核心素养背景下高中数学美育教育策略研究.docx

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核心素养背景下高中数学美育教育策略研究摘要：数学是一门富含美学元素的科目，在核心素养背景下重视开展高中数学美育教育，不仅能够培养学生自主探索数学的兴趣，也能加深学生的审美体验，发展学生的人文底蕴、科学精神和实践创新素养。文章分析了核心素养背景下高中数学教学美育教育的实施意义，从应用数学文化资料、创设几何图形情境、依托数学概念教学、基于数学公式推理、开展手动操作探究等五个方面，探讨数学美育教育的实施策略，以供相关教育人士借鉴。关键词：核心素养;高中数学;美育教育;意义;策略中图分类号：G63     文献标识码：A     文章编号：1673-9132（2023）27-0099-03DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.27.033一、前言核心素养背景对新时期高中数学教学提出美育的要求，在数学教学中落实美育教育目标，不仅能够增强学生对数学美的感受、理解和创造能力，而且能培养学生严谨求真的科学精神，提升数学教学水平。为此，教师应该明晰核心素养背景下高中数学美育教育的实施意义，根据数学美的基本特征和学生的认知情况，开发数学课程中的美育资源，通过精心的教学设计，向学生传递数学的自然美、对称美、简洁美、严谨美，引导学生积极地动手创造美，从而实现数学教学与美育教育的深度融合。二、核心素养背景下高中数学美育教育的实施意义立足核心素养视野实施高中数学美育教育，简而言之就是教师开发数学课程中的美育素材，通过情境创设和教学探究，带领学生从不同角度鉴赏数学之美，从而加深学生对学科知识和客观世界的认识，发展学生的审美意识及核心素养。核心素养背景下高中数学美育教育的实施意义表现在以下三个方面： 第一，有利于提升数学教学的趣味性。数学是人类文明的结晶，数学课程中包含众多美学元素，如对称美、和谐美、奇巧美等。在核心素养背景下重点实施高中数学美育教育，能够提升数学教学的趣味性，如教师可以挖掘数学教材中的美育资源，通过创设生活化、信息化情境展示给学生，带给学生美的感受和新颖的学习体验。第二，有利于强化学生对数学之美的感知能力。在高中数学教学中，有些数学美是显性的，有些是隐性的，而学生缺乏自主发现数学美的意识和能力，需要教师加强引导和渗透。核心素养中的人文底蕴，要求学生将数学和美学联系起来，体会数学用独特的方式诠释美学，立足核心素养背景开展高中数学美育教育，能够显著强化学生对数学之美的感知能力。如在数学概念教学中，教师可以引导学生推理和构建数学模型，结合教材中的数学概念语言感知数学概念，以最简单的方式抓住现象本质的简洁美，从而促进学生领略数学美，形成良好的审美理解和鉴赏能力[1]。第三，有利于培养学生的实践创新精神。实践创新、审美情趣都是核心素养的重要构成部分，美的生成需要依托于研究、发明和创造，正是对美的不懈追求，才产生了数学。在核心素养背景下实施高中数学美育教育，对培养学生的实践创新精神很有帮助，如教师可以利用课程中的美育资源开展模型制作、图形设计、数学小实验等探究活动，启发学生对数学美的感受，运用数学知识技能动手创造富有美感的数学探究成果，从而驱动学生实践创新精神的发展，彰显数学美育的实施价值。三、核心素养背景下高中数学美育教育的实施策略（一）应用数学文化资料，向学生渗透数学的自然美 数学存在的意义，是以理性思维揭示自然界的现象和规律，使人们具有认识自然和改造自然的依据。许多数学研究都是初始于探索自然界的现象，所以数学是自然美的集中体现。数学除了是一门学科之外，还是一种文化，在数学的研究发展历程中，蕴藏着数学家对自然规律的探索精神，以及对美的孜孜追求。