核心素养视域下高中数学情境化教学策略研究.pdf

核心素养培养核心素养视域下高中数学情境化教学策略研究徐宏芳(河北易县中学 0 7 4 2 0 0)【摘要】数学学科本身具有较强的逻辑性,是研究一切“事物”外在的、内在的、逻辑上的,甚至是抽象关系的理论基础.高中数学的教学过程不仅传递已有知识,更要帮助学生在个人经验基础上对繁杂的知识进行建构重组与深入理解.新课程、新高考、新时代的数学注重考查学生阅读理解能力、知识迁移能力、灵活应用所学数学知识和方法分析问题及解决问题的能力,综合发展学生数学学科核心素养.这就要求教师从多维度、多角度、多方面引发学生的认知冲突,创设有关知识关联情境,构建知识重组与学科融合的情境,运用恰当的情境化教学策略开展教学活动.【关键词】高中数学;核心素养;情境化教学高中数学具有应用性强的学科特征,数学学科核心素养的培养同样离不开综合化的真实情境.在有效的情境中实践感知是获取数学知识、深化数学思想方法以及发展数学核心素养的重要途径.因此,高中数学教学实践中,教师要不断探寻并善于运用有效的情境化教学策略.高中数学在课堂教学中进行创设情境,就是营造一种氛围,将课本中较为抽象的教学内容,通过情境化教学的方式使其能够具体化、宏观化以及动态化,能够让学生在课堂教学的过程中,对于抽象的教学内容有具体的且身临其境的感觉,活跃学生的思维和联想并产生创意.1 发挥情境引领作用,形成整体认知结构高中数学知识具有结构性、逻辑性强的特征,学生只有在整体上形成系统的、全面的认知体系,进而才能谈及思维品质、关键能力,即数学学科核心素养的培养与发展.基于高中数学特殊的知识结构,数学学科核心素养也不同于其他学科核心素养,具有其自身特点.因此,在高中数学情境化教学实践中,教师要善于立足整体,大处着眼,深挖数学本质,遵循数学知识逻辑和思维规律进行教学情境的创设和创新性问题设计.高中数学教学情境和问题是多样化的,包括数学学科自身的,同时也包括现实的、科学的.高中数学情境化教学实践中,学生通过情境互动、有效的情境问题解决促进数学核心素养的提升,情境发挥着重要的支架作用,所以,教学设计中要突出并发挥情境的引领作用.在立足对高中数学知识内容体系化认知基础上,结合学生实际,以问题情境引领学生体验并感知数学知识的发展过程、逻辑关系,进而形成整体认知结构.高中数学情境化教学实践中,教师可以结合大单元进行备课,发挥情境的引领作用,让学习有意义.教学设计时,每单元设计一个大的情境进行引领,让整个单元的学习都变得有意义.力争在单元结束时能够将问题解决,形成闭环的认知过程.在每一个学习主题下,创设一个主题情境进行引领,让学生完成学习过程后能够解决这一情境问题.比如每节新课导学学案教 师都可以设 计 一 个 主 题 情 境 来引领.例如 以“变化率”情境化教学为例,教师可以引入滑雪过程中速度变化作为情境问题.由轨迹过程进而遵从速度变化情况 瞬时速度怎样变化 瞬时速度怎样求这一认知路线,展开思维活动,使整个课堂研究成为一个有机的整体,使学生形成整体的认知结构,形成结构化的数学观念.2 创设深度学习情境,培养高阶思维能力深度学习强调学生积极参与、全身心投入、获得健康发展的、有意义的学习过程.高阶思维能力是包含分析、创造、评价的认知活动.高中数学情境化教学以数学核心素养为着眼点和落脚点,要求教师在教学实践中努力创设深度学习情境,培养学生高阶思维.比如,三角函数应用中测量问题可以通过生生对话、师生对话的形式,伴随着分析、评价、创造的过程,提升学生的高阶思维能力.在情境创设中,发挥28 数理天地 高中版核心素养培养2 0 2 3年1 1月上教师的引导作用,基于学生的生成,在学生的思维不能够深入的时候,教师创设更进一步的问题情境,通过引导和不断追问,将学生的思维引向深处,从而完成以教师为主导、以学生为主体的深度教学活动.