能,這樣的學生才會有較高的運算能力.
二、影響學生運算能力的因素
高中數(shù)學對學生運算能力、空間想象能力、邏輯思維能力、數(shù)形結合能力等有較高的要求,這幾大能力也是高考考查的重點,而運算能力作為這幾大能力的基礎,是數(shù)學能力的重要組成部分.目前,相當一部分高中學生運算能力是很差的,這嚴重影響他們的數(shù)學高考成績,這部分學生往往是一講就懂,一做就錯,老師也有不少的抱怨:“學生的計算能力太差了,連簡單的運算都過不了關,甚至數(shù)學基礎好的學生也常算錯了.”這些狀況的出現(xiàn)原因是多方面的,主要有:
①現(xiàn)行初中教材“淡化”了運算.
②學生基礎沒落實,不明算理,機械地照搬公式.
③學生不顧運算結果,盲目推演,缺乏合理選擇簡捷運算途徑的意識.
④學生對提高運算能力缺乏足夠的重視,他們總是把粗心、馬虎作為借口.
⑤老師只著重解題方法和思路的引導,而忽視對運算過程的合理性、簡捷性的必要指導.
三、著力培養(yǎng)學生的運算能力
解題需要真功夫,沒有較強的運算能力,要想在高考中取勝,那是絕不可能的.因此提升運算能力仍然是高三復習的重要任務之一.而學生運算能力的培養(yǎng)要靠平時復習教學中的每一節(jié)課,靠一點一滴的積累才能形成的,是在平時完成作業(yè)、測驗、考試的過程中逐步形成和提升的,因此我們在高三復習中仍然要高度重視培養(yǎng)和提升學生的運算能力.
1.在課堂教學中著力培養(yǎng)和提升學生運算能力
在課堂教學中創(chuàng)設寬松、和諧、民主的問題情境,調動所有學生參與教學,在教師和學生的一問一答中,在學生的討論與爭議中,培養(yǎng)學生的心算能力.在典型例題的教學中,關鍵步的演算應該讓學生參與,教師在學生說出結果后再板書.在完成課堂練習的過程中,可以讓兩位學生上黑板板演同一道題,讓學生比速度,比準確度,最后教師在講解的過程中指出一些運算技巧和注意策略.
教學中要在學生掌握基礎知識的同時優(yōu)化運算途徑,實施“簡捷算法”與“一題多解”訓練,加強心算練習,歸納總結算技,這不僅是提高運算速度的需要,也是提高運算正確性的需要.高考中常用的算技有:先化簡后求值(含提取公因式、約分、抵消),整體代入或代換,合理利用定義、平幾知識,合理選取參數(shù),合理利用數(shù)形結合等數(shù)學思想.
數(shù)學概念、公式、法則、性質,有的是運算的依據(jù),有的是運算的方法與步驟.在一輪復習后,運算不正確的原因有時就是概念的模糊,公式、法則遺忘,性質混淆或生搬死套,不注意適用條件等.這就要求教師要多了解學生的知識缺陷,精心備課,學生基礎不牢的知識仍然要進行鞏固.
2.在完成作業(yè)的過程中實現(xiàn)學生運算能力的自我提升
運算能力很大程度上反映在運算的合理性、靈活性之中.平時練習就要求學生在做到步步有理有據(jù)的條件下,減少運算環(huán)節(jié),啟發(fā)學生靈活運用所學知識,結合特殊值法、換元法、數(shù)形結合法等,優(yōu)化解題途徑,提高運算途徑,提高運算的簡捷性.
學生的運算能力是在一次又一次的做題中逐步得到提升的,教師設計練習和作業(yè)時要注意:
①練習要有梯度.
如果學生已經(jīng)掌握的技能還在反復進行練習,學生就會很厭煩.一輪復習后要適當提高運算難度,二輪復習的運算應主要訓練學生確定運算方向、靈活運用法則的能力.
②加強題組練習,進行正向思維與逆向思維的轉換訓練.
二輪復習進行包含正向和逆向問題在內的題組訓練,培養(yǎng)學生從一種心理運算轉換為另一種心理運算的能力.
③在掌握通法的基礎上進行適當?shù)募记尚缘挠柧?
掌握通法是為了保證準確地運算,發(fā)揮了“思維定式”的積極作用,但為了避免思維僵化,也要適當?shù)剡M行技巧性訓練.
3.在測驗與考試中實現(xiàn)學生運算速度和準確度的再次提升,形成較強的運算能力
數(shù)學運算有時內容比較枯燥,有時情況比較復雜,一道題往往不是兩三步就能得出結果.著名數(shù)學家、教育家波利亞有一句名言“教學生解題是意志的教育”,也就是說要對學生進行解題的心理訓練,使學生在掌握扎實的基礎知識和基本技能的同時,練出過硬的心理素質和堅韌的意志品質,增強克服困難的信心和勇氣,形成較強的運算能力.
每次測試后,教師要重視算理的講解和算法的對比與辨析,要引導學生進行總結反思:這道題運算結果是否合理?有沒有漏解和多余的解?運算過程能否進一步優(yōu)化?有沒有其他方法?哪一種方法更簡捷、更合理?有沒有規(guī)律可循?對今后解決其他問題有沒有借鑒作用?只有引導學生不斷地總結和積累,學生的運算能力才會不斷提高,才會有質的提升.