为此，在核心素养背景下实施高中数学美育教育时，教师应该重点应用数学文化资料，引导学生了解数学研究的来龙去脉，以及数学在自然生活中的运用，从而向学生渗透数学的自然美和文化美，提升学生的人文底蕴素养。教师应该根据数学课程内容开发相关的数学文化史料，包括数学家的研究事迹、研究成果，以及数学理论在自然生活中的应用实例等，将这些文化资料编辑成图、文、短视频相结合的微课件，引导学生阅读资料、开展交流，了解数学家对自然规律的发现，从而传递数学的自然美。比如，在几何课程教学中，教师就可以利用文化资料向学生讲述古代几何学的起源，同时展示中外数学家的研究经历，介绍相关的古代数学著作，以及课程理论在现代社会各领域的应用案例。学生熟悉数学文化资料的内容后，教师引导学生探索美学元素：“同学们，从这些文化资料来看，古代几何学的产生和发展最早是为了什么？”学生交流后反馈：“为了观察天空星体的形状和排列位置，为了丈量土地、测量容积、制造器皿、绘制图形。”教师追问：“这些研究都和什么有关？是为了满足什么需要？”学生回答：“都和自然、生活有关，为了探秘自然、改造自然，满足社会发展和生活实践等需要。”随后，教师引出几何课程的课题。这样，通过应用数学文化资料，学生认识到数学是为研究自然规律而产生的，体验到悠久的数学文化和数学科目的自然美，从而起到良好的美育效果[2]。（二）创设几何图形情境，向学生渗透数学的对称美对称美是数学学科中最常见的美学元素。具有对称性的事物，廣泛地存在于客观世界中，反映的是审美对象形态或结构的均衡性、匀称性。在高中数学几何课程中，包含很多空间对称图形或现象，是教师实施美育教育的绝佳资源。为此，基于核心素养视角开展高中数学美育教育时，教师应该创设多样化的几何图形情境，引导学生开展观察、欣赏、讨论等活动，从而向学生渗透数学的对称美与和谐美。 教师应该开发教材中具有对称性的课程内容，利用几何软件、信息化课件等为学生绘制和展示对称的几何图形，引导学生观察图形，发现图形的对称特点，还可以鼓励学生尝试作对称图形，帮助学生直观、深入地理解数学的对称美。比如，在关于双曲线的渐近线的数学教学中，教师就可以先在白板上出示一张双曲线的渐近线示意图，同时提问：“请大家仔细观察示意图，图中双曲线和矩形框有什么特点和位置关系呢？”学生观察后回答：“示意图中双曲线在矩形框对角线所确定的左右区域内，矩形框的对角线和双曲线无限靠近但永不相交，双曲线是向外无限延伸的，两根双曲线具有对称性。”教师引出作图任务：“那么，如何能画出对称又美观的双曲线呢？请大家回忆椭圆草图的画法，尝试画一张双曲线的草图。”在学生自主作图期间，教师指导学生先在练习纸上确定平面直角坐标系和矩形框，然后标出顶点和矩形框的对角线，根据图形的对称性作出标准的双曲线，最后求出渐近线的方程。这样，通过创设几何图形情境，学生扎实地掌握了双曲线的特点，感受到几何图形和谐、匀称的对称美[3]。（三）依托数学概念教学，向学生渗透数学的简洁美富有简洁美也是数学科目的基本特点之一。所谓简洁美，是指数学对象能够用最精简的组成要素反映出明确、丰富、深刻的内容。数学概念可以表现出数学结构的简洁美，在核心素养背景下实施高中数学美育教育，教师应该依托于数学概念教学，引导学生通过分析、构建数学概念的过程，了解简单表述的背后隐含着的大量的数学信息，从而向学生渗透数学的简洁美。教师应该根据数学教材中的概念知识，围绕概念的理论前提和理论表述精心设计问题，先启发学生理解和构建概念，再引导学生分析数学概念是如何用最少的符号和语言去建立、表述理论的，促使学生发现数学的简洁美和实用性。 比如，在关于四种命题的概念教学中，教师可以先组织学生合作自学课本中原命题、逆命题、否命题、逆否命题的定义，学生初步形成概念认识后，教师用概念的理论前提设计问题：“同学们，根据大家对概念的理解，如果原命题的形式表示为若p则q，那么其他三种命题的形式该如何表示？”