深度学习情境不仅有助于学生高阶思维能力的提升,同时也是学生数学学科核心素养及教师实践创新的载体,利用好这一载体有利于提升教师的专业水平,更能促进学生深度高效学习.一方面,教师要善于创设与教学知识信息相关的或有利于辅助知识理解的情境问题,来引入新知识内容,让学生深入思考,自主发现概念或结论,体验成功的喜悦.例如 在教学“几何概型”相关内容时,几何概型的概念较为抽象,学生虽能接受,但不能理解透彻,以 情 境 问 题 引 入 如“射 箭 比 赛,靶 面 半 径 为1 0 c m,靶心半径1 c m,现一人随机射箭,假设每次都能中靶,射中靶面任意位置等可能,问射中靶心的概率是多少?”学生很自然能回答出概率为多少,再引导学生分析出解题中分子与分母代表的量,同时可以再举出两个例题,水到渠成地总结出几何概型的定义、公式、特点,帮助学生实现思维上的飞跃,情境教学比传统的数学教学更高效.另一方面,教师要善于了解数学与其他学科的联系,创设学科融合的深度学习情境.例如 向量具有丰富的物理背景,向量内容的教学,可以将物理情境作为重要的科学情境贯穿向量教学的始终.可以利用物理中力的概念、力的合成与分解、力所做的功等内容创设物理情境,提出向量运算法则等数学问题.导数是刻画函数变化的重要概念,物理中的瞬时速度、现实生活中的变化率等都可以作为学习导数概念的情境.“授之以鱼,不如授人以渔”,这与学会学习的理念一致,“学问”比“学答”重要,“会学”比“学会”重要.通过创设深度学习情境,引导学生进行问题解决能让学生真正学会学习,成为学习的主角,进而培养高阶思维能力,发展学科核心素养.3 发挥实验情境的作用,形成数学思想与方法数学是一个以抽象思维为基础的学科,但数学实验可以增强学生的参与感和体验感,创设真实情境,提升学生的探究能力.长期以来,高中数学教学普遍存在着重讲授、轻实验的现象,教师重视的是“传道授业解惑”,“偏爱”的是为学生亲自讲授学习内容,而与数学密切联系的实验教学就被无形中忽略了,学生的活动体验学习往往也被忽视了.数学实验教学为学生的数学学习搭建了有效的平台,充分体现了学生在学习过程中的主体地位,更有利于提升他们的核心素养.充分发挥实验情境的作用,在高中数学课堂教学中采用“实验教学”是培养学生数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析六大核心素养的有效方法和具体措施.因此,在日常教学中教师要遵循“能够做的实验一定要让学生做,没有条件的想办法创设条件也要做”的原则,实验情境创设以学为本,注重层次性,引发学生的认知冲突.例如 在教学“椭圆的定义”相关内容时,让学生做课本中的椭圆作图实验,使学生在真实情境中分析问题、解决问题,提升学生的突出主要矛盾、忽略次要矛盾的辩证能力,提升学生的模型建构能力、推理能力.再如,数学建模是六大核心素养之一,新课程把数学建模与探究作为必修的模块学习,提高了数学建模的权重,学生学习数学时常会觉得数学没用,不像理化生等自然学科与实际生活结合得那么紧密,而实验情境的设置可以很好地将实际问题与数学知识有机结合起来,让学生从实践中发现和提出问题,在学习中分析和解决问题.数学实验是数学学习中的重要环节,实践出真知,发挥实验情境的作用,并利用数学模型来总结规律,可以提高学生的动手能力,促进实践型素养的提升.4 创设贴近学生实际生活的真实情境,增强学习的情感、意义属性教好数学就是落实好数学学科素养,而培养学生的问题意识是培养数学学科素养的一个重要部分.但设置问题情境的目的不是“灌水”,而是为学生的思维“点火”,要让学生感到数学是好玩的,是有用的,而不是越学越枯燥、越无趣、艰涩的.数学课程标准中指出:数学教学要实现以学生为主体,兴趣为导向,活动为过程.学生兴趣的培养主要体现在学生的主动性、参与性、积极性,从而发展到创造性.首382 0 2 3年1 1月上核心素养培养 数理天地 高中版先,让学生喜欢学习,这是兴趣培养的敲门砖.