学生讨论后反馈：“逆命题的形式表示为若q则p;否命题的形式表示为若非p则非q;逆否命题的形式表示为若非q则非p。”教师认同后继续追问：“p和q分别代表什么？”学生回答：“p和q分别表示原命题的条件和结论。”接下来，教师组织学生分小组详细解释四种命题的表示形式，学生解释完毕后，教师追加问题：“同学们，通过对四种命题表示形式的语言概括，大家有什么体会？”有学生回答：“由p和q构成的四种命题表示形式，能够非常简练地表现出各个命题之间的区别和相互关系，使人一目了然地理解四种命题的逻辑结构。”这样，通过概念教学和科学的引导，学生感受到数学理论表述的简洁美[4]。（四）基于数学公式推理，向学生渗透数学的严谨美每一个数学公式或定理都是经过严密的逻辑推理而形成的，包含着丰富的辩证思想，具有唯一的性质，协调的数学结构、规范的数学语言、灵巧的计算方法和证明方法等，都能体现数学的严谨美。核心素养要求发展学生的科学精神和辩证思维，为此，在核心素养背景下实施高中数学美育教育时，教师应基于数学公式推理，带领学生探析各种辩证的关系和转化，感受数学公式推导过程的绝对严密，从而向学生渗透数学的严谨美。教师应该利用教材中的公式或定理知识点，采用情境创设法和问题导学法，点拨学生合作推理数学公式，用类比推理和数形结合的思想方法解决问题，促进学生体会数学严谨的美学魅力。 比如，在关于同角三角函数的基本关系式的教学中，教师在带领学生推理公式时，可以让学生先画出单位圆，给出任意角的正弦和余弦，回忆三角函数的定义。学生作图、温习旧知识完毕后，教师提问：“结合大家作的图，单位圆正余弦线段和半径所处的三角形形状是什么？”学生回答：“直角三角形。”教师继续追问：“那么直角三角形有哪些重要的定理？”学生回答：“勾股定理。”教师问：“由勾股定理我们可以推导出三角函数的哪些关系式？”学生探究后推导出平方关系式和商数关系式。教师把两个关系式写在黑板上，追加问题：“公式在哪种情况下不能成立？公式中是否存在限制条件？”学生交流后作答：“公式中必须有同角，没有同角公式则不能成立，应用商数关系式时有限制条件。”这样通过分析公式的成立条件和限制条件，学生就认识到数学的严谨论证之美[5]。（五）开展手动操作探究，促进学生亲手创造数学美实践创新是核心素养的主要内容，以核心素养为背景开展高中数学美育教育，教师不仅要通过新知讲授向学生渗透数学美，还要给学生提供动手操练的机会，使学生思有所得、练有所获。因此，教师可以立足于数学美育的目标，根据具体课程开展手动操作探究，促进学生亲手创造数学美，逐步提升学生的审美情趣和实践创新素养。在基于数学美育开展手动操作探究时，教师应该根据课程内容和美学元素为学生提供相关的审美观察素材，引导学生通过观察、欣赏收获审美体验，学习课程中的基础知识点，然后给学生布置手动操作任务，鼓励学生实操创造数学美。比如，在关于棱锥的教学中，教师可以先为学生展示生活中的棱锥，包括金字塔、装饰物等，学生欣赏、交流后反馈：“棱锥的外观具有形象美，在生活中应用非常广泛。”随后，教师给学生提供纸板、胶带等材料，组织学生四人一组动手制作棱锥模型。在学生操作探究期间，教师提醒学生合理设计棱锥的底面、侧面、侧棱、顶点和高，制作比例和谐、外形美观的棱锥模型。这样，通过手动操作探究，学生深刻地认识棱锥的各部分构成，形成理解、欣赏和创造数学之美的能力[6]。总而言之，在核心素养背景下实施高中数学美育教育，不仅有利于提升数学教学的趣味性，而且能强化学生对数学之美的感知能力，培养学生的科学精神和实践创新素养。教师应遵循核心素养的思想指导，应用数学文化资料、创设几何图形情境、依托数学概念教学、基于数学公式推理，向学生渗透数学的自然美、对称美、简洁美和严谨美，同时加强开展手动操作探究，促进学生在实践中创造数学美，从而多角度深化学生对数学美的体验，实现高中数学的美育教育目标。