其次,让学生学会学习,这是兴趣培养的永动机.然后,积极性和创造性水到渠成.数学知识相对枯燥,而有问题情境作为背景,则增加了数学的趣味性.同时,学生的学习不应该是被动的吸取,而应该是主动的吸收过程.在学生的合作探究中能提升学生发现与提出问题、分析和解决问题的能力.而贴近学生生活实际的情境更能够拉近学生与学科之间的关系,比如,在讲到球的性质时,布置活动任务让学生观察校园中的日晷,学习基于校园中的真实情境,让学生带着兴奋的心情探究自己身边的数学问题,使学习更加有意义.在教学过程中,教师有目的地引入或提出形象具体的实际事物或带有启发性、针对性的问题,引起学生直观想象的共鸣,从而帮助学生理解问题,会使学生积极地投入思考,并加深学生对教师导入知识的理解与记忆,比直接把知识点强加给学生或让学生生搬硬套的效果会好得多,起到事半功倍的作用.创设生活中与教学知识信息相关的实例情境,通过学生的情感或实践体验,使课堂学习成为学生主动进行的、愉快的事情,从而提高课堂效率.例如 在讲立体几何“空间中直线与直线之间的位置关系”中的异面直线,如果直接给出异面直线的定义:不同在任何一个平面内的两条直线.学生很难直观想象出异面直线到底是怎样的位置关系,如果教师以贴近学生实际生活的真实情境引入,多媒体展示,如一座桥与桥下交错的火车轨道,或者教室内的某些异面位置线等,这样既形象又直观,促进学生思维活动的展开与深入进行.5 充分利用技术手段创设情境,让课堂学习活起来只有在真实情境中解决问题的时候,一个人所表现出来的关键能力和必备品格才能称得上是核心素养.如果他只会死记硬背、套公式做题,却在真实情境中解决不了问题,那这样的素养就不是核心素养.因此,为了达成核心素养的培养目标,教师在教学中就一定要创设真实情境.在传统课堂中有些数据无法一一获取,但在今天技术手段丰富的条件下,可以轻松得到形象准确的数据,使所有学生对照观察,得到清晰、明显的实验数据,提升学生的证据意识.例如 在研究三角函数图像时,教师可以利用多媒体创设情境,将每一个角所对应函数值都形象展示给学生,让学生在观察、推理、拓展、实际问题解决的过程中进行视觉体验,克服难点,形成基于体验的结构化观念.再如,对数函数的图像与性质探索课上,教师可以利用现代信息技术手段创设情境,实现数学教学的可视化.在信息技术支撑下,教师引导学生进行小组合作完成对数图像绘制、性质探究,探究活动过程采用从“特殊到一般”的研究方法符合学生的认知规律,在教师的引导下,学生合作完成性质的猜想、验证,不仅强化学生研究函数的一般路径及思想方法,也让学生体会数学探究带来的成就感,让学生真正成为课堂活动的主角,让核心素养落地开花.6 结语课堂是落实立德树人根本任务的最前沿阵地,也是提升学生核心素养、减轻学生学习负担的主阵地.高中数学教师应积极进行教学情境创设的实践研究,让学生在深度学习中提高思维能力,促进核心素养落地.【此文为河北省教育科学“十四五”规划课题 核心素养视域下高中数学情境化教学策略研究的研究成果,课题编号:2 2 0 5 2 8 0】参考文献:1 龚有顺.基于数学核心素养的问题情境创设的案例评析 以“数 列”单 元 教 学 为 例 J.中 国 数 学 教 育,2 0 1 9(Z 2):5 8-6 2.2 吴中才.高中数学教学情境与问题刍议 以人教B版高中数学必修第一册为例J.数学教学.2 0 2 2(0 2):1 8-2 1.3 陕振沛,宁宝权,郭亚丹.“情境 问题”教学模式在高中数学 教 学 中 的 推 广 及 应 用 J.教 育 教 学 论 坛,2 0 1 9(1 2):1 9 9-2 0 0.4郝荣春.如何巧设问题情境构建高中数学高效课堂J.中学课程辅导(教师教育).2 0 2 1(0 9):1 4.48 数理天地 高中版核心素养培养2 0 2 3年1